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| | ====有限时间奇点==== | | ====有限时间奇点==== |
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| − | 真实的城市增长,会在繁荣与崩溃二者之间切换。即当初期,满足条件[math]N > N^*[/math]的时候(其中 [math]N^*[/math] 是方程(12)的稳态解),城市进入超指数(super-exponential)增长曲线,并在一个有限时间 [math]t_c[/math] 处发散(即'''有限时间奇点'''(finite time singularity))。这个 [math]t_c[/math] 被称为“奇点时间”或“崩溃时间”。这个 [math]t_c[/math] 的值由以下公式近似得出:[math]t_{c} \approx [\frac{E}{(\beta-1)R}]\frac{1}{N^{\beta-1}(0)}[/math] | + | 真实的城市增长,会在繁荣与崩溃二者之间切换。即当初期,满足条件[math]N >{(\frac{R}{Y_{0}})^{\frac{1}{\beta-1}}}[/math]的时候,城市进入超指数(super-exponential)增长曲线,并在一个有限时间 [math]t_c[/math] 处发散(即'''有限时间奇点'''(finite time singularity))。这个 [math]t_c[/math] 被称为“奇点时间”或“崩溃时间”。这个 [math]t_c[/math] 的值由以下公式近似得出:[math]t_{c} \approx [\frac{E}{(\beta-1)R}]\frac{1}{N^{\beta-1}(0)}[/math] |
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| − | 然而这个增长不可持续,因为方程将在有限时间内触达,为了避免这种危机,城市必须进行“重大质变”,也就是通过创新来“重置”初始条件[math]N[/math]和参数[math]Y_0,R,E[/math],以使得[math]N<[/math]条件得到满足。这种创新活动确保了城市的主导动力仍然处于“财富和知识创造”的超线性增长阶段。历史上,当人类社会发生重大技术越迁正可以对应这种情况。这样,为了避免崩溃,城市必须在接近奇点时间 [math]t_c[/math] 时引入新的创新周期。每一次新的创新都有效地重置了增长参数,开启了一个新的超线性增长周期。 | + | 然而这个增长不可持续,因为方程将在有限时间内触达,为了避免这种危机,城市必须进行“重大质变”,也就是通过创新来“重置”初始条件[math]N[/math]和参数[math]Y_0,R,E[/math],以使得[math]N <{(\frac{R}{Y_{0}})^{\frac{1}{\beta-1}}}[/math]条件得到满足。这种创新活动确保了城市的主导动力仍然处于“财富和知识创造”的超线性增长阶段。历史上,当人类社会发生重大技术越迁正可以对应这种情况。这样,为了避免崩溃,城市必须在接近奇点时间 [math]t_c[/math] 时引入新的创新周期。每一次新的创新都有效地重置了增长参数,开启了一个新的超线性增长周期。 |
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| − | 然而这种超指数增长不可持续,因为方程将在有限时间 [math]t_c[/math] 处触达奇点。当城市接近有限时间奇点时,会发生崩塌,此时出现 [math]N < N^*[/math] 的情况。这可能是由于: | + | 然而这种超指数增长不可持续,因为方程将在有限时间 [math]t_c[/math] 处触达奇点。当城市接近有限时间奇点时,会发生崩塌,此时出现 [math]N < {(\frac{R}{Y_{0}})^{\frac{1}{\beta-1}}}[/math] 的情况。这可能是由于: |
| | - 人口锐减:实际人口规模下降 | | - 人口锐减:实际人口规模下降 |
| | - 方程中的系数变化:系统参数发生改变 | | - 方程中的系数变化:系统参数发生改变 |
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| | * [math]e[/math]:维持每个个体平均所需的资源量 | | * [math]e[/math]:维持每个个体平均所需的资源量 |
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| − | 人们通过社会治理、创新等机制重置这些系数,使得条件 [math]N > N^*[/math] 重新得到满足,从而开启新一轮的超线性增长周期。历史上,人类社会发生重大技术跃迁时,正是对应这种重置机制。 | + | 人们通过社会治理、创新等机制重置这些系数,使得条件 [math]N > {(\frac{R}{Y_{0}})^{\frac{1}{\beta-1}}}[/math] 重新得到满足,从而开启新一轮的超线性增长周期。历史上,人类社会发生重大技术跃迁时,正是对应这种重置机制。 |
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| − | 当参数重置以后,城市增长便进入了第二轮增长曲线。然而,这一增长曲线也不可持续,在有限时间内趋近'''有限时间奇点''',于是又会导致[math]N > N^*[/math]条件的破坏,于是城市进入第二轮'''崩塌'''模式中。于是第二轮的变革将会出现,从而重置初始条件和方程系数,于是进入第三波增长曲线,如此往复下去……。最终的城市增长曲线如下图<ref name=":3" />: | + | 当参数重置以后,城市增长便进入了第二轮增长曲线。然而,这一增长曲线也不可持续,在有限时间内趋近'''有限时间奇点''',于是又会导致[math]N > {(\frac{R}{Y_{0}})^{\frac{1}{\beta-1}}}[/math]条件的破坏,于是城市进入第二轮'''崩塌'''模式中。于是第二轮的变革将会出现,从而重置初始条件和方程系数,于是进入第三波增长曲线,如此往复下去……。最终的城市增长曲线如下图<ref name=":3" />: |
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