交通内在不稳定性

​随着高速公路上每英里行驶车辆密度的增加，“车流”——每小时通过指定地点的车辆数目——也会增加。但如果车辆密度变得太大，最终车流将会减小，行车时间也会变长。物理学知识告诉我们，如果车辆不由驾驶员来驾驶，交通将永远保持通畅。

如果高速公路上车辆的密度较小，每辆车的运动就可以被看成是独立的——每辆车的速度由路况决定，而不受其他车辆的影响。这种情况类似于一团非常稀薄的原子云，在这样的原子云中，两颗原子碰到一起的概率很低。而随着车辆密度的增加，路况便发生了改变。在车辆密度较大的情况下，车辆的运动方式更像液体中的原子，每个原子都会与其相邻原子相互作用，其运动也受到相邻原子的影响。在高峰时段，高速公路上的车辆密度达到最大值。此时，你可能被堵在车队中动弹不得，却不知道堵车的原因。有时候，这种交通堵塞的情况并不是由修路或者事故引发的，而是由交通的内在不稳定性造成的。当车辆密度较大的时候，交通流可以被看成是一种集体现象。在物理学领域，也会出现这样的集体现象，比如水分子会与附近的其他分子相互作用，形成大幅度的扰动，比如产生波。在高速公路的交通问题中也存在这样的现象：当驾驶员看到前方的车流中出现空当时，他们通常并不会减速来保持与前车的距离，而会加速来缩短他们与前车的距离。每辆车的司机都有意地缩短与前车的距离，这就造成了一个聚集的车群。当后面速度较快的车辆接近这个车群的尾部时，它将不得不减速。只有在车辆穿过这个高密度的车群后，它才可能再次加速行驶。

在交通能否通畅方面，有两个因素起到了关键性作用：一是你认识到前方聚集了一个车群，二是你对车辆密度变化的反应时间。如果这个反应时间比较长，也就是说当前方的车辆密度发生变化时，司机需要较长的时间才能反应过来，那么，交通就会变得不顺畅，拥堵的车群也会越变越大。

与上述情况类似的一个例子是沙堆。沙堆的形成过程是这样的：我们把干燥的沙粒不断堆叠到其他沙粒的上方，直到形成一个不稳定的锥形沙堆。如果再给这个沙堆添加一粒沙，就可能造成沙堆侧面发生崩塌。同样，在交通高峰时段，车辆自动聚集成规模不断变大的车群。只需要一个非常简单的触发条件，便会导致交通拥堵。这个触发条件可能是，在车群的前部有个人踩了一下刹车或者是松开了油门踏板，让他驾驶的车辆略微减速。这样一个小小的举动便会引发一场向车群后部蔓延的“崩塌”，交通堵塞由此发生。只有车群前部的车辆才有机会趁车辆密度较小的时候加速离开这个堵塞的车群，而在车群后部的车辆必须等到车群前部的车辆开起来，才可能继续余下的旅程。即使前方的那辆车已经开动了，接下来的一辆车也不可能与前车同时开始加速，因为后一辆车的司机的反应是有时滞的。因此，车群后部又会有新的车辆被迫减速和停车，使得车群的后部规模不断加大。

如果你能够驾车匀速前进，让行车速度与交通流的平均速度保持一致，那么你不仅可以减少在这类交通堵塞情况中浪费的时间，还能够给后面的司机一个通畅的路况。通过匀速行驶并且有意识地不去缩短和前车的距离，你可以避免自己陷入拥堵的车群。如果交通堵塞的状况已经出现，你这么做将有助于让交通堵塞的问题在你的车辆到达车群尾部之前消失。事实上，在这种情况下，你应该选择不加入车群的尾部。如果所有车辆都能按照高速公路的最高限速行驶，或者按照某个平均速度行驶，这条高速公路可以负载的车辆数目在理论上将达到最大值。在这种情况下，你和这条高速公路上的其他所有司机都能够更快地到达目的地。