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交通堵塞的数学计算以及如何避免交通堵塞
当道路变得拥挤时，许多司机开始变道。数学表明这种直觉通常是错误的
来源:科学美国人数百万人将在这个假期上路，但最终会在交通拥堵中度过令人沮丧的几个小时。拥堵耗费了司机的时间、燃料和耐心，同时也增加了污染，给交通网络带来巨大压力。
如果您曾经发现自己羡慕地盯着旁边的车道，确信它行驶得更快，那么您并不孤单。我们大多数人本能地相信改变车道会让我们更快回家。但数学表明这种直觉通常是错误的。
作为一名应用数学家，我的大部分研究都是由一个问题驱动的：我们如何预测和控制在不确定性下运行的复杂系统的行为？这不仅适用于假日交通，也适用于新兴的量子技术。
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我们倾向于认为交通拥堵需要触发因素：事故、道路施工或车道封闭。然而，一些最令人沮丧的队列根本没有明显的原因。这些现象被称为“幻影交通拥堵”——尽管每辆车都在向前行驶，但停停波却在车流中倒退。
2008年，日本研究人员要求22名司机绕圆形轨道行驶，同时保持匀速并与前车保持安全距离。几分钟之内，尽管道路上没有任何障碍物，制动和反应时间上微小且不可避免的差异发展成一种停止-启动波，在赛道上不断传播。
解释出奇的简单。一名驾驶员的刹车稍稍超过了必要的程度。后面的司机反应晚了一些，刹车也用力了一些。下一个司机也这样做。