城市演变的不确定性

Author: 赖世刚 同济大学建筑与城市规划学院Upload date: 2020-03-13
Country: Professional Area : Intelligent PlanningKeywords :

        人们在面对复杂的环境下决定时,往往遭遇心理的压力。例如公司的主管在雇用新人或签订新的合约时,考虑到所雇用的人是否称职或所签订的合约是否带给以司利润。一般而言,这些压力来自于对环境认知上的不确定性。环境指的是组织内部与外部,不同部门的人们所采取的行动以及行动间交织所造成的结果。由于这个过程极其复杂,使得人们在其所处的环境下或系统中采取行动时,充满着不确定性。针对决策制订所面对的不确定性,其处理方法文献上有许多的探讨。主要重点在于以贝氏定理作为主观机率判断及修正的依据,并且从认知心学的观点就人们进行机率判断所常犯的错误,提出矫正的方法。这些方法视不确定性为既存的事实,并未追究不确定性发生的原因。而降低不确定性的主要方式为收集信息,学者并指出以信息经济学的角度规范信息收集的策略。

        传统对于决策所面对的不确定性之处理系建立在一理想的问题架构上,即类似Savage所提出来的小世界(1972)。在这个小世界中,未来可能的状态(state)已给定,并以主观机率表示各种状态发生的可能性。而决策者可采取的行动为已知,不同的行动在不同状态下的小世界产不同的结果。籍由效用及主观机率所建构出来的效用理论定理,决策者便可从容而理性地选择最佳行动,使得决策者的效用得到最大的满足。这套理论架构十分严谨而完整,也因此目前决策分析所发展出来的方法大多不出这个理论架构的内容。姑且不论该理论的基本假设是否合理,Savage所提出的小世界之问题架构,至少有两个疑问值得我们深思,即(1)若作为叙述性的理论,小世界问题架构是否能代表决策者对决策问题的认知过程;(2)不确定性以主观机率来表示是否过于抽象而缺少实质意义(substantive meaning)。

        认知心理学者对第一个问题已有许多的探讨,并且许多实验指出人们实际从事决策制订时,通常违反效用最大化的准则。学者并发现决策制订过程中常出现的陷阱(traps),例如描定(anchoring),现状(status-quo),下沉成本(sunk-cost) ,及佐证(conforming-evidence)等等陷阱,并提出纠正这些判断偏差的方法(Hammond等,1998)。至于第二个问题,似乎仍囿于主观机率(或贝氏)理论的架构上,对于不确定性的探讨上,则较缺乏。

        从规划的角度来看,不确定性的种类至少包括四种:(1)环境的不定性,(2)价值的不确定性,(3)相关决策的不确定性,及(4)方案寻找的不确定性(Hopkins,1981)。若从更深入的层次来看,不确定性源自于信息经济学上所谓的信息扭曲(garbling)(Marschak and Radner, 1972)。更具体而言,不确定性的产生是决策者对所处系统认知不足所造成。且规划与决策制订必然发生在一个动态演化的系统中。然而一方面由于系统具变化多端的复杂性,另一方面由于人们认知能力的限制,使得不确定性在制订计划或决策时是不可避免的。但是如果我们能够了解认知能力的限制以及复杂系统的特性,也许便能更有效处理规划及决策制订所面临的不确定性。举例来说,城市是一个极其复杂的系统,而由于人们信息处理能力的限制,使得对城市意象在认知上为阶层性的树状结构(tree),而实际上该系统为半格子状结构(semi-lattice)(Alexander, 1965)。另一个例子是组织。一般人亦认为结织结构是阶层性的,而实际上组织系统极为复杂且其演化亦难以预测。基于认知能力的限制对于复杂系统产生扭曲的意象,使得所发展出的规划方法(如理性规划与决策)在解决实际问题时,则显得失去效果。

        有关复杂系统的研究,近40年来颇受学界的重视。从混沌(chaos)、碎形(fractal)、非线性动态系统(nonlinear dynamic systems)、人工生命(artificial life)、到复杂理论(complexity theory),这些研究致力于了解系统中各元素个体互动所涌现的总体现象。虽然复杂理论的架构到目前为止未臻完备,但在许多领域中已开始以复杂的概念解决实际的问题。例如,企业管理的顾问已开始从复杂系统的自我组织及突现制序(emergence order)等概念探讨具竞争力企业团体,其组织结构的特性(Brown and Eisenhardt,1998)。而城市规划学界亦尝试藉由复杂系统的概念解释都市空间演化的过程(Batty,1995)。复杂系统最基本的特性为其所衍生的复杂现象乃基于极为简单的互动规则。换言之,人类社会的复杂性乃基于人们行动(或决策)之间的互动,产生系统演化的不可预测性(包括混沌理论中所提出的起始状态效应)。此亦正为人们从事决策制订所面临不确定性之主要来源之一。如果我们能了解复杂系统演化的特性,例如何种因素造成其演化的不可预测性,这个知识将可促进对于不确定性发生原因的了解,进而改善我们对不确定性的认知过程。


图1复杂城市系统 (来源:http://fractalfoundation.org/OFC/OFC-12-3.html)

        本文拟对复杂城市系统中从事规划或决策制订时不确定发生的原因及其认知过程提出一研究方向。由于不确定产生的原因包括外部环境的复杂性以及决策者对该环境认知能力的有限性,研究重点应着重在前者,而暂不深究不确定性深层心里认知过程。但亦不排除从现有文献中有关信息处理能力有限性的成果(例如永久记忆及暂时记忆的容量其间及其间信息转换所耗费的时间),发觉不确定性发生的认知原因。研究可就城市系统及组织系统中从事规划与决策制订时,不确定性产生的原因进行探讨。城市与组织两者皆为复杂系统,所不同之处在于决策特性。城市系统中开发决策往往是整体性、耗时、且一旦执行后很难修正,而组织系统中的决策则是片面性、快速、且较易修改。决策性质的不同自然造成系统特性的不同,但以复杂系统理论的角度来看,系统演化的不可预测性接来自于系统中决策相互影响的错综关系,故此二系统应可再依共同的理论架构下加以理解。此外,研究应就计算机信息处理能力的优越性,探讨其在处理复杂系统中不确定性系统问题时应扮演的角色。

        规划与决策制订面对充满不确定性的环境,而人们面对不确定性时往往产生心理压力。虽然相关文献提出了处理不确定性的方式,但对于不确定性的实质意义似乎较少探讨。这些环境的不确定性使得规划所解决的问题被称为未充分定义的问题(ill-defined problems),而解决此类问题的逻辑一直备受争议(Hopkins,1984)。本文所提研究方向针对不确定性的实质意义,从认知过程及复杂系统特性尝试说明不确定性产生的源由,并提出适当处理方式。研究结果将对城市规划、土地开发、及企业组织管理在制订及决策时,有所帮助。

参考文献

1. Alexander, C., 1965, “A city is not a tree”, Architectural Forum, 122 (1,2), 58-61.

2. Batty, M., 1995, “New ways of looking at cities”, Nature, 19, 574.

3. Brown, S. L. and L.M. Eisenhardt, 1998, Competing on the Edge. Boston: Harvard Business School Press.

4. Hammond, J. S., R. L. Keeney, and H. Raiffa,1998, “The hidden traps in decision making”, Harvard Business Review, Sept.-Oct.,47-58.

5. Hopkins, L. D., 1984, “Evaluation of methods for exploring ill-defined problems”, Environment and Planning B: Planning and Design, 11, 339-384.

6. Hopkins, L. D., 1981, “The decision to plan: planning activities as public goods”, in W. R. Lierop and P. Nijkamp (eds.)Urban Infrastructure, Location, and Housing. Alphen aan den Rijn: Sijthoff and Noordhoff, 273-296.

7. Marschak, J. and R. Radner,1972, Economic Theory of Teams. New Haven: Yale University Press.

8. Savage, L. J.,1972, The Foundations of Statistics. New York: Dover.


This is a working paper and has not been officially published.