超车之后，为啥慢车总能在红灯前追上你？数学给出了答案

几乎每个开过车的人，都体验过那种微妙的挫败感：明明前方看起来没什么大事，车流却毫无征兆地慢了下来，一停一走，最后连究竟是什么在挡路都不知道。

等到你终于爬出堵塞、抬头四望，前方竟是一片空旷的柏油路。

这不是错觉，也不是倒霉，这是数学。

一位日本交通研究人员通过观察堵车如何扩散，做了一个后来广为流传的实验。他把一辆辆汽车排成一个圆圈，给它们刚好足够保持舒适间距的空间，然后要求所有司机维持一个并不算快的速度——每小时30公里。

理论上，只要每辆车都严格保持这个速度和间距，圆圈应该可以无限循环地转下去。

但实际情况是，只要在某个时刻有一个司机稍微踩了一下刹车、稍微慢了一点，整套秩序就崩溃了，而且再也回不到最初的样子。

整个圆圈都慢了下来，尽管还是那批车、那条路、那个密度。当某辆车重新加速到30公里/小时之后，很快又会发现自己排在了另一个堵塞的尾部，不得不再次减速。堵塞就这样在闭合的圆圈里自己养活自己，成为一种脱离外部原因的"集体现象"。

现实道路上引发堵车的"冲击"来源不少：路边的事故、分心驾驶、突然的变道，等等。

但最常见的一种，其实是从高速公路入口驶入的额外车辆——它们在瞬间大幅拉高了某一段路的车流密度，把系统推过那条无形的临界线。

一种应对方法是匝道信号灯，让上匝道的车辆按节奏排队进入主路。这套机制在车流一阵一阵到达时效果最好；如果匝道上是持续、平稳的车流缓慢涌入，它反倒帮不上多大忙。

多伦多东行的加德纳高速公路（Gardiner Expressway）就是一个耐人寻味的例子。

这条路东端Jarvis大道附近长期存在堵塞，而Jarvis本身并没有匝道让车辆汇入，堵塞按理说没有道理在那里出现。追查下去，源头竟是远在西端的Spadina路入口：由于匝道之前有红绿灯控制，每次绿灯放行大约十几辆车集中进入主路，然后是一段空隙，接着又是一批十几辆车。

在Spadina附近，这样"一团一团"的车流并没有立刻造成拥堵，但它像一列列冲击波一样往东传，与前方原本的车流叠加。

最终在数公里外的Jarvis处引发慢速、进而形成一个永远散不掉的堵塞。

Quora评论区有一位读者一针见血地指出：绝大多数堵车，本质上是司机跟车太近造成的。跟得太近，前车轻踩一下刹车，后车由于反应时间必须刹得更狠、减速更多；这个"更狠"再往后传，一直到某辆车不得不完全停下——堵塞就这样诞生了。

另一位读者用多米诺骨牌的比喻做了更细的推演：假设你因为一只小动物看似要冲上路而减速20%，如果车流密度足够高，你身后的司机由于反应延迟。必须减速比如25%才能勉强维持原有的安全距离；再后面那位为了追平，可能就要减速30%。

这个百分比一层层放大下去，只要队列足够长，总有一辆车会被"传染"到必须完全停下，而后续的堵塞唯有等到整体密度降到某条阈值以下才会散去。也就是说，你踩下的那一脚也许自己没看到后果，但它可能已经在几公里之外催生了一条慢车长龙。

Quora的讨论主要集中在"堵塞如何自发形成"，但如果把视线从高速公路挪回城市街道，还有另一层数学在等着不甘心的司机。

都柏林城市大学的数学家康纳·博兰德在《皇家学会开放科学》期刊发表过一项研究，专门讨论城市里另一个让人抓狂的现象：你铆足劲超过一辆慢车，加速离开。

结果下一个红灯前一抬眼后视镜，那辆慢车不紧不慢地又停在了你后面。

博兰德半开玩笑地把这一现象命名为"沃里斯定律"，灵感来自恐怖电影《十三号星期五》里那个总是慢慢踱步、却总能追上狂奔受害者的蒙面杀手。

他的模型显示，慢车能否在下一个红灯前追上你，只取决于三个量：你超车所获得的时间优势、路口红绿灯的完整循环周期，以及其中红灯所占的比例。

如果你冒险超车只换来了8秒的领先，而前方红灯循环长达90秒、其中40秒是红灯，那么在这40秒的"追赶窗口"里，只要慢车恰在红灯刚亮时跟到你身后，两辆车就重新站回了同一条起跑线，你辛苦争来的那8秒，被信号灯悄无声息地"吃掉了"。

越是仓促、越是危险的超车（比如在繁忙路段短暂借用对向车道），换来的时间差往往只有区区几秒，相对于信号灯的完整周期几乎可以忽略。

而每多一个信号灯，整段行程中至少被追上一次的概率就会显著跳升。在一条有五六个红绿灯的城市主干道上，被慢车追回来几乎是必然，而不是偶然。

把两条线索拼在一起，我们大概可以给"前面的车为什么不能开快一点"这个问题一个不太痛快的答案。在高速公路上，前车开不快，是因为再前面还有前车，而更前面某处一次微小的减速，正沿着车流像波纹一样朝你逼来，你和前车都只是这条波纹中的一段。

跟得越紧，波纹传得越猛；密度越高，波纹越难散去。

在城市街道上，即便你侥幸从慢车后面挣脱出来，红绿灯也在用另一种数学把你按回原位。

信号灯像一台默默运转的均衡器，把速度差一点点抹平，让那辆你以为已经甩掉的慢车，一次次以近乎恐怖片的方式回到你的后视镜里。

真正让车流跑得快的，其实不是踩得更狠的油门，而是更大的跟车距离、更少的急刹车、更克制的变道超车。

加德纳高速上那个远在几公里之外的Spadina入口告诉我们：堵塞可以从很远的地方远程发作；而"沃里斯定律"则提醒我们：在信号灯织成的城市路网里，慢，有时候是一种很难被速度彻底打败的力量。