Ритм Вселенной. Как из хаоса возникает порядок

Поэтому столь неожиданными оказались недавние результаты моделирования дорожного трафика, которые предсказали, что повсеместное распространение такого водительского эгоизма может, при определенных обстоятельствах, приводить к идеальной гармонии всех участников дорожного движения[273]

. Это самоорганизующееся состояние было открыто в 1998 г. Дирком Хелбингом, лидером в новой области, которая называется физикой трафика, и Бернардо Хуберманом, специалистом по теории сложности, который обычно тратит свое время на размышления об интернете. Эти двое ученых моделировали динамику реалистичного комплекса из сотен виртуальных легковых автомобилей и грузовиков, движущихся по двухполосной автомагистрали. Каждый из автомобилей подчинялся определенным (и вполне разумным) правилам: разгоняться лишь до оптимальной безопасной скорости, замедлять скорость, чтобы избежать опасного сближения и столкновения с движущимся впереди транспортным средством, переходить с одной полосы на другую, чтобы обогнать автомобиль, движущийся впереди (если позволяет окружающая обстановка), и т. п. Виртуальные водители даже наделялись некоторыми «сумасбродными» человеческими качествами (например, перейдя с одной полосы на другую, водитель ни с того ни с сего может сбросить скорость).

Хелбинг и Хуберман вычислили долговременные картины дорожного трафика при самых разных условиях. Когда на дороге находилось лишь несколько легковых автомобилей, все они без проблем обгоняли медленно движущиеся грузовики, даже не прибавляя скорость, в то время как сами эти грузовики тащились на безопасной для себя максимальной скорости порядка 55 миль в час. При более высоких, но все еще весьма умеренных плотностях трафика находились и такие водители легковых автомобилей, которым не повезло: им приходилось достаточно долгое время плестись позади грузовиков, поскольку окружающая обстановка не позволяла им совершить обгон или перейти на другую полосу.

При достижении некой критической плотности трафика – приблизительно 35 транспортных средств на каждой полосе в расчете на каждую милю трассы – все легковые автомобили и грузовики самопроизвольно синхронизировались, продвигаясь по автомагистрали, подобно монолитному телу. Примечательно, что, повинуясь исключительно чувству конкуренции и не располагая каким-либо координирующим органом или центральным руководством, большая группа водителей-эгоистов вошла в состояние сотрудничества, которое оказалось оптимальным для всех них. (Адам Смит аплодирует стоя.) Это состояние оказалось оптимальным в том смысле, что плотность потока оказалась настолько высокой, насколько было возможно в подобной ситуации: количество легковых автомобилей и грузовиков, проходящих данный отрезок автомагистрали за час, было максимизировано. К тому же это был самый безопасный способ езды, поскольку у водителей не было возможностей менять полосы движения или обгонять друг друга (между тем именно такие маневры приводят в большинстве случаев к дорожным происшествиям). Хелбинг и Хуберман сверили результаты работы своей модели с данными, характеризующими движение на одной из голландских двухполосных автомагистралей, и обнаружили свидетельства того, что состояние, предсказанное их моделью, было реализовано на практике. При достижении критической плотности потока скорости автомобилей достигли самой высокой стабильности (которая измерялась флуктуациями скоростей автомобилей), а переходы с одной полосы на другую и обгоны – минимизировались. К сожалению – и это также было предсказано моделью Хелбинга и Хубермана, – такое идеальное состояние оказалось очень неустойчивым. Когда плотность потока оказывалась чуть больше критической, возникало дезорганизованное «жидкое» состояние, которое вновь создавало возможности для обгона, что, в свою очередь, приводило к неустойчивому, дерганому движению по принципу «двигайся-останавливайся».