随着科学技术的发展，人类将改变未来居住的城市形态。未来学家预测，人类正处在科技大飞跃的年代，未来几十年，也可说是在整个21世纪，人类将拥有无限能源，根除所有疾病。美国著名的展望学专家、发明家、计算机专家雷蒙德·库日韦尔指出，科技日新月异的发展很快将使计算机智能达到甚至超过人类智慧的水平。他在《精神机器时代》一书中预测，人类将迈向一个机器与人之间进行对接的时代。他在书中指出：“科技发展的节奏将变得飞快，其冲击力之大将使我们的生活发生不可逆转的巨大变化，而我们的大脑思维过程将越来越非生物化，并比现在强数百倍，我们将见证一个全新文明的诞生，届时人类将超过自然界限，创造力得到拓展。”参见《未来的文明什么样》，载2008年8月31日《参考消息》。
城市学家、人口学家、自然科学家和社会学家们对未来城市提出了十种设想：
1.群体城市。由于大城市的崛起，许多城市跨出了原有的范围，以致使各城市互相连接。
2.山上城市。为了充分利用土地，城市可能依山而建，上下山坐巨型电梯。
3.摩天城市。有人提出建设“摩天城市”的构想，一座城市就是一座楼房。日、美、英等国有人提出建筑500层和800层的建筑物方案，可容纳一个中等城市人口。
4.地下城市。建设地下城市的设想在一些发达国家中已经实现，现成的科技能够为居住于地下的居民创造一切条件，使其感到不缺少阳光和新鲜空气。
5.海底城市。把城市建在海底，不占陆地和海面。有专家认为，海底城市可以建于海底任何地方。
6.海上城市。有人预测，在21世纪，世界人口的十分之一将住在水上人造村中。
7.沙漠城市。随着太阳能的广泛利用、绿化的不断拓展以及水资源的解决，在没有人烟的沙漠中建筑城市已成为现实。如埃及在沙漠中建了新城——斋月七日城，位于开罗和斯伊梅利亚之间，根据规划，该城拥有五十五万人。
8.空中城市。像一艘大型的太空船，充分利用太阳能，自给自足地补充所需食物和空气。
9.分散城市。有人设想，将来的城市应分散在山乡原野上，现代快速的交通运输及通信技术手段完全能够解决人类的需要。
10.外星城市。将来人们会在太阳系的其他行星上建造城市，每天用火箭把一部分人送入外星城市。
在设想未来城市的同时，科学家们还大胆设想了21世纪的世界十大奇迹：
1.白令海峡大坝。白令海峡位于今俄罗斯楚科奇半岛与美国阿拉斯加之间，最窄处约85公里，深约30～50米，从10月到翌年4月为结冰期。人们计划建造白令海峡大坝，切断从太平洋流入北冰洋的寒流。然后，以巨大的抽水机群每天从北冰洋抽出500立方千米的水量送入白令海，这样，北冰洋的水位每年下降20米，不消十年就可使北冰洋的冰层全部融化。冰层融化后，吸收太阳辐射的能力将大大增强，使北极的气候变得十分温暖。于是，今俄罗斯北部、美国的阿拉斯加和加拿大北部地区便能种植温带作物。
2.人造岛屿。21世纪末，将有近一亿的居民生活在人造岛屿上。这种岛屿将建在距海岸几公里处的海中浮动结构上。岛上的建筑物将使用一种柔韧而富有弹性的材料进行建造，以适应海浪的波动。
3.建造“乍得海”。非洲有一条著名的刚果河，它自北向南流经赤道，在南非西海岸注入大西洋。德国科学家设想在扎伊尔首都金沙莎附近刚果河上造一座拦河坝，使刚果河不再流入大西洋。估计只需三至四年的时间，便可在辽阔的刚果盆地蓄成一座“刚果湖”。待其水位提高后，再加以人工疏导，使它与乍得湖相连，形成大型人工内陆海——“乍得海”。“乍得海”建成后其面积会有390万平方公里，总蓄水量达130万立方千米，再配上各种水利设施，就可使非洲干旱气候得到根本改善。
4.直布罗陀海峡大桥。一座长达27公里的世界桥梁将把西班牙和摩洛哥、欧洲和非洲连接起来。该大桥建在距海平面100米处，拥有三条汽车道和两条铁路。
5.空间城市。2050年，目前的空间轨道站将变成有人居住的真空空间城市。这些微型浮动城市的建造将使用地球之外的材料，并在空间城市中再现地球上的景色。空间城市的气候将受到控制，城中不会有汽车，最多能容纳一万人。
6.鞑靼海峡填海。鞑靼海峡位于西伯利亚远东部分与萨哈林岛（库页岛）之间，是一个最狭处7.3公里、水深8～230米的浅海海峡，冬季结冰。鞑靼海峡填塞后，可以阻止发源于鄂霍次克海的寒流南下，使日本海域的海水温度提高，日本北部地区可不再受寒流的影响，气候将变得温和起来。这样，日本北部地区的农业生产将由一年一熟变成一年两熟，能种植亚热带的果类作物，给日本农业生产带来巨大收益。
7.修建“卡特拉湖”。尼罗河入海口附近的卡特拉低地，面积2万平方公里，低于海平面120米。科学家设想在此贮水，形成一个水域面积1.5万平方公里的“卡特拉湖”。水的来源主要有三个：一是尼罗河水；二是地下水；
三是修建一条隧道，引取地中海海水。卡特拉湖完工后，每年可发电80亿度，能使其东北地区增加5%～10%的自然降水，周围沙漠地带的自然景观和气候条件将显著得到改善。
8.跨极高速公路。由于设在漫长的冰滩上的跨极高速公路的建成，从纽约出发只用较短的时间就可到达奥斯陆。另一条大型高速公路，即丝绸高速公路（巴黎至北京）将使欧洲更加接近中国。
9.喜马拉雅山水库。几年前，工程师们就开始了对喜马拉雅山的认真研究，拟在那里修建一座水库，为印度提供电力。他们首先必须使桑皮特河改道，再在尼泊尔群山中开凿一条漫长的隧道，最后在印度北部修建一个巨大的水坝。
10.飞艇。一项富有浪漫色彩的宏大计划打算把飞艇作为运输工具用于人们难以进入的中非地区。与飞机不同，飞艇不需要很长的跑道，也不需要技术很尖端的机场。它只需要很少的能源，就能够把旅客送到目的地。
当然，上述这些都是科学家们的设想与假设，要真正变成现实还需具备多方面的条件。
三、生态创新是改善未来城市环境的先决条件
（一）生态创新的内涵
生态创新，是21世纪改变城市面貌、改变人居住宅和环境的根本手段，其实质内涵是绿色回归。人类的发展，一直与绿色植物休戚相关。21世纪的城市发展，人们的时尚追求是绿色住宅、绿色环境、绿色食品以及一切符合人类需求的绿色产品。学术界把这种现象视为生态创新，视为从碳氢化合物经济到碳水化合物的回归，未来城市将是低碳城市。
当今和未来，碳水化合物将会同碳氢化合物进行强有力的抗衡，并产生各种绿色产品。日益增强生态与环境意识的消费群体将越来越乐于使用植物型产品。这种绿色回归将使人类与自然和睦相处，和谐共存。
（二）城市变化来自于生态创新
自然每时每刻都在变化，城市发展也都体现在这种变化之中。城市的变化来自于人文创新、科技创新、生态创新三大元素。而生态创新则是具有根本性的，其核心是资源与环境。如坚持节约资源和保护环境，是当代中国的基本国策，所以，未来中国城市的发展必须把建设资源节约型和环境友好型的目标放在战略的突出位置上。城市是自然的一部分，并构成自己独特的生态系统，城市的发展离不开对自然资源和能源的循环利用与节约，需要大力推进循环经济、低碳经济。因此，未来城市最关键性的变化在于生态变化及其创新，生态创新从根本上改变城市面貌及其人居环境，主要在于改变城市的生态系统。城市建筑是地区的产物，也是生态创新的产物，它所形成的环境具有经济的、生态的和社会的意义。
未来理想的生态创新型房屋将是太阳能房屋。现在发达国家和一些发展中国家都在研究及实验充分利用太阳能，建造太阳能房屋将成为21世纪的普遍现象。太阳能房屋除了利用太阳能集热器向用户供热外，还有供电以及其他多种功能。如西班牙首都马德里的建筑克里斯特雷办公大楼，就是利用外墙吸收太阳能来调节室内的温度，夏季室内可比室外低10摄氏度，冬季楼内温暖如春，而且屋顶的太阳能加热器还可为全楼提供热水。太阳能房屋将是21世纪城市住宅采用的主要形式之一。随着科学技术创新和生态创新，不仅太阳能房屋的结构会越来越完善，而且其他更舒适、更宜居的新型现代化建筑必将不断出现。
（三）建筑全球型的人类生态工程
世界未来学的一些著名科学家、生态学家、生态经济学家根据20世纪人类所掌握的科学技术和自然生态发展的潜力，对21世纪人类可能建造的世界生态工程提出设想。如修建现代“丝绸之路”，铺设一条连接中国和中欧的高速公路，以加强东西方的经济和文化交流；开辟第二个巴拿马运河，方便船只横穿南美中部，把太平洋和大西洋更紧密地连接在一起；开凿欧非大陆之间的直通隧道，连接摩洛哥和西班牙，使直布罗陀海峡不再成为阻断欧非大陆的障碍等。
当然，这些工程的实现有一个艰巨的建设过程，与世界的政治形势和地区利益协调有着密切的联系，而不是一个单纯的自然生态问题。总之，未来城市的发展是一个复杂的、多元素、多因子的合理组合，单凭科技、文化、环境哪一个方面都不能决定城市的未来，城市的未来必须是人文、科技、生态有效的全面组合。
§§§第三节未来城市发展的趋势和特性
思考未来，想象未来，是人类不满足于现状的必然要求，也可以说是人的本性所在。21世纪未来的城市会是什么样，它的发展趋势和特性是什么，这是很值得讨论和研究的。
一、未来城市发展的五大趋势
（一）未来城市郊区化趋势及新城市主义
城市郊区化发展，是城市发展到一定阶段的产物，也是未来城市地域扩张、社会演进、经济整合的表现形式和必然要求。城市的工业化和不科学的现代化发展所带来的严重“城市病”，包括人口密度过大、交通拥堵、大气污染、环境恶化、人居空间和卫生条件不尽如人意、社会矛盾加剧、犯罪率高等，这些均诱导和迫使城里人向郊区迁徙，去寻找一片净土作为庇护之地。新的都市科技的飞跃进步，又会把城市人和企业带离旧的市中心。于是，新的居住社区、新的企业建筑不断涌现，人们追求“自然、宁静、清新”的生活风格和人居氛围，人口与企业郊迁成为必然趋势。
城市郊区化过程中最重要的是要解决社会配套设施滞后的问题，所以成功的郊区化发展必须要有科学、适度、超前的配套设施作为支撑。其中包括：以高等级公路为骨架的完善的道路体系；以轻轨、有轨电车、高速大巴、轿车为主体的快速、便捷、舒适的交通工具；集约化大卖场、购物城与便利店、派送服务结合的商业设施；以住宿型学校为主体的教育机构；比市区更完备、更先进的通信网络；有利于邻里沟通、方便老幼交往、具有亲和力的住区公共平台和娱乐走廊；绿色、低技术含量的住区产业平台；高效、灵敏的郊区与市区联网的住区公共医疗服务和社会保障平台等。
除了注重社会配套设施的完善外，郊区化过程还必须有科学、超前、适合的城市布局规划，实行中心城市、卫星城市、中心镇、居住区与一般城镇的多极、分层、互链式发展，以缩小城郊之间居住、生活、工作条件差别为支撑，吸引中心区居民自愿向郊区迁居。在极与极之间，以放射状高速道路相连；层与层之间，以环型生态链分隔；所有极、层之间，以快速、便捷、高能、高效的交通与通信网络链接。
此外，中心城挖潜，是城市郊区化过程中的逆向思维，也是未来城市发展的一个重要方面，其重点是让一部分人的居住与就业尽可能“城中化”。未来城市在更新旧城的同时，应适度地维持“城市中心化”，即保留城市的部分原住民、原文化、原生态、原业态，减缓或抑制中心城区民俗消亡、商业空心化、入夜死城化、生态水泥化的趋势，使城市在郊区化的同时，仍然保持中心城区的辐射核心优势。
20世纪80年代始，美国等西方发达国家推出了新城市主义的居住区发展理念。在新城市主义者看来，理想的人类居住区内生活丰富多彩，人们享有充分的选择权，人与人相互依存与沟通，人与都市紧密相连。他们对构筑社区有五条基本准则：一是社区应有多个邻里中心，每个邻里中心应有明确的边界，并由地方性导向的市政和商业设施串联成一个整体。二是邻里中心到其周边的距离一般为400米。三是社区应该是人类生存所需基本条件的功能混合体，包括居住、购物、就业、学习、娱乐和礼拜等。四是建筑和交通设施应建构在相互联系并由街道组成的网络之上。五是社区以及其中各邻里中心的公共空间应该是特意安排的，而不是传统意义上的建筑间的自然空地；公共建筑与公共空间作为社区中人们沟通的重要平台，应在社区规划中优先考虑，成为自然景观与人造建筑有机结合的多功能的艺术化的走廊。
20世纪末，在中国也出现了新城市主义发展理念，不过，更多的是强调以都市中心为生活与工作核心，重视在都市区域内进行有效、合理、科学的填补性开发，把现代生活的诸多要素予以充分的整合，使居住、工作、学习、购物、休闲有机地链接起来，构成一个完善、便利、现代的生活空间，确保日常的各类生活、公务、商业活动都能在这一范围内得以迅速的解决。新都市主义理念的基本特征为：一是居住地点与办公地点接近，时间与交通成本最经济；二是社会配套设施齐全，周边的人口生存资源较为丰富；三是有形式多样的可供人们沟通与交流的社会公共平台和艺术走廊；四是关注人与社会、自然和城市的关系，以及人的价值的实现，重视居民在社区开发中的参与性。
（二）以群簇生是未来城市发展的必然趋势
城市化水平的不断提高，以及城市与城市之间便捷的综合交通和现代化通信设施的建设，促进了现代和未来城市以群簇生，全国性的大型城市群和地区性的中等城市群应运而生。城市体系将随着技术创新而不断进行重组，城市人的流动性越来越强，人们出行的动机性也越来越多样化。城市之间不再过多地受距离的限制，对于人们出行越来越少用到距离的概念，而更多的是使用时间的概念。比如，从甲城到乙城，过去都是问相距多少公里，而现在和未来更多的是考虑需要多少时间。随着流动性的增强，人与人之间的融合也在不断地加强。