城市坐落在爬坡代价最小的地方

爬坡要消耗能量，而在城市里，这种消耗永无止境：每当一条路线被使用，每个使用它的人都要再付出一次。长度相近的路线，所需的爬坡能量可能相差悬殊。位于帕尔马（马略卡岛）的IFISC研究所（CSIC-UIB）的Federico Bellisardi和José Ramasco，与萨拉戈萨大学的Enrique Cano Suñén以及圣豪尔赫大学的Ana Ruiz-Varona一起，就此提出了一个简单的问题：与同一座城市以别的方式摆放在同一片地形上相比，真实的城市出行所需的能量是否更少？

让城市在自己的地形上挪动

团队为每座城市准备了三种要素。出行：边长约一公里的网格单元之间的起点–终点流量，根据2015年至2022年带地理位置的推特/X数据推断，只保留在城市中停留至少两个月的用户，以捕捉日常出行。街道：来自OpenStreetMap的道路网络。地形：来自美国宇航局航天飞机雷达地形测绘任务（SRTM）的高程数据，分辨率约为90米。

每次出行都沿三维空间中的最短路线进行，其能量由两部分组成：一部分与距离成正比，另一部分对应每一米的爬升——下坡路段并不能抵消爬坡的消耗。论文将其写作

W = λL + mg ∫ max(0, dh/dℓ) dℓ

其中取私家车的典型数值（λ = 每米585焦耳，质量1,200千克），并且对一座城市的每个版本都保持相同。

接下来是实验。街道网络在每个方向上以250米为步长平移，最远2.5公里；旋转1到40度；拉伸2%到20%，而出行保持不变。任何把街道放进海里、湖里或高程数据范围之外的版本都被剔除。对每个版本重新计算能量。

马德里位于曲线的谷底

爬坡高度集中：约10%的街道路段承担了全部爬坡功的**60%**以上，它们分布在陡坡与大流量交汇的走廊上。这就是为什么小小的移动影响如此之大：把网络稍微挪动一下，许多出行就会落到几条陡峭的走廊上，或者离开它们。

在马德里和智利圣地亚哥，所测试的每一次平移和每一次旋转都会提高总能耗；真实的城市正处于最小值。在圣地亚哥，最高的山脉位于东面和北面，把城市往那个方向移动代价最大。

马德里：街道网络沿南北或东西方向平移、旋转或拉伸时的出行总能耗。代表真实城市的红星每次都位于最低处。——图4a，Bellisardi等（2026），arXiv:2610.21558。

30座中的26座

在56座城市中，有26座濒临海洋、湖泊或数据边缘——比如芝加哥和它的湖，东京和它的海湾——因此它们的大多数替代版本都被剔除，比较只是局部的。在其余30座中，有26座的真实布局是所测试版本中能耗最低的。其中6座留下的替代版本很少（曼谷、柏林、马尼拉和悉尼都只剩一个），所以作者提醒读者相应地看待这些结果。

在4座城市中，移动后的版本表现更好，但优势始终不到3%：波哥大（−2.5%）、万隆（−2.4%）、布宜诺斯艾利斯（−0.7%）和布鲁塞尔（−0.5%）。

波哥大更好的位置在水下

波哥大铺展在一片高原上，东面以陡峭的东山（Cerros Orientales）为界，那是一片保护区。把它向西平移750米，远离山前地带，就能节省2.5%。但这座城市已经向西扩展到了波哥大河，河道走廊里有易受洪水侵袭的土地、湿地修复区、防洪设施，以及与邻近的科塔、丰萨、莫斯克拉和索阿查等城镇的联合规划。那个“更省能”的波哥大，并不是任何人能够建造的地方。

波哥大，原始位置（橙色）与向西平移750米后（蓝色），以及城市向西移动时总能耗的变化。——图6，Bellisardi等（2026），arXiv:2610.21558。

论文中，其他例外也有类似的情况：万隆的南移方案靠近易发生山体滑坡的火山高地；布宜诺斯艾利斯的差异位于几乎平坦的平原上，接近该方法的精度极限；布鲁塞尔的北移方案则与铁路和工业设施相冲突。作者认为，真实的城市可能已经占据了实际可用的最省能的土地。

2.5万新居民该安置在哪里

这种方法也可用于规划。在巴塞罗那，团队把2.5万名居民加到五个出行距离相近的候选街区之一，并用一个根据该市自身通勤数据校准的重力模型估算他们的出行。每天额外的能耗在约266到322吉焦之间。爬坡部分从最佳地点（约55吉焦）到最差地点（约101吉焦）几乎翻了一番，在两者相差的56吉焦中占了46吉焦。

作者保持着谨慎。他们的结果与街道、出行和地形之间缓慢的相互调适相容，但他们并没有重建城市的成长过程。他们测试的是有限的一组移动方式，而不是所有可能的城市。数据来自推特/X，汽车是唯一被模拟的交通方式，交通拥堵被忽略，而且由于缺乏可比的出行数据，没有一座非洲城市被纳入。如果使用行政意义上的城市边界而不是整个都市区，这一规律基本消失——作者认为，这表明它属于整个大都市。