半个世纪或更早之前，城市就开始被认为是“系统”，被定义为相互作用主体的确定集合，系统一般处于均衡状态，具有清晰可控的功能，通常可以通过类似规划或管理这样的过程进行调控。这个定义概念将城市视为自上而下的组织形式，并与假定为良性温和的周边环境相隔离，城市通过各种消极反馈调整到平衡状态，并在此基础上运行各种功能。然而，这样的城市模型自从提出就被发现有诸多不足之处。城市既处于一个温和的良性环境中，也无法简单地与周边世界割裂开来。此外，城市也不能自动恢复平衡状态，而是在不断变化中，甚至总是处于远离平衡的状态。城市并不能被视为集中管理的结果，而主要是依靠数量巨大的个体和群体决策“自下而上”地进化，只有偶发的“自上而下”的决策行为。总而言之，城市更像是一个生物性系统而非机械性系统。复杂性科学的兴起为系统理论带来了从“自上而下”向“自下而上”的转变，复杂性理论认为系统是开放的，其基础更多是演化过程的产品而非宏观设计（Portugali，2000）。逐渐地，将城市作为“机器”的观点被“有机体”所取代，而之前的那些观点则已深嵌在过往的城市发展建设中（Barry，1964）。

这门发展中的科学并没有放弃采用更正式的途径来理解城市，因为新科学仍然建立在已有的庞大基础之上，只是改变了所强调的关键点，实质上是要构建一个更加全面的结构性框架，让我们更好地理解那些反映了城市多元性和多样性的观点。城市研究方法中有一个论题一直占据着主导地位。自有历史记载以来，在研究、规划和想象中，城市都被视为一个场所，可以用区位模型和图纸来表达其形式和结构。这种陈述显然突出了城市的物质性，将空间理解为公平和效率的体现，促使我们去设计更好的城市。我们通过干预城市物质或地理格局的方式来控制城市活动，我们对城市的理解也一直被限制在这个框架中。因为如此，城市规划的理论基础就是如何对动态活动和土地使用进行理想化配置，或是约束哪些活动可以在哪些区位进行。这并没有抓住城市的全部本质，也无法抓住城市的演变。区位可以概括城市活动的状况，但不能反映人群之间的关系和相互作用，而这些关系和相互作用才是城市生活的基本原理。如今，这是一个被通信主导的世界，到21世纪末时绝大多数人将会居住在城市中，在这个关键时期，我们需要将关注点从区位转向相互作用，从简单地将城市理解为理想化的形态，转向将城市视为通信、相互作用、交易和交换等各种模式的集合。或者简而言之，将城市理解为网络。

区位理论覆盖了经济学乃至美学，也构成了时至今日在城市研究和设计中仍占主导地位的工作方法。本书描述的这门科学不再仅基于区位理论，而是初步认为：如果我们仍然用区位格局的方法来看待城市，当我们讨论城市公平和效率问题并试图设计出解决方案时，可能首先就全然忘记了城市为什么会存在。我们需要这样一门科学，其基础概念应该是讨论人们为什么集聚在一起交易和交换他们的商品和想法、进行社交联系并繁育后代——或者说相互关联。我们认为在理解并规划城市时，相互作用关系以及因此形成的网络比区位更加重要。但是，强调网络并不意味着本书将全盘否定区位的意义。区位建立在相互作用的基础之上，区位是关于在网络中发生了什么以及各种活动之间如何相互作用的综合结果。为了建立一门将区位视为相互作用模式的城市科学，我们将介绍一系列基本但有效的工具，以呈现、分析、模拟、预测和设计城市结构。这些工具将围绕人们如何相互作用来构建，并主要通过物理现实以及建立在网络、流和其他很多类型关系类比基础上的隐喻，来展现这些相互作用。(www.daowen.com)

还有另外一个原因，使我们必须从基于区位的方法转向基于网络的方法。在中世纪城市中，相互作用大多是本地化和某种意义上的瞬时化的，并且高度集聚。当时的物理相互作用非常有限，直至工业革命的发生和内燃机的发明，城市才得以扩张，并由此带来了城市居民之间更多的相互作用。显然，技术对于我们能够在何种程度上进行联系有着极大的影响。正如尼葛洛庞帝（Negroponte，1995）描绘的那些他所坚信的转变，随着我们从物理相互作用走向数字作用，从能源走向信息，从“原子”走向“字节”，以及从工业化走向后工业化时代，相互作用的技术限制已经越来越小了。近年来，随着网络和无线发展带来的计算机和通信的融合，交易交换的成本已大大降低，使得过去过于昂贵、不太可能甚至不敢想象的各种相互作用都成为可能。这个需要关注相互作用成本的世界正在被新信息技术极大地改变着，从城市区位角度而言，21世纪末的城市物质形态将很可能与我们如今看到的大相径庭。实际上，城市的变化可能会非常之大，以至于我们连城市在中期将会发展成什么样也无法预测。因为我们直到现在才刚刚开始掌握新的工具，从相互作用和网络而非区位的角度来理解和分析城市。本书的中心目标就是展现这些工具并阐述如何更有效地利用它们。

为了论证到底什么是新范式——我们将城市理解为相互作用的集合而不是区位的集合，我们不得不为推陈出新付出代价。实际上我们将证明：区位与交互作用和网络密不可分，城市增长和形态的格局特征与各类交互作用、能源流和信息流有着密切的联系。过去用于描述密度和可达性的那些概念，如城市形态、城市蔓延、私人和公共交通、社区完整性等，也都在本书提出的研究方法框架之内。本书不打算重复介绍对城市形态的传统表述，也不会深入讨论城市空间运行的社会链接方式，而是提供工具以探索这些理解方式。如果这种方式是有效的，那么读者应该从本书出发进行扩展学习探索，通过对设计更好的理解，将自己的经验和知识融入当代城市的很多方面。本书并不寻求替代已经发生的，而是认为如果我们想要为城市和城市规划构建一门有效科学的话，首先需要厘清一些更深刻和更基础的模式。