即便没有外部因素，当车辆密度超过临界值时就会产生交通堵塞。（图片提供:Mathematical Society of Traffic Flow）
你是否曾经想过，没有交通事故、障碍物或是任何明显的瓶颈地带，但究竟是什么原因让宽敞的高速公路莫名其妙地堵得一塌糊涂？如今，一个日本研究团队终于给出了答案：完全是由于纯粹的物理学因素。一个简单的试验表明，当公路上的车辆密度超过某一个特定的阀值时，交通堵塞便会出现，这是由于多粒子相互作用固有的基本不稳定性导致的。换句话来说，一条马路上只要有那么几个不守规矩的司机就会最终演变为一场大塞车。
从事社会作用物理学效应研究的苏黎世瑞士联邦理工学院的Dirk Helbing指出，什么是造成所谓“幽灵般的交通堵塞”的真正原因一直存有巨大争论。一部分研究交通状况的科学家相信，即便“幽灵般的交通堵塞”也是由外部因素造成的——弯路、山坡，或者有几个家伙突然切换车道。而另一些研究人员则相信，如果车辆密度超过了某一个临界值，交通堵塞便会自然而然地出现。日本名古屋大学的物理学家Yuki Sugiyama表示，对这些模型的预测与对高速公路的观测结果相匹配。
然而并没有人对此进行过实实在在的对照试验，因此Sugiyama和他的同事招募志愿者，驾驶不同数量的汽车，沿着周长为230米的圆形道路单列行驶。这些汽车最初按照相等的间距行驶，这些志愿者被告知按照30千米/小时的速度巡航驾驶，并且与前车保持一个安全的距离。在试验录像中可以清晰地看出，车流最初运行得很平稳。然而由于并非每一个驾驶员都能保持准确的驾驶速度，因此车辆间距很快会出现较小的波动，接着，在不到1分钟的时间里，这些车辆便会在圆形轨道中的一点挤在一起。在“车堆”里的驾驶员不得不减速甚至停车，而在他们驶离塞车地段后则又必须加速追赶前车。车辆临界密度的阀值为22——当行驶的汽车达到22辆或更多时，扎堆儿现象便会出现；反之，这种现象便会自行消除。Sugiyama指出：“说心里话，试验结果与理论预测一模一样，这给我留下了深刻印象。”研究人员在3月份出版的《新物理学杂志》（New Journal of Physics）上报告了这一研究成果。
并未参与此项研究的Helbing认为，如今所有的研究人员必须在他们的模型中考虑内在不稳定性对交通状况造成的影响。他强调，这项研究有助于更好地理解大量人类相互作用产生的后果。但是如果想用这一发现减少交通堵塞还需要进行大量的工作。（来源：科学时报 群芳）
（《新物理学杂志》（
New Journal of Physics），doi: 10.1088/1367-2630/10/3/033001，Yuki Sugiyama, Satoshi Yukawa）
