Текст уведомления здесь

За гранью стабильности

Что общего между потоком людей и стаканом воды из морозильника?

Что общего между автомобильной пробкой на шоссе, многотысячной уличной демонстрацией и стаканом воды из морозильной камеры? Все это примеры метастабильных систем, в которых возможен внезапный переход из одного состояния в другое.
Добавить в закладки
Комментарии

На этом видео, снятом из окна в Нью-Йорке, хорошо видно, как по улице идет многотысячная демонстрация против полицейского насилия. Поток людей движется неравномерно - то замедляясь, то ускоряясь. Аналогичные волны можно наблюдать и в потоке машин — понимание этого процесса помогает экспертам по транспортному планированию спроектировать дорожную сеть, а специалистам по логистике — спрогнозировать пробки.

У потока движущихся агентов (мы используем термин из теории игр) может быть несколько состояний, подобных агрегатным состояниям воды. Первое — это свободный поток, когда каждый может двигаться с произвольной скоростью (даже едущий со скоростью 20 км/час трактор можно легко объехать). Второе состояние соответствует случаю, когда все движутся согласовано и где остановка одного агента вызывает затор, то есть третье состояние потока. Первое состояние можно уподобить газу, второе — жидкости, третье — твердому телу... Но есть и еще одно, так называемое метастабильное состояние, аналог переохлажденной жидкости.

Вещество в метастабильном состоянии можно получить из обычной бутилированной воды. Положив бутылку в морозильную камеру, воду можно довести до отрицательной температуры без замерзания: жидкость в бутылке останется жидкостью, но при малейшем возмущении превратится в лед. Если по бутылке ударить, вода замерзнет за несколько секунд; если в нее кинуть кристаллик соли, то он тоже вызовет замерзание. Поток людей или машин в метастабильном состоянии может согласованно двигаться без остановок, но за счет малых отклонений от средней скорости легко переходит к затору. Стоит водителю слишком сильно притормозить или перестроиться из ряда в ряд, стоит участнику марша замедлить шаг — поток замедлится или ненадолго встанет.

Добавить в закладки
Комментарии
Вам понравилась публикация?
Расскажите, что вы думаете, и мы подберем подходящие материалы