都市は、坂を上るコストが最も小さい場所にある

坂を上るにはエネルギーがいる。そして都市では、そのコストは決して終わらない。ある経路が使われるたびに、それを使うすべての人について、コストが戻ってくる。似た長さの経路でも、必要なエネルギー量は大きく違うことがある。パルマ・デ・マヨルカのIFISC研究所（CSIC-UIB）のフェデリコ・ベリサルディ（Federico Bellisardi）とホセ・ラマスコ（José Ramasco）は、サラゴサ大学のエンリケ・カノ・スニェン（Enrique Cano Suñén）、サン・ホルヘ大学のアナ・ルイス＝バロナ（Ana Ruiz-Varona）とともに、これについてシンプルな問いを立てた。実際の都市は、同じ地形の上に別の配置で置いた同じ都市よりも、移動に必要なエネルギーが少ないのだろうか。

都市を自分の地形の上で動かす

チームは各都市について3つの材料を用意した。移動：約1キロメートル四方のセルどうしのあいだの出発地・目的地の流れで、2015年から2022年の位置情報つきTwitter/Xデータから推定した。日常的な移動をとらえるため、その都市に少なくとも2か月滞在した利用者だけを残した。道路：OpenStreetMapの道路網。地形：NASAのシャトル・レーダー地形観測ミッションによる標高データで、解像度は約90メートル。

各移動は3次元で最短の経路をたどり、そのエネルギーは2つの部分からなる。距離に比例する部分と、上り1メートルごとにかかる部分だ。下り坂の区間は、上りの分を取り戻してはくれない。論文ではこれを次のように書いている。

W = λL + mg ∫ max(0, dh/dℓ) dℓ

値は自家用車に典型的なもの（λ = 1メートルあたり585ジュール、質量1,200 kg）で、都市のどのバージョンでも同じにした。

そこから実験が始まる。道路網を、各方向に250メートル刻みで2.5 kmまでずらし、1度から40度まで回転させ、2%から20%まで引き伸ばす。移動はそのままだ。道路が海や湖、あるいは標高データの範囲外にはみ出すバージョンは除外する。そして、それぞれについてエネルギーを計算し直す。

曲線の底にいるマドリード

上りは一部に集中している。道路区間の約10% が、上りの仕事全体の60% 以上を担っている。急な坂と大きな交通量が重なる回廊だ。小さな移動がこれほど大きく効くのはそのためである。道路網を少しずらすだけで、多くの移動が、少数の急な回廊に乗ったり、そこから外れたりする。

マドリードとチリのサンティアゴでは、試したすべてのずらしとすべての回転で、総エネルギーが増えた。実際の都市が最小値にある。サンティアゴでは、最も高い山々が東と北にあり、都市をその方向に動かすと最もコストがかかる。

マドリード：道路網を南北または東西にずらしたとき、回転させたとき、引き伸ばしたときの移動の総エネルギー。赤い星（実際の都市）は、毎回いちばん下にある。— Figure 4a, Bellisardi et al. (2026), arXiv:2610.21558.

30都市中26都市

56都市のうち26都市は、海や湖、あるいはデータの端に接している。湖に面したシカゴ、湾に面した東京などだ。そのため代替案のほとんどが除外され、比較は部分的なものにとどまる。残る30都市のうち、26都市で実際の配置が、試したなかで最もエネルギーが少なかった。そのうち6都市では、残った代替案が少なかった（バンコク、ベルリン、マニラ、シドニーでは1つだけ）ので、著者らは読者にそれを考慮して評価するよう求めている。

4都市では、動かしたバージョンのほうが成績がよかったが、その差はいつも3%未満だった。ボゴタ（−2.5%）、バンドン（−2.4%）、ブエノスアイレス（−0.7%）、ブリュッセル（−0.5%）である。

ボゴタのよりよい場所は水の下

ボゴタは高原に広がり、東は保護区であるけわしいセロス・オリエンターレスに区切られている。山の前線から離れるように西へ750メートルずらすと、2.5%の節約になる。だが都市はすでにボゴタ川まで西へ広がっており、川沿いの回廊には洪水が起きやすい土地や湿地の再生、洪水対策の施設があり、近隣のコタ、フンサ、モスケラ、ソアチャの町との共同計画も進められている。「より安上がりな」ボゴタは、誰も建設できない場所なのだ。

ボゴタ：元の位置（オレンジ）と西へ750 mずらした位置（青）、そして都市を西へ動かしたときの総エネルギーの変化。— Figure 6, Bellisardi et al. (2026), arXiv:2610.21558.

ほかの例外についても、論文には似たような事情が書かれている。バンドンの南側の候補は、地すべりの危険がある火山性の高地に近づく。ブエノスアイレスの差は、ほぼ平らな平原の上で、手法の精度に近い程度だ。ブリュッセルの北側の候補は、鉄道や工業のインフラにぶつかる。著者らは、実際の都市はすでに、現実に利用できるなかで最も安上がりな土地を占めているのかもしれないと示唆している。

新しい住民2万5,000人をどこに住まわせるか

この手法は都市計画にも使える。バルセロナで、チームは移動距離が似た5つの候補ブロックのうちの1つに2万5,000人の住民を加え、その都市自身の通勤データで較正した重力モデルで彼らの移動を推定した。1日あたりの追加エネルギーは約266〜322ギガジュールの幅があった。上りの部分は、最良の場所（約55 GJ）から最悪の場所（約101 GJ）でほぼ2倍になり、両者を隔てる56 GJのうち46 GJを占めた。

著者らは慎重な姿勢を崩さない。彼らの結果は、道路、移動、地形がゆっくりと互いに調整しあってきたことと矛盾しないが、都市がどのように成長したかを再構成したわけではない。試したのは有限の移動の組み合わせであり、ありうるすべての都市ではない。データはTwitter/Xに由来し、モデル化した交通手段は自動車だけで、渋滞は無視しており、比較できる移動データがないためアフリカの都市は1つも含められなかった。都市圏全体ではなく行政上の市域を使うと、このパターンはほぼ消えてしまう。著者らは、それこそがこのパターンが大都市圏全体に属するものだというしるしだと論じている。