19世紀(jì)中葉的工業(yè)革命之后，英國成為歷史上首個(gè)城市人口超過農(nóng)村人口的國家。150年后的今天，城市已經(jīng)是地球上更多人賴以生存的群落。就像遠(yuǎn)古智人用火焰、耕種、狩獵將原始群落發(fā)揚(yáng)光大一樣，21世紀(jì)的智人們，也在探索如何讓他們的城市滿足其基本需求和更多渴望。不同的是，他們需要利用更高效的工具改造這個(gè)龐大群落，才能滿足他們業(yè)已進(jìn)化得更聰明的大腦和行為。

幾年前，開始有人把這種更為舒適的群落稱之為“智慧城市”（Smart City）。他們認(rèn)為，現(xiàn)代信息技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)及所有這些元素交融后產(chǎn)生的技術(shù)變體，比如物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、區(qū)塊鏈、人工智能等，足以令城市進(jìn)化成一處更理解和適應(yīng)人類需求的居所。

工程師、科學(xué)家、未來學(xué)家、城市規(guī)劃者，正在樂此不疲地討論、嘗試、證明和推翻，賦予城市像人類大腦一樣能夠思考的能力。

公共服務(wù)、交通、能源、基礎(chǔ)設(shè)施等方面，是考察城市智慧的多個(gè)維度。在巴斯夫看來，信息技術(shù)和數(shù)字化并非智慧城市的全部，綠色的、與環(huán)境相適應(yīng)的、可持續(xù)的實(shí)踐也是城市的“智慧”。

比如，在美國紐約，為了防止內(nèi)澇，城市決策者需要精準(zhǔn)掌握地下管網(wǎng)的水位實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，而在德國柏林的伯茨坦廣場，運(yùn)用了新材料的海綿地面，能迅速讓水直接滲透至地面以下，更直接地防止內(nèi)澇。再比如，整合了公共交通和私家車運(yùn)行監(jiān)測數(shù)據(jù)的智能交通網(wǎng)大幅提升了城市出行效率，而添加了新材料的燃油則降低了汽車尾氣中的雜質(zhì)，二者皆能達(dá)到降低碳排放的目的。

如果一個(gè)城市的運(yùn)轉(zhuǎn)，最終追求的是效率和舒適，那么智慧化應(yīng)該是這個(gè)時(shí)代所能給出的答案之一。

很顯然，無論是通過化學(xué)等人類基礎(chǔ)學(xué)科探索的綠色、可持續(xù)的解決方案，還是通過信息技術(shù)想要提升的效率，他們都在解決關(guān)于人類生存環(huán)境的棘手難題，創(chuàng)建一座“智慧城市”。

高效、深入的數(shù)字化應(yīng)用

毋庸置疑，數(shù)字化大大提升了智慧城市的連接性，數(shù)字化工具讓社會(huì)活動(dòng)的各個(gè)層面都變得更高效。

在越來越多的城市場景中，我們愈發(fā)感受到數(shù)字化已經(jīng)深深嵌入城市生活之中。例如廣泛在車輛上安裝的GPS定位系統(tǒng)成為智能地圖的數(shù)據(jù)來源，反映在用戶的終端上，可以提供道路實(shí)時(shí)擁堵狀況的參考；家用安全系統(tǒng)能檢測室內(nèi)天然氣濃度、濕度、溫度，以及攝像頭記錄到的異常信息，并通過手機(jī)終端提醒戶主；一座城市的醫(yī)生能通過高度發(fā)達(dá)的信息系統(tǒng)和智能技術(shù)操控另一座城市手術(shù)臺(tái)上的機(jī)械手臂完成手術(shù)。

這些智能應(yīng)用場景構(gòu)成了人們對(duì)于智慧城市的第一印象—各類數(shù)字化應(yīng)用正讓我們的生活變得更加便捷、舒適。而隨著數(shù)字化的深入發(fā)展，傳統(tǒng)行業(yè)間的壁壘被打破，跨界的時(shí)代已經(jīng)來臨。

在工業(yè)上，數(shù)字化工具和物聯(lián)網(wǎng)正在成為數(shù)字工廠的基石。數(shù)字工廠中每一臺(tái)設(shè)備都是數(shù)據(jù)接收器，通過數(shù)據(jù)收集并加以分析，可有效優(yōu)化生產(chǎn)流程；而將虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）與生產(chǎn)制造結(jié)合，也可降低能源消耗和生產(chǎn)成本；在建筑行業(yè)，物聯(lián)網(wǎng)可以重新定義和重新定位建筑信息模型（BIM）技術(shù)。這意味著，在開工之前可以進(jìn)行虛擬構(gòu)建，共享項(xiàng)目流程中各項(xiàng)數(shù)據(jù)和信息；在研發(fā)領(lǐng)域，數(shù)字化在產(chǎn)品設(shè)計(jì)、測試等方面可以提供更高效的輔助，縮短新產(chǎn)品的研發(fā)時(shí)間。

智慧城市的終極目標(biāo)是，通過最大化地優(yōu)化城市功能，提升個(gè)人在城市中生活的質(zhì)量。在這個(gè)目標(biāo)之下，通過收集和開發(fā)城市居住者在使用城市基礎(chǔ)設(shè)施時(shí)產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)，形成城市大數(shù)據(jù)，在挖掘和分析之后將結(jié)果反饋到城市管理的各個(gè)領(lǐng)域，也將是智慧城市管理的有效支撐?？諝庵卫砭褪且粋€(gè)最佳例子。

在東亞和西歐等地球上人口比較密集、工業(yè)化程度較高的地區(qū)。工業(yè)污染和汽車尾氣排放等人類行為而導(dǎo)致的惡劣空氣質(zhì)量一直困擾當(dāng)?shù)鼐用瘛，F(xiàn)在的城市管理機(jī)構(gòu)開始用數(shù)字化方案來輔助空氣治理決策。較普遍的情況下，決策者會(huì)利用分布在城市中各個(gè)點(diǎn)位的空氣質(zhì)量監(jiān)測站進(jìn)行空氣采樣，匯總后的數(shù)據(jù)即可描繪出該城市的空氣質(zhì)量指數(shù)。但用這種方法做出的預(yù)測準(zhǔn)確性受監(jiān)測站部署密度的局限。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)正在改變這一狀況，利用大量更易安裝的電化學(xué)傳感器，可以更有效地收集和發(fā)送大量空氣數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)快速識(shí)別污染源，并做出干預(yù)。

可持續(xù)的智慧出行

交通是城市發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)。過去一個(gè)世紀(jì)，為了滿足不斷擴(kuò)張的城市人口的出行需求，以汽車為代表的交通工具迅速發(fā)展。而此后產(chǎn)生的空氣污染、交通堵塞、無處停車等問題卻讓全球各地城市飽受困擾。曾經(jīng)讓城市運(yùn)轉(zhuǎn)更快的汽車，如今卻阻礙著城市的暢通前行。

21世紀(jì)的交通需要?jiǎng)?chuàng)新。如果一個(gè)城市的運(yùn)轉(zhuǎn)，最終追求的是效率和舒適，那么智慧化應(yīng)該是這個(gè)時(shí)代所能給出的答案之一。

在道路交通管理上，智慧城市正在廣泛應(yīng)用大數(shù)據(jù)分析來提升交通效率。借助軟件管理系統(tǒng)，交通管理部門能夠通過臨時(shí)開啟應(yīng)急停車道和調(diào)整限速等手段來處理交通問題；導(dǎo)航系統(tǒng)則可以幫助駕駛者避開擁堵路段，在危險(xiǎn)情況下發(fā)出警報(bào)以保護(hù)駕乘人員的安全。互聯(lián)網(wǎng)和WiFi覆蓋奠定了技術(shù)基礎(chǔ)，而車載環(huán)境傳感器、雷達(dá)和攝像頭等則是這些輔助系統(tǒng)的數(shù)據(jù)來源。

在汽車模式創(chuàng)新和技術(shù)創(chuàng)新方面，各汽車企業(yè)已經(jīng)感受到了市場競爭的壓力，紛紛在產(chǎn)品、服務(wù)等方面加快創(chuàng)新，以滿足市場需求。于是，人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、5G時(shí)代的技術(shù)機(jī)遇，疊加了新能源車市場迅速擴(kuò)張，越來越多的人把目光投向智能電動(dòng)車。未來的汽車將不僅節(jié)能環(huán)保，還將帶來數(shù)字化的駕乘體驗(yàn)，比如成為一個(gè)通信的平臺(tái)。

汽車是最能體現(xiàn)人類工業(yè)化水平的產(chǎn)品，而從工業(yè)革命到現(xiàn)在廣泛談?wù)摰墓I(yè)4.0，工業(yè)化本身就是跟隨科技不斷演進(jìn)的過程。實(shí)踐證明，汽車企業(yè)的發(fā)展要獲得巨大的生命力，最重要的還在于技術(shù)革新。

要實(shí)現(xiàn)可持續(xù)的智慧出行，除了以上方式，關(guān)鍵還在于能源的智慧應(yīng)用，包括提高交通運(yùn)輸?shù)哪茉葱?，改善交通運(yùn)輸?shù)哪茉唇Y(jié)構(gòu)。

為了實(shí)現(xiàn)獲得可持續(xù)性，人類想到的集體策略是減少碳排放，這也是氣候變化巴黎會(huì)議等國際組織所倡議的內(nèi)容。在實(shí)現(xiàn)碳排放的路徑上人類面臨多種選擇：一是讓生產(chǎn)和生活方式更集約，直接減少能源的使用；二是提高能源使用效率，在排放更少的前提下獲得同樣能量；三是不斷尋找替代能源和材料。

巴斯夫相信，想要達(dá)到這些目標(biāo)，就離不開化學(xué)創(chuàng)新，它將成為推動(dòng)未來交通發(fā)展的一大動(dòng)力。

在減排上，歐洲、日本、美國以及其他各國政府都先后出臺(tái)了更為嚴(yán)苛的排放控制法規(guī)。作為全球第二大汽車消費(fèi)國，中國近年在排放標(biāo)準(zhǔn)上也逐漸向歐美看齊，比如國六b標(biāo)準(zhǔn)就提出了比歐六標(biāo)準(zhǔn)還要嚴(yán)格的要求。利用催化劑技術(shù)，即可有效減少汽車尾氣中一氧化碳和氮氧化物等有害物質(zhì)的排放。為了提高能源使用效率，汽車輕量化成為一個(gè)重要突破口，采用新材料的車身和內(nèi)飾將大大減輕車輛自重并增強(qiáng)堅(jiān)固性能。在新能源開發(fā)上，目前最受矚目的是電動(dòng)車的開發(fā)應(yīng)用，而新材料的研發(fā)和使用能夠突破電池能量密度的技術(shù)瓶頸。當(dāng)然，除了電能，氫能源和天然氣未來也將成為更多汽車的替代能源。

綠色的城市建設(shè)

不同于過去的城市建設(shè)思路，建筑和公共基礎(chǔ)設(shè)施在智慧城市的場景中已經(jīng)成為城市數(shù)據(jù)的采集器，比如埋在十字路口地面下的感應(yīng)器，放置在城市各個(gè)角落的空氣顆粒物檢測傳感器。

但是，鑒于多數(shù)自然資源消耗的不可逆性，決定未來人類居住形態(tài)的智慧城市更應(yīng)當(dāng)以可持續(xù)性為目標(biāo)描繪城市規(guī)劃藍(lán)圖，讓城市朝著更集約、高效、可持續(xù)的方向發(fā)展。

在這一背景下，可持續(xù)建筑孕育而生。可持續(xù)建筑的核心理念是追求降低環(huán)境負(fù)荷，與環(huán)境相結(jié)合，且有利于居住者健康。其目的在于減少能耗、節(jié)約用水、減少污染、保護(hù)環(huán)境、生態(tài)和健康、提高生產(chǎn)力、有利于子孫后代。

如今，一座座可持續(xù)建筑已經(jīng)在全球建造起來：從西到東，從北到南。這些建筑不僅低能耗的典范，而且同樣可以為人提供舒適的環(huán)境。位于天津的中新天津生態(tài)城建造起了一棟棟的低能耗高樓，它們應(yīng)用了一系列旨在提高建筑能源效率的解決方案，不僅現(xiàn)代美觀，還節(jié)能減排；上海中心大廈的雙層玻璃幕墻能夠避免室內(nèi)直接和外界進(jìn)行熱量交換，起到冬暖夏涼的作用，使采暖和制冷的能耗比單層幕墻降低約50%。

作為可持續(xù)建筑的積極倡導(dǎo)者，以及全球領(lǐng)先節(jié)能建材和建筑解決方案提供商，巴斯夫深知，為了實(shí)現(xiàn)城市的可持續(xù)化，新材料的應(yīng)用功不可沒。類似“被動(dòng)房”等環(huán)保建筑概念的核心其實(shí)正是在于利用新材料來減少建筑的能源消耗，比如降低冷暖調(diào)節(jié)能耗的墻面，充分吸收太陽能的光伏板，回收內(nèi)部熱能的儲(chǔ)能材料等創(chuàng)新方式。品質(zhì)優(yōu)異的建材有諸多好處，例如讓房屋的能效更高，增加房屋的耐用性，還可以實(shí)現(xiàn)更短的建造周期從而節(jié)省成本。

可持續(xù)建筑的核心理念是降低環(huán)境負(fù)荷且有利于居住者健康。

城市的活力來源于多樣性。城市規(guī)劃的目的在于催生和協(xié)調(diào)多種功用來滿足不同人的多樣而復(fù)雜的需求。新建筑能為城市增添靚麗的風(fēng)景線，而老建筑則能記錄城市的歷史變遷。創(chuàng)新材料既能讓新建筑更節(jié)能環(huán)保，也能令老建筑重新煥發(fā)生機(jī)。城市基礎(chǔ)設(shè)施也將因先進(jìn)材料變得更耐用，更長時(shí)間地持續(xù)服務(wù)于城市中的居民。

城市學(xué)家簡·雅各布斯曾將城市喻為“像生命科學(xué)一樣、一種有序而復(fù)雜的問題”。在她看來，構(gòu)成城市的諸多要素各不相同，卻以一種微妙的方式相互聯(lián)系在一起。

如果把數(shù)字化比作智慧城市的大腦，通信技術(shù)、智能科技能讓這顆大腦運(yùn)轉(zhuǎn)得更高效。那么綠色、可持續(xù)的建筑物、公路、橋梁、發(fā)電站就是這座智慧城市的身體、肌理和器官，它們構(gòu)成了這一實(shí)體的存在。只有創(chuàng)新、可持續(xù)的城市建設(shè)才能保證智慧城市更長時(shí)間地運(yùn)轉(zhuǎn)如新，人類也才能充分應(yīng)用這顆更聰明的大腦，將所有關(guān)于美好生活的想象，裝進(jìn)城市這個(gè)復(fù)雜而有趣的有機(jī)體中孵化成為現(xiàn)實(shí)。