近年来，在我国快速城市化进程中，城市数量增加，城市规模扩大，城市环境在短时间内发生剧烈变化。城市正在向类似生态系统的“自适应复杂系统”方向演进，成为人和物高密度集聚、高频次互动的复杂巨系统，既有精密性、高效性，又存在着一定的脆弱性，城市安全的不确定性日益增加。在此背景下，城市复杂自适应性系统理论成为城市研究领域重要的前沿理论，这一理论体系可以用于分析城市及城市群的复杂运行模式，为城市规划、城市发展提供新的理论指导。
城市复杂自适应性系统理论，又称城市复杂系统理论、城市系统理论、城市化道路理论等，是国际城市研究领域的前沿理论之一。2012年，中国学者刘春成将复杂系统理论引入城市研究领域，提出了以 CAS 理论为指导的城市复杂自适应性系统理论。复杂自适应性理论系统的城市系统由若干子系统构成，城市主体（City Agent）是构成城市系统的基本单元。
城市是由人类聚集部落演化而来，是人类文明的重要标志。1933年，国际现代建筑工程协会（CIMA）通过了《雅典宪章》，将城市理解为居住、工业、交通、休憩四大功能的综合体，并依据这一理论通过“功能区”原则确定城市空间规划。1977年2月，西方城市规划师基于对《雅典宪章》的反思，提出了《马丘比丘宪章》。其目标是将城市不同部分重新有机统一起来，强调不同领域之间的相互依赖关联性。《马丘比丘宪章》要求城市规划师和政策指定人必须把城市看做连续发展与变化过程中的一个结构体系，这一过程应当能适应城市这个有机体的物质和文化不断变化，在此基础上逐步形成了城市复杂自适应性系统理论的思想。1994年，John. Holland 提出复杂适应系统 (Complex Adaptive System，CAS) 并理论进行分析，有复杂性研究中枢之称的圣塔非研究所 (Santa FeInstitute，SFI) 也用 CAS 理论对社会问题进行大量综合、定量研究。21世纪初，中国城市研究学者刘春成等将复杂性系统理论引入城市研究中，提出了以 CAS 理论为指导城市复杂自适应性系统理论。中国著名区域经济学家、中国社会科学院学者陈栋生先生基于区域发展的理论给予指导。
国际的复杂系统科学蓬勃发展期间，中国科学家钱学森在系统科学的基础上，将复杂系统学引入中国并结合中国的实际进行复杂性探索。钱学森将复杂系统理论看成系统科学的延伸和新阶段，认为复杂系统理论有六大特点：（一）巨型性：系统的规模变化可以导致质变，当系统规模增大到巨型规模则会涌现出全新的系统特性；（二）异质性：巨系统里子系统种类繁多，子系统之间相互作用使得巨系统成为开放的复杂巨系统；（三）结构的等级层次性：组分数量巨大而且种类繁多的系统，最有效的整合方式是等级层次结构；（四）非线性：钱学森认为复杂巨系统每个成员既参与整个系统的行为,它又受整个系统环境的影响，形成复杂的相互作用；（五）动态性：在复杂系统内，主体行为状态随着时间而改变的动态系统常常产生复杂性；（六）开放性：开放复杂巨系统的“开放性指系统与外界有能量、 信息或物质的交换。
城市复杂自适应性系统理论的重要概念包括主体聚集（Agent Aggregation）、要素流（Eelment Flow）、非线性发展（Nonlinearity Development）、特点标识（Character Tagging）、目标多样性（Target Diversity）、内部模型（Internal Models）和系统积木块（System Building Blocks）等。这一理论体系可以用于分析城市及城市群的复杂运行模式模式，并提供解决城市问题的有效方法。在世界城市及区域学术研究中，城市复杂自适应性系统理论是最重要的前沿理论之一。
实践表明，城市复杂自适应性系统理论将城市的基本单元称为主体。主体具有主动性，是有活力（Active），具有自己的目标、内部结构和生命力。主体的适应性（Adaptive）体现在其能够感知外界信息刺激，通过学习来调整自己的行为。城市主体之间的互相影响互相作用体现为各种要素流。城市复杂自适应性系统理论将“流”作为研究对象，认为“流”在主体间的传递渠道和传递速度直接影响系统的进化。
总之，城市复杂自适应性系统理论建设是一个长期而艰巨的过程，我国已成功通过了新冠疫情的“压力测试”，未来需要举一反三、乘势而上，为提升人民幸福感和安全感、实现城市高质量发展提供坚实支撑。
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