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_城市对称分布与中国城市化趋势_评述.pdf
《城市对称分布与中国城市化趋势》评述
王 铮
(中国科学院科技政策与管理科学研究所,北京100190)
最近我有幸得到叶大年、赫伟、李哲和徐文东先生的《城市对称分布与中国城市化趋势》。我没有一气读
完,因为科学著作,必须边读边理解,还要边思考。大约两个星期,我读完了这篇专著。我不能不说,这是理论
地理学的一个重要进展。
关于理论地理学,20 世纪 60 年代以前有些学者并没有认识到,他们囿于自己的中学地理知识,认为地理
学没有自己的理论。还有一些学者,对理论有错误认识,总认为理论是放之四海而皆准的真理,是哲学。或许
他们稍微了解一下理论物理学就不会有这种误解。但是他们没有。1962 年,地理学家 William Bunge 出版了
题为 Theoretical Geography 的专著,正式提出了理论地理学的名称。在后来的发展中,1970 年,地貌学家 AE
Scheidegger 出版了专著 Theoretical geomorphology,作者完全仿效理论物理学阐述了地貌理论。由于地貌学
在地理学中传统的中心地位,理论地理学的体系构造被确定了。
William Bunge 的 Theoretical Geography 在扉页印上了献给 Walter Christaller,我们知道 Christaller 的主要
贡献在于推出了中心地理论。中心地理论是一个表象理论,它对地理分布的特征做了形态抽象,提出了以正
六边形为分析基的表象理论。一些习惯于牛顿力学思维的学者看不起表象理论,诸不知物理学的最高级理论
也是表象的。量子力学是一种表象理论,现代量子群论,通过对称性分析,也是表象理论。在量子力学中,氢
原子结构对应的中心力场结构就是表象的。Christaller的正六边形,就像氢原子结构,作为表象的最基本的分
析单元。在 William Bunge 的 Theoretical Geography 中,作者以大量的篇幅阐述以 Christaller 的正六边形为基
对地理分布空间结构的分析。此后,地理学的分析采用了两个基,正六边形和同样作为表象分析基的杜能
环。杜能环现象是产业分布现象。形态分析的理论,此后没有本质性突破。理论学的其他发展,基本上沿着
Scheidegger的道路前进。这种以某种基分析形态分布的具有直观美的方向,停止了。
今天,我终于看到,经过 30-40 多年的发展,叶大年等先生的《城市对称分布与中国城市化趋势》,对这种
表象理论终于取得了突破。在叶大年先生等的著作中,作者引入了一个概念——对称,作者不仅使用了物理
学对称-非对称-色对称及矿物学均变对称的概念,还根据地理事物的特点突出了曲线对称、拓扑对称。正如
对称群理论对量子力学以基为对象的理论带来了突破,这里的对称性理论,对地理学的传统理论被突破了。
这种突破带来的新东西首先体现在对正六边形这个基的对称性应用。作者以对称性观点看正六边形,提出了
空间配位数理论,构造了靶型分布。应用这个理论,作者对我国一些地区的城市格局发展趋势作了预测,有些
预测实际上已经被证实。看到这些,我不能不说这是地理学的一个突破。
除了应用已有的基与对称性结合,作者实际上给出了一种新的基——曲线对称轴,也许叫做曲轴更好一
些,例如作者给出的黑海城市的分布、马达加斯加城市的分布和江苏、浙江、福建城市的分布,与一条或者接近
两条正交的曲线为对称轴,作者从对称的角度对城市的发展和空间格局的变化作了分析,也给出了一些发展
预测,显示了理论的力量。书中的格子状分布,可以看做是曲线基本身对称导致的新格局。换言之在对称性
理论支撑下,我们可以正六边形、杜能环和曲轴为基,对地理空间结构及其演变作出推测。这就是理论的特
点:说明过去,证明现在,预见将来。由此可见叶大年的空间对称理论是地理学的一个新高峰。
本书除了发展了地理分布的对称性理论,而且进一步发展的地理学的分形理论。关于分形理论,地理界
从20世纪80年代后期就开始了争议,地理现象是分形吗?争论的焦点是分形的基本特点是递阶的自相似,而
且这种递阶不断递进,不断相似,就形成了空间维数为分数的分形,如果不能不断递阶,维数还是整数的。多
数地理学家认为,不断递阶
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