你今天下班后在路上堵车了吗?恐怕大多数人不管生活在哪座城市,回答都是肯定的。我们实际上都已经默认,只要生活在城市,就一定会发生堵车,而没有认真去思考过造成堵车的原因究竟是什么。

甚至还有一种现象,一座城市的道路越宽,道路规模越多,反倒越容易出现堵车的情况。对比之下,一只小小的蚂蚁,它们通常会集体行动。可如果你仔细观察,就会发现,不管蚁群在什么区域内活动,这些小生物好像从来都没有发生过拥堵。

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这背后究竟有哪些不为人知的机制在发挥作用?同样,每座城市究竟又因为触发了哪些机制,才使得堵车越来越严重呢?

城市的堵车从来不是车多和路窄

先来看城市拥堵的情况。你我都会说,现代汽车的保有量越来越多,城市规模越来越大,所以才会出现拥堵。这确实没错,因为堵车的背后,其底层机制就是越来越多的车辆出现在了同一个地区。

但是你有没有想过,车辆在城市内运行的时候,明明有红绿灯疏导,而且不同的路段也有不同的交通规则,每辆汽车似乎都在按照规则行驶,那为什么还会在一些特定路段就堵住了呢?这背后的因素从来不仅仅是车多和路窄,哪怕道路修得越来越宽,拥堵的情况也会出现。

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就以北京为例,如果你去过首都,就会发现这座城市的道路是全国乃至世界上最宽的城市,平均的路宽超过了14.5米。可即便是这样,北京的主干道依旧很拥堵。

而另一座外国城市东京,其道路的平均宽度只有6米,城市内四车道的道路占道路总规模也只有1%。即便不如北京的道路宽,但是东京的拥堵程度相对却低。

是不是显得很反常?其实围绕城市规划,专业人士也思考过这个问题。而且还有一个专业的词汇来形容这种现象,叫做布雷斯悖论。

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简单来说就是,道路越宽的城区,堵车的现象往往更加严重。你觉得这很反常,其实背后的原因却简单的要死。

城市里的人每天的出行需求是相同的,而思维方式也是相同的。对于那些道路较窄的地区,大家都知道那里通行不便,所以没有特殊的情况都会绕行。于是,这些地区反倒变得不太拥堵。

反过来说,越是道路宽阔的区域,大家都会优先选择从这里通行,更多的人集中在了一片区域内,不堵车才奇怪呢。

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其实想通了这一点,也就能够明白蚂蚁为什么在活动中不会出现拥堵了。

蚂蚁行动遵循同一规则

亚利桑那州立大学的研究人员曾经专门研究过蚂蚁的出行。他们以为通过干扰现实的环境可能会造成蚁群拥堵,但事实根本不是这么回事。

研究人员发现,即使是在不同宽度的区域内,蚁群流量的增加,平均行进速度可能会发生改变,但是蚁群从来没有出现过拥堵的情况。他们前后进行了170次实验,连一次拥堵都没有。

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其实蚂蚁在共同行动的时候不会拥堵,完全就是因为它们的活动遵循着统一的规则。

简单来说,在那些相对狭窄的区域内,蚂蚁集中出行确实会放慢速度。在这种情况下,蚁群整体也会自动放慢速度。这样呢,就可以保证大家都不会停下来,而是继续前进。虽然速度有点慢了,却不会堵在一起。

蚂蚁的这套机制其实并不复杂,它们共同行动,而且还可以通过信息素来进行交流,随时随地确保行进的稳定。

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再来看我们人类,我们拥有最高的自主性,每个人都是一个独立的个体。恰恰是因为如此,开车行进在路上的时候,即便有统一规则的约束,但是具体到每一辆汽车和驾驶人,还是有着各自的想法。

这样一来,自然就会影响到车辆的行进速度,最终出现拥堵也就顺理成章了。你可能会觉得这是人类的自私,但问题是人是有自主性的。要把所有的自主性完美的约束在一起,不发生任何错误,根本做不到。

所以,城市里的堵车现象只能是通过规划尽可能的去缓解,而不可能做到100%的避免。

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利用“蚁群模式”可以解决堵车吗?

也有科学家在思考,如果未来开发出一套蚁群行进的模式,是不是就能够完美解决堵车的问题呢?思路是对的,但是在实际操作中,要做到完美无缺的呈现,难度其实很大。

除非在未来自动驾驶大规模普及以后,人类自己不再开车,然后通过算法的持续优化,协调车辆什么时候减速,什么时候加速,具体走哪条路等等。

通过算法的持续优化,然后再通过自动驾驶来完成,这或许才能够有效避免堵车的问题。换句话说,如果继续有人自己来开车的话,这个问题就不好解决。

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说到底,自主性和统一性不能够完美无缺的兼容,两者之间一定会存在隔阂。城市里的车辆在一起运行,这属于统一性,但是每个个体在开车,这又属于自主性。

统一性可以利用规则去约束,但是自主性在有些时候就不一定会遵守规则。只要出现这样的情况,放在每座城市里,就会影响到整个城市交通的完美运行。

看来个体的力量虽然很渺小,但是在统一性面前,哪怕是再微小的力量,最终也能够破坏掉整体的规则。因此还是那句话,堵车的问题并不能够轻易解决。

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因为即便所有人都遵守交通规则,但是只要每个人开车的速度有所差异的话,就一定会产生协调矛盾,进而在有些路段就会出现拥堵。未来要解决这个问题,恐怕就得依靠算法和人工智能了。不过那样一来,人们就得交出驾驶的权限。

参考资料:
《研究完蚂蚁搬家,我好像明白了为什么我们总是堵车》 中科院物理所 2025年5月12日
《城市为什么那么堵?》 同济大学交通学院 2022年9月28日