堵塞學(xué)

內(nèi)容概要

　　遇上高速公路大堵車，連續(xù)幾個小時動彈不得的時候，卡在車陣中的你能做什么？除了抱怨和忍耐，你還可以參與這個新話題——《堵塞學(xué)》。日本東京大學(xué)的西成活裕教授用了10年時間，從“跨學(xué)科”的視角來研究堵塞現(xiàn)象，開創(chuàng)了一門嶄新的學(xué)科——堵塞學(xué)。其實(shí)，堵塞不只發(fā)生在車道、人群、蟻群、網(wǎng)絡(luò)中，只要有東西流動，就會發(fā)生堵塞。森林火災(zāi)、飛機(jī)、電梯、廣告、紅綠燈設(shè)置方式、血管、神經(jīng)、財富，甚至和美女搭訕……都與堵塞脫不了關(guān)系?！抖氯麑W(xué)》中，讓西成教授以數(shù)字與人性的分析，探究各種你從未認(rèn)真思考過的堵塞問題。

作者簡介

　　西成活裕，樂京大宇先端科技研究中心教授數(shù)理物理學(xué)家。　　1967年出生于東京。日本東京大學(xué)航空太空工程學(xué)碩士、博士。曾任日本山形大學(xué)機(jī)械系統(tǒng)工程學(xué)系助理教授、龍谷大學(xué)應(yīng)用數(shù)學(xué)信息學(xué)系助理教授、德國科隆大學(xué)理論物理學(xué)研究所客座教授、東京大學(xué)研究生院工學(xué)系研究科航空宇宙工學(xué)助理教授、教授。研究方向?yàn)榉蔷€性動力學(xué)和堵塞學(xué)，橫跨理學(xué)與工學(xué)領(lǐng)域。

書籍目錄

第一章 什么是堵塞越擁擠“走”得越快的水流/0物理學(xué)也有研究不了的運(yùn)動/4玩具模型大顯身手/7研究堵塞不可缺少的玩具模型——ASEP/20一起來玩ASEP吧/22當(dāng)水變成冰的時候/24經(jīng)典的堵塞理論——排隊(duì)理論/27排隊(duì)理論與堵塞學(xué)的不同/30物體的運(yùn)動都可以通過0和1來表示/32本章要點(diǎn)/34第二章 為什么會發(fā)生車輛堵塞電子不停車收費(fèi)系統(tǒng)的利弊/36原因不明的堵塞/38罪魁禍?zhǔn)拙故切⌒逼拢?39基本圖是研究堵塞的王牌/42車輛間距小于40米就會發(fā)生堵塞/44堵塞之前發(fā)生了什么？/47電影《生死時速》中的亞穩(wěn)態(tài)/50自然堵塞的其他原因/51堵車時車輛仍然能以60千米的時速前進(jìn)/54在超車道上反而行駛得慢？/57慢慢行駛就會一路綠燈160能否不設(shè)置紅綠燈？/65本章要點(diǎn)168堵塞學(xué)小講堂Ⅰ：車輛的元胞自動機(jī)模型/69第三章 人的堵塞明石過街天橋踩踏事故/76在高密度下。人的行動像游戲彈珠/79人群的活動有規(guī)律可循/81關(guān)東大地震和大邱市地鐵火災(zāi)的教訓(xùn)/83向何處逃生？/85因?yàn)楦偁幎荒芴由?87建筑物的避難設(shè)計是怎么一回事/90不可忽視的雙向避難通道/92避難行動中的兩大作用力①/94避難行動中的兩大作用力②195為避難行動建個數(shù)學(xué)模型/97乘飛機(jī)時的避難策略198有障礙物反而更順暢？/00車站里應(yīng)該這么走/102升溫反而結(jié)冰？/05狹窄過道中的人流方向/105巧妙利用堵塞地點(diǎn)做廣告/07消除狹窄過道的堵塞的好方法/07本章要點(diǎn)/09堵塞學(xué)小講堂Ⅱ：集群行動的模型化——地板場模型/10第四章 螞蟻世界的堵塞螞蟻總能“自覺”排隊(duì)的秘密/16螞蟻世界中最重要的三種信息素/18蟻群與車隊(duì)的不同之處/21蟻群擁堵后，行進(jìn)速度反而更快/25人造“擁堵”，提高馬拉松比賽成績/29從蟻群看公共汽車堵塞之謎/30本章要點(diǎn)/134堵塞學(xué)小講堂Ⅲ：關(guān)于螞蟻的元胞自動機(jī)模型/35第五章 世界上到處都存在堵塞互聯(lián)網(wǎng)上的堵塞/38面對堵塞，計算機(jī)的努力/43數(shù)據(jù)包與車輛的不同之處/145怎樣避免數(shù)據(jù)包堵塞現(xiàn)象？/148粉粒體堵塞與車輛堵塞/53巴西果效應(yīng)/155冰壺和臺球/58難以守時的電車/62“為調(diào)整時間而停車”的意義/165沒人按也運(yùn)行的電梯/66飛機(jī)也堵塞/67生產(chǎn)線上的堵塞與變革/170受歡迎的堵塞①——森林火災(zāi)和傳染病/172受歡迎的堵塞②——貨幣流通/176人體內(nèi)的堵塞/78核糖體：駛向蛋白質(zhì)合成的“車”/179ASEP是由此誕生的/81神經(jīng)活動運(yùn)輸機(jī)——分子馬達(dá)/82彗星與堵塞/85本章要點(diǎn)/90第六章 堵塞學(xué)的未來從交通線到交通網(wǎng)/92網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)鋵W(xué)/93集線器與交通樞紐/195走哪條路比較好？/986個人就能連接全世界/201博弈論的重要性/205與美女搭訕，對嗎？/206微積分改變了世界/210計算機(jī)也會計算錯誤/211怎樣理解復(fù)雜事物比較好？/215數(shù)學(xué)的重要性/219本章要點(diǎn)/224后記/225參考文獻(xiàn)/231

章節(jié)摘錄

　　眼看答題時間就要到了，我被困在一壘一側(cè)的人口附近，想動也動不了，我的正前方還有想去三壘的人。由于周圍都是人貼人，加上四周不斷傳來的尖叫聲，根本聽不到管理人員在喊什么。在巨大的壓力之下，我覺得自己像是來到了大海中間的落難者，意識不太清醒了不說，還得承受著從前后左右各個方向不斷拍過來的一波又一波的“人浪”，說不定什么時候就會被淹沒。觸目所及的人群也和我的情形差不多，我看到很多地方都有幾個人擠成一團(tuán)，差點(diǎn)兒就要倒下了，還好最后還是堅(jiān)持住了，回到了原本的狀態(tài)。當(dāng)時會場情況完全失控，在場的人都感到自己的生命正受到威脅?，F(xiàn)在一提到集群雪崩，我的這段記憶就會復(fù)蘇，讓我感到毛骨悚然?！　∑鋵?shí)，除了比賽、慶典等大型活動外，日常生活中也潛藏著很多類似的危險，比如上班高峰時擠滿了人的地鐵就是非常典型的一例?！　≡诟呙芏认拢说男袆酉裼螒驈椫椤　e看高密度群體的內(nèi)部構(gòu)成十分復(fù)雜，模擬起來卻很容易，因?yàn)檫@時原本屬于自我驅(qū)動粒子的人所能做的只有保證自己有立足之地，免受他人擠壓，除此以外，連轉(zhuǎn)身這樣的動作都做不了，根本無法“自我驅(qū)動”。而且，這時人所受到的力由相互之間的推擠產(chǎn)生，是實(shí)實(shí)在在、可以計算的作用力與反作用力。這樣一來，身不由己的人群就成為了牛頓粒子的集合，彼此的運(yùn)動情形可以用傳統(tǒng)物理學(xué)中研究力學(xué)的方法進(jìn)行一定程度的解析。　　圖1對明石事故的模擬是由大阪大學(xué)的過裕教授提出的，他的方法不是我們后面要講的地板場模型，而是計算粉粒體的“個別要素法”。在后面的章節(jié)中我還會詳細(xì)地講到粉粒體，這里先簡單地提一下。從字面上就可以看出，粉粒體指的是像粉狀藥劑、游戲彈珠那樣的顆粒的集合。因此粉粒體不是自我驅(qū)動粒子，而是牛頓粒子。在明石過街天橋事故那樣的密集狀態(tài)中，人接近于牛頓粒子，所以將人作為粉粒體來考慮是很好的方法。的確，當(dāng)人群密集時，有的人會被擠到別人的上面，這個現(xiàn)象很像游戲彈珠，從四周擠壓一群彈珠的話，就會有彈珠被擠到其他彈珠上面?！　‰m然粉粒體也是一群復(fù)雜而有趣的小東西，不過，在這一章中，還是讓我們先聚焦于自我驅(qū)動粒子——尚沒有那么密集的人群。此時，人們本能地察覺到危險的來臨，并陷入恐慌狀態(tài)之中，其行動由下意識的模仿行動和競爭原理所支配。這正是自我驅(qū)動粒子特有的狀態(tài)——個體之間的作用力并非接觸力，而是群體心理的力。

編輯推薦

　　人群、車流、螞蟻、網(wǎng)絡(luò)、細(xì)胞、金錢……全世界都在堵塞　　日本東京大學(xué)　　西成活裕教授　　首次揭示物體堵塞的原理　　榮獲日本講談社科學(xué)出版獎　　日本年度最佳科研進(jìn)步作品獎　　堵塞，大有學(xué)問　　行車堵塞學(xué)：行車間距小于40米時，最容易堵車。　　逃生堵塞學(xué)：故意在避難口擺放障礙物，有時反而會縮短避難時間。　　螞蟻堵塞學(xué)：螞蟻聚集得越多，前進(jìn)的速度反而越快?！　‰娞荻氯麑W(xué)：看到無人乘坐的電梯自動運(yùn)行時別害怕，這是為了讓電梯運(yùn)行到最恰當(dāng)?shù)奈恢?，以減少各樓層乘客的等待時間?！　∝敻欢氯麑W(xué)：貨幣流通發(fā)生堵塞，代表財富累積得越來越多。假如金錢能堵在自己這兒，可以說是美好的堵塞。　　美女堵塞學(xué)：追求公認(rèn)的大美女，可想而知競爭者眾多。如果直接看開，去追求別的女性，說不定更容易成功?！　「嘤腥?nèi)容，詳見書中內(nèi)文。

圖書封面

圖書標(biāo)簽Tags

無

評論、評分、閱讀與下載

---

    堵塞學(xué) PDF格式下載

---