А теперь представьте себе забитое машинами шоссе. Каждый раз, когда мы останавливаемся и снова набираем скорость в пробке, мы генерируем утраченное время. Не зная, что делают водители впереди нас, мы движемся крайне неравномерно. Отвлеклись на мгновение и не ускорились. Или слишком эмоционально отреагировали на стоп-сигналы и остановились резче, чем следовало, тем самым тоже потеряв время. Водители, разговаривающие по телефону{42}, теряют еще больше из-за замедленной реакции и низкой скорости. Чем ближе машины друг к другу, тем больше они взаимодействуют. Все становится нестабильным. «Способность системы поглощать любые задержки исчезает, — говорит Койфман. Он приводит в пример пять шаров. — Если вы положите их на расстоянии 30 см друг от друга и слегка толкнете один, то это никак не повлияет на остальные. Если вы положите их ближе друг к другу и толкнете один, он заденет другие. Чем плотнее транспортный поток, тем сильнее каждый из его участников воздействует на остальных».
Когда первая машина в плотной группе замедляется или останавливается, в хвост группы идет «ударная волна». Первая машина замедляется или останавливается, затем замедляется и останавливается машина позади. Эта волна, скорость которой обычно составляет около 20 км/ч{43}, может теоретически прокатиться по всей цепочке плотно едущих автомобилей. Одна-единственная машина на дороге с двумя полосами, немного изменив скорость без особых причин (люди делают это так часто, что я называю это «синдром дефицита внимания к скорости»), может вызвать подобную волну среди едущих следом автомобилей. Кроме того, даже если средняя скорость машины довольно высока, ее колебания приведут к прогрессирующему хаосу{44}. В этом заключался секрет эксперимента в Голландском туннеле: количество машин, входящих в туннель, было ограничено 44, поэтому волна не распространялась за пределы одной группы. Эти группы были как шары, лежащие далеко друг от друга.
Довольно часто мы попадаем в пробку, у которой, кажется, нет никакой видимой причины. Или выезжаем из одной пробки, разгоняемся и тут же попадаем в другую. Это явление называют «фантомными пробками». По словам Михаэля Шрекенберга (преподавателя физики Университета Дуйсбург-Эссен, прославившегося своими исследованиями в области дорожного движения настолько, что в немецкой прессе его стали называть «преподавателем пробок»), «фантомные пробки на самом деле не существуют». Причина есть всегда, даже если она не очевидна. То, что кажется отдельным происшествием, может вызвать волну, в результате которой образуется огромный затор. Шрекенберг считает, что называть все это «движением с остановками» неправильно: «Движение с остановками — это движение внутри пробки».
Мы верим в «фантомные пробки», поскольку дорожное движение — явление и пространственное, и временнóе. Вы можете въехать на участок, где находится пробка. Или, может быть, пробка догонит вас. «В примере с ведром, — говорит Койфман, — водитель — молекула воды. Если уровень воды растет, то пробка приближается к нему». Мы путешествуем во времени. Когда мы достигаем места, где началась ударная волна, от нее остаются одни воспоминания. Может быть, это была авария, а сейчас уже все убрали и расчистили. «Но пробка сохраняется еще некоторое время, — утверждает Койфман. — Это как с водой в ведре. Если вы увеличите отверстие на дне, вода выльется, но не сразу».
Небольшая заминка в интенсивном движении может быть всего лишь отголоском действий кого-то, кто некоторое время назад просто перестроился в другой ряд. Такая машина «съедает» пропускную способность в новом ряду и вынуждает автомобили, едущие сзади, замедлиться; но при этом она освобождает пропускную способность в том ряду, который покинула, вызывая определенное ускорение. Возникает некое подобие «эффекта качелей»[54]. Именно поэтому, если вы выбираете какой-нибудь один автомобиль в соседнем ряду в качестве точки отсчета, вы будете часто проезжать мимо него, а он будет проезжать мимо вас. Это устойчивое равновесие, сжимающийся и разворачивающийся аккордеон транспортного потока, долгая цепная реакция, касающаяся всех тех, кто думал, что сможет что-то выиграть.
Поскольку на рассасывание пробки уходит слишком много времени, лучше всего вообще в нее не въезжать и не позволять ей догнать вас. Эта мысль несколько лет назад пришла в голову сотруднику физической лаборатории Университета Вашингтона Билла Битти — «физика-любителя дорожного движения», как он сам себя называет. Битти возвращался с ярмарки по 202-му шоссе. «Небольшая четырехполосная» дорога была переполнена машинами. Движение было «очень периодичным», как рассказывает Битти. «Сначала я разгонялся до 100 км/ч, а потом приходилось замедляться и останавливаться почти на 2 минуты».
Поэтому Битти решился на эксперимент: он ехал с постоянной скоростью 55 км/ч. Вместо того чтобы позволять волнам наезжать на него, он «съедал» их, то есть подчинял себе нестабильные колебания движения с остановками. Вместо того чтобы постоянно разгоняться и тормозить, он ехал с одинаковой скоростью, оставляя большой промежуток между собой и автомобилем впереди. Когда он посмотрел в зеркало заднего вида, открывшаяся картина стала для него откровением: те машины, что были за ним, находились в некоем подобии порядка, тогда как в соседнем ряду он увидел группы скученных машин, которые то ехали, то останавливались. Битти удалось «заглушить» волну и «выровнять» шероховатости. «Мой метод свергает горы и делает из них равнину, — рассказывает он. — Вместо того чтобы ехать со скоростью 100 км/ч и периодически останавливаться, вы едете со скоростью 55 км/ч. Но при этом вам не нужно стоять и ждать».
Без общего анализа транспортного потока на автострадах было бы сложно оценить всю пользу эксперимента Битти. Другие водители перестраивались перед ним, отталкивали назад (когда он хотел держать ту же дистанцию); те, кто был позади, думали, что он едет слишком медленно, и перестраивались в соседний ряд, создавая дополнительную нервотрепку. Метод Битти растягивает плотную пробку, но практически не экономит время водителей. Зато экономится топливо и снижается риск аварий — это уже два преимущества «за те же деньги». Но как заставить всех действовать слаженно? Как помешать занять свободное место, ведь обычно все именно так и поступают? Каким образом заставить людей вести себя как муравьи?
Первый способ — система «регулируемых скоростных ограничений», которая в наши дни используется на многих дорогах: от «регулируемой автострады» M25 в Англии до немецкого автобана к Западной Кольцевой дороге в Мельбурне. Эти системы включают взаимодействие петлевых детекторов с меняющимися знаками ограничения скорости. Когда система при помощи камер замечает, что движение замедлилось, она посылает сигнал знаку, который вводит более жесткие скоростные ограничения. Водители вынуждены снизить скорость, что теоретически должно уменьшить эффект ударной волны{45}. И хотя многие водители считают, что именно снижение скорости до 40 км/ч и вызывает затор, исследование, проведенное на шоссе M25, обнаружило, что водители тратили меньше времени в пробках, и это позволило снизить количество аварий на 20% (что уже хорошо), а уровень выброса продуктов сгорания уменьшился почти на 10%. Как только водители приспособились к этой системе, они стали тратить меньше времени на поездки{46}. Поговорка «тише едешь — дальше будешь» вновь демонстрирует свою уместность{47}.
«Умным» шоссе нужны умные водители. Печально, но факт: большинство дорожных проблем возникает из-за того, как мы водим. Мы разгоняемся слишком медленно и тормозим слишком быстро, или наоборот{48}. Из-за того, что мы не оставляем достаточного пространства между машинами, цепная реакция распространяется и затрагивает все большее количество автомобилей. Дорожное движение — нелинейная система: результат невозможно предсказать на основании вводных данных. Когда первый автомобиль из большой группы останавливается, нельзя предугадать, насколько быстро остановится каждая последующая машина{49} (если она вообще остановится). И чем дальше к хвосту транспортного потока, тем тяжелее это предвидеть{50}.
Чрезмерная (или недостаточная) реакция водителя может усилить ударную волну, которая затронет несколько автомобилей позади. Их возможное столкновение будет спровоцировано именно тем, первым водителем. В ходе анализа причин аварии на Миннеаполисском шоссе, в которой пострадало семь транспортных средств, специалисты предположили, что первопричиной было столкновение седьмого и шестого автомобилей вследствие внезапной остановки последнего. Обычно мы рассчитываем на то, что водители будут держать нужную дистанцию и смогут остановиться.
