«Проблему московских пробок помогут решить физики»

23.01.2009

Машины способны образовывать большие группы, перемещение которых можно рассматривать как единое целое. Такое движение в физике называется кооперативным

Машины способны образовывать большие группы, перемещение которых можно рассматривать как единое целое. Такое движение в физике называется кооперативным. Кооперативные явления — предмет изучения непосредственно физики, и именно наличие этих явлений в транспортных потоках позволяет нашей области науки подключиться к решению проблемы с пробками.

Справка STRF.ru:

Лубашевский Игорь Алексеевич, ведущий сотрудник теоретического отдела Института общей физики им. А.М. Прохорова РАН, доктор физико-математических наук, профессор Игорь Лубашевский: «Физику транспортных потоков стоит относить к области междисциплинарных знаний, которая лежит между естественными и социальными науками»

Когда и как физики обратились к изучению транспортных потоков?

— Эта тема получила развитие в физике лет 10-15 назад, хотя пристальное изучение автомобильных потоков началось в середине двадцатого века, когда количество машин на дорогах стало заметным. В то время подобными вопросами занимались в основном инженерные науки, включающие в себя градостроительство, архитектуру дорог и развязок. В рамках этих дисциплин исследовалась, в том числе, и проблема образования пробок, которая сейчас так всех волнует.

Наиболее сложившиеся традиции и подходы к изучению проблем транспортных потоков имеет транспортная инженерия. Однако в ходе недавних исследований стало понятно, что принципиальное значение имеет тот факт, что машины способны образовывать большие группы, перемещение которых можно рассматривать как единое целое. Такое движение в физике называется кооперативным. Оно встречается во многих физических системах, например, бывает кооперативное движение атомов или электронов. Кооперативные явления — предмет изучения непосредственно физики, и именно наличие этих явлений в транспортных потоках позволяет нашей области науки подключиться к решению проблемы с пробками.

Можно ли описать движение потоков машин в рамках сугубо физических моделей?

— Первоначально мы попытались перенести напрямую представления классической физики в новую область её исследования, в частности, описать поток машин в понятиях движения жидкости, жидких кристаллов и т.п. Это уже привело к некоторым успехам в понимании сложных свойств транспортных потоков. Однако движение автомобиля зависит от поведения водителя, его желания, видения ситуации на дороге и многих других факторов, которых нет и не может быть у атомов и электронов. В силу этого физику транспортных потоков надо рассматривать как область междисциплинарных знаний, которая лежит между естественными и социальными науками.

Каковы перспективы подобных исследований?

— Во-первых, исследования в данной области помогут понять природу появления заторов, описать её, что позволит избежать ошибок при организации движения в сложных местах. Во-вторых, физики и инженеры совместными усилиями создадут новые модели и подходы к управлению транспортными потоками, что должно обогатить обе отрасли знания. В-третьих, мы можем столкнуться с принципиально новыми задачами, которые приведут к развитию новых понятий и представлений в самой физике и математике. Напомню пример из истории древнего мира: измерение площадей и периметров привело к появлению таких чисел, как, например, v2, что в дальнейшем послужило толчком к развитию алгебры. Так что я с большим интересом думаю об открывающихся перспективах.

Перспективы радуют, но что же сегодня делать с заторами на дорогах?

— Каждый из нас должен делать то, что должен. Физики — заниматься проблемами, о которых я говорил, инженеры — проектировать и строить новые дороги и развязки с учётом не только сегодняшней ситуации, но и прогнозов на завтрашний день. А ещё нам нужно искать пути сближения для дальнейшей совместной деятельности, что позволит избежать очевидных и неочевидных ошибок.

Светлана Синявская, STRF.ru

©РАН 2020