Chương 7. GIAO THÔNG
Những điều tồn tại là sự phối hợp chưa tốt
I
Năm 2002, khu thương mại London, về cơ bản, là một khu thường xuyên bị tắc nghẽn giao thông. Mỗi ngày trung bình có tới 250.000 phương tiện giao thông đi vào trong 8 dặm vuông của Trung tâm London, sẵn sàng đua cùng 1.000.000 người đi bằng các phương tiện giao thông công cộng. Thay vì có những con đường rộng và dài, London chỉ có những phố hẹp chật ních xe cộ khiến cho tốc độ giao thông trung bình dưới 10 dặm/ giờ. Vào ngày xấu, tốc độ thậm chí chỉ đạt khoảng 3 dặm/ giờ. Đi bộ có lẽ còn nhanh hơn và đỡ mệt hơn.
Giao thông ở đây tệ đến mức đã biến ông Thị trưởng London, Ken Livingstone, từ một nhà xã hội học có uy tín thành người chủ trương một kế hoạch hâm nóng nhiệt tình của các nhà kinh tế tư bản ở khắp mọi nơi. Tháng Hai năm 2003, London bắt đầu áp dụng việc thu lệ phí đối với những người lái xe vào khu thương mại. Nếu bạn muốn vào Trung tâm London trong thời gian từ 7 giờ sáng đến 6 giờ 30 chiều, bạn phải trả 5 bảng. Nếu cố tình không trả thì một trong số 230 chiếc camera gắn trên các đường phố sẽ ghi lại biển số xe của bạn và bạn sẽ bị phạt 80 bảng. Trên lý thuyết, kế hoạch này sẽ thu được 180 triệu đô la mỗi năm để thành phố tái đầu tư vào giao thông công cộng và giảm được 20% tình trạng ùn tắc giao thông.
Nguyên tắc đằng sau kế hoạch của London rất đơn giản: khi một người lái xe vào thành phố là anh ta đã góp phần làm cho giao thông tồi tệ hơn, nhưng lại bắt tất cả những người khác phải chịu chi phí, mà không bao giờ trả lại cho họ. Lệ phí cầu đường nhằm thanh toán những khoản nợ đó. Tất nhiên, nếu bạn là người lái xe đang tham gia trong mật độ giao thông dày đặc trong khi cả những đứa trẻ đi bộ trên vỉa hè cũng vượt qua bạn, thì bạn có cảm giác như mình phải trả mức lệ phí quá đáng. Nhưng phép tính toán học đối với sự tắc nghẽn cho thấy khoản lệ phí đó không quá đáng chút nào.
Ý tưởng "thu lệ phí nhằm tránh ùn tắc giao thông xuất hiện từ những năm 1920, nhưng người ủng hộ quan trọng nhất cho ý tưởng này là nhà kinh tế học từng đoạt giải Nobel là William Vickrey. Đối với Vickrey, khoảng trống trên đường giống như bất kỳ một nguồn tài nguyên khan hiếm nào khác: nếu muốn phân phối nó một cách khôn ngoan, cần phải có một cách nào đó để mọi người thấy rõ những lợi ích và những cái giá phải trả cho các quyết định của mình. Bởi vì, giả dụ như con đường chính dẫn vào thành phố được đi thoải mái thì tất cả mọi người đều muốn lái xe trên con đường này trong giờ cao điểm, mặc dù trong số họ nhiều người có thể đi sớm hơn hoặc muộn hơn, một số có thể đi bằng giao thông công cộng và một số có thể ở nhà, như vậy sẽ tốt hơn cho xã hội và cả chính bản thân họ. Cũng con đường đó, nếu muốn đi thì phải trả lệ phí, khi đó mọi người có thể có nhiều cách lựa chọn, vì họ có câu trả lời khác nhau cho câu hỏi "Chuyến đi này thực sự cần cho mình ở mức độ nào?" Và như vậy, thay vì tất cả đều tập trung trên đường I-95 vào lúc 6 giờ 30 chiều, mọi người có thể rời công sở sớm hơn hoặc muộn hơn, chuyển sang đi bằng tàu hoả, hoặc chọn cách làm việc từ xa.
Về lí thuyết, đó là một ý tưởng hay, nhưng áp dụng vào thực tế luôn đòi hỏi phải có một sự tuyên truyền hết sức rầm rộ. Livingstone đã phải đấu tranh với nhiều ý kiến phản đối kế hoạch của ông đối với London. Còn ở Mỹ, việc áp dụng thu lệ phí nhằm tránh ùn tắc giao thông cũng không có triển vọng thành công hơn. Người Mỹ không phản đối (dù không thích) ý tưởng trả các lệ phí cầu đường, nhưng ý tưởng phải trả nhiều tiền hơn để được lái xe trong giờ cao điểm lại luôn khiến họ ngột ngạt. Phần lớn mọi người cảm thấy dường như họ thực sự không có sự lựa chọn về việc đi vào lúc nào và đi như thế nào, và nghĩ rằng mình phải trả quá nhiều tiền để được phóng qua những con đường thông thoáng trong khi những người khác có thể đi lòng vòng nhưng không mất tiền. Kết quả là mọi người thà phải chịu đựng khi tham gia giao thông hơn là cho phép ai đó trả tiền để được đi thoải mái. Các tác giả của một nghiên cứu về sự thất bại trong nỗ lực áp dụng thu lệ phí nhằm tránh ùn tắc trên cầu Bay Bridge ở San Francisco đã kết luận: cần phải làm cho cả các cử tri và các chính trị gia tin rằng thực sự không còn cách nào trước khi họ chấp nhận kế hoạch của Vickrey. Có một số ngoại lệ trong quy tắc này, đáng chú ý nhất là thành phố New York, ở đây mọi người phải trả lệ phí nhiều hơn khi muốn đi qua một số cầu và đường hầm nhất định trong giờ cao điểm. Nhưng chỉ có một số ít con đường như thế.
Điều kỳ quặc là chúng ta sẵn lòng trả phí cao hơn trong những dịch vụ khác của cuộc sống khi chúng có sự điều chỉnh giống việc thu phí nhằm tránh ùn tắc giao thông. Phí gọi điện đường dài vào ban ngày mất nhiều tiền hơn, vé xem phim ban đêm đắt hơn và đến Las Vegas vào cuối tuần phải chi phí cao hơn so với những ngày trong tuần. Về khía cạnh này, đương nhiên, tất cả các trường hợp đều đơn giản thuộc quy luật giá cả phản ánh nhu cầu - khi cầu cao thì giá tăng và khi cầu thấp thì giá hạ. Nhưng riêng đối với việc lái xe, dường như người Mỹ không thích phải trả thêm phí chút nào - ít nhất là tính theo giá trị đồng tiền.
Nhưng cũng không có gì ngạc nhiên khi trên thế giới đã có nơi việc thu phí giao thông đã trở thành một nghệ thuật. Xét từ phương diện văn hóa, nơi đây là một phản đề của nước Mỹ - đó là Singapore. Đất nước này may mắn vì không phải lo những tốp tài xế giận dữ hay những nhóm cử tri bất bình, chính phủ Singapore đã áp dụng thu lệ phí nhằm tránh ùn tắc giao thông lần đầu tiên vào năm 1975. Kế hoạch ban đầu rất giống với kế hoạch mới đây của London: bạn phải trả một khoản lệ phí nếu muốn đi vào khu Trung tâm thương mại của đất nước trong giờ cao điểm. Sau một thời gian, kế hoạch này được mở rộng hơn, áp dụng thu phí đối với tất cả những người muốn đi vào khu trung tâm vào mọi thời điểm trong ngày. Nhưng những thay đổi quan trọng nhất là về mặt công nghệ. Có thời kỳ, hệ thống này được thực thi bởi các nhân viên kiểm soát việc đỗ xe (meter maid). Những người này ghi lại biển số của những xe vi phạm luật. Ngày nay, mỗi xe ô tô ở Singapore đều có một bảng điện tử thông minh gắn bên cạnh bảng đồng hồ và khi bạn đi vào khu quy định phải trả thêm phí, bạn sẽ thấy ngay số tiền bị trừ đi trên bảng điện tử. Việc này có hai cái lợi: không thể lừa dối và giúp bạn thấy ngay mức phí phải trả nếu quyết định đi vào khu vực đó Singapore còn đặt ra nhiều quy định thu phí phức tạp hơn. Trước kia chỉ có một mức lệ phí áp dụng cho xe đi vào giờ cao điểm buổi sáng, thì giờ đây lệ phí được phân ra thành nhiều mức: phí cao "tột đỉnh" (từ 8-9 giờ sáng mức phí cao gấp đôi so với từ 7 giờ 30 - 8 giờ sáng), phí buổi chiều và phí dành cho những xe chỉ đi vào cuối tuần (lái xe được miễn giảm thuế phúc lợi xã hội và trừ phí). Chính vì vậy, giao thông ở Singapore tốt hơn nhiều so với London hay New York, mặc dù đất nước này có mật độ xe trên đường cao hơn bất kỳ một nước phương Tây nào khác (Tất nhiên, Singapore chỉ là một nước rất nhỏ.)
Điều thú vị về sự thành công của Singapore là ở chỗ: đất nước này được lãnh đạo theo phương thức độc tài, do đó, quyết định thực sự về việc có thu phí hay không đều nằm trong tay cá nhân (bất cần dư luận ra sao). Rốt cuộc có một cách để tránh được tình trạng tắc nghẽn giao thông là đơn giản cấm một số người nhất định không được lái xe vào những ngày nhất định. Và điều này chính là những gì Mexico đã thực hiện. Nếu bạn sống ở thành phố Mexico và biển số của bạn có số cuối cùng là 5 hay 6, bạn không thể lái xe vào các ngày thứ Hai (Số 7 hoặc 8 có nghĩa là bạn không gặp may vào thứ Ba, số 3 hoặc 4 - vào thứ Tư, v.v... Tất cả mọi người đều được lái xe đi vào thứ Bảy.). Nhưng cách này cũng không giúp cải thiện gì nhiều cho giao thông vì các tài xế không được khích lệ trên những cách đi khác vào sáu ngày trong tuần khi họ vẫn có thể lái xe, và vì nhiều người Mexico chỉ cần mua thêm chiếc xe thứ hai để sử dụng là có thể lách luật. Ngược lại, kế hoạch của Singapore thông báo cho các tài xế biết họ phải trả bao nhiêu nếu dùng xe và sau đó tin tưởng rằng tổng số tất cả các quyết định cá nhân đó về việc có nên đi hay không sẽ là một quyết định rất thông minh.
Tất nhiên, việc tính toán nên thu lệ phí lái xe ở mức nào là một phần rất khó của vấn đề này và các nhà kinh tế đã phải tốn rất nhiều giấy mực để tìm ra cách giải quyết. Một thách thức rõ ràng là bạn càng giàu có, càng dễ dùng tiền đề đổi lấy thời gian và sự tiện lợi (bạn sẽ phải trả để được lái xe vào London vì như vậy dễ hơn đi bằng tàu điện ngầm). Những người nghèo hơn có thể tránh phải nộp lệ phí bằng cách không dùng xe ô tô, nhưng như vậy cũng không làm họ giàu có hơn trước. Bởi vậy, một kế hoạch thu phí để tránh tắc nghẽn hợp lý không chỉ là để thu phí, mà còn phân phối lại số tiền thu được từ những lệ phí đó. Singapore đã thực hiện được việc này bằng cách xây dựng một hệ thống Mass Rapid Transit siêu hiện đại và kế hoạch tương tự của Livingston đối với London cũng liên quan đến việc chi hàng trăm triệu cho giao thông công cộng. Một cách giải quyết khác được kỹ sư giao thông Carlos Daganzo đề xuất là cho phép mọi người lái xe tự do vào một số ngày và trả phí vào một số ngày khác. Đó là một cách khuyến khích hợp lý nhưng làm cho đám đông muốn dùng tiền mua thời gian không chiếm lĩnh được các đường cao tốc.
Cách thu phí lý tưởng có thể phải tinh vi hơn rất nhiều so với hệ thống 5 bảng tất cả các ngày của London. Chẳng hạn, Vickrey đã hình dung ra một thế giới trong đó giao thông được quản lý bằng "mức phí phản ứng”, như vậy mức phí bạn phải trả để sử dụng một con đường có thể thay đổi theo mật độ giao thông trên con đường đó vào thời điểm đó, hay vào thời tiết, hoặc vào chủng loại xe bạn sử dụng. Nếu con đường I-5 từ Sacramento đến San Francisco đột nhiên bị tắc nghẽn vì một chiếc xe moóc bị hỏng, bạn phải trả phí cao hơn nếu muốn đi đường này. Như vậy, có lẽ phải phân luồng để mọi người rẽ sang những tuyến đường khác, đồng thời vẫn kiểm soát được tình trạng tắc nghẽn ở đây. Hai mươi năm trước, tất nhiên, một hệ thống như thế này chỉ thấy trong mơ, nhưng tại thời điểm này, nó thực sự khả thi về mặt công nghệ. Đương nhiên, nó vẫn còn bất cập ở phương diện chính trị, và việc thu phí rất nhạy cảm này có thể thực sự trở nên rắc rối quá đáng hơn nữa (Có thể chúng ta không muốn mọi người thực hiện những phép tính phức tạp về lệ phí khi đi với tốc độ 70 dặm/ giờ.). Tuy nhiên, người lái xe sẽ được hỗ trợ thêm rất nhiều khả năng, chẳng hạn như trên các đường cao tốc có gắn các bộ cảm biến dò luồng giao thông, và trên các xe ô tô được trang bị hệ thống định vị toàn cầu.
Thế nhưng, dù đơn giản đến thô sơ, kế hoạch London đã thành công hơn rất nhiều so với suy nghĩ của những người không phải là nhà kinh tế học. Giao thông đã giảm đi khoảng 20%, tình trạng ùn tắc được khắc phục đáng kể, và theo ít nhất một nghiên cứu, các xe có thể đi nhanh hơn 40% (Tất nhiên, điều đó vẫn có nghĩa là họ chỉ có thể đi 11 dặm/ giờ, nhưng bạn đã có được cái khả dĩ.). Trong thực tế, mọi người còn một điều quan tâm nữa là kế hoạch này đã quá thành công trong việc giảm bớt việc lái xe. Mục đích thu phí nhằm tránh tắc nghẽn, suy cho cùng, không phải để ngăn chặn mọi người lái xe, vì trên quan điểm kinh tế học (và gạt vấn đề môi trường sang một bên), thì con đường không có người qua lại có thể không tốt hơn con đường có quá nhiều người qua lại. Thay vào đó, mục đích của nó là để mọi người phối hợp hành động tốt hơn bằng cách cân bằng những lợi ích có được khi lái xe với những phí tổn họ bắt người khác phải chịu. Trong trường hợp London, những mối quan tâm về việc giảm bớt giao thông đã bớt đi. Các con đường vẫn đầy xe cộ, chỉ có điều là di chuyển dễ dàng hơn. Quan trọng hơn nữa, luồng giao thông giờ đây đã phản ánh rõ hơn giá trị thực sự mà mọi người đặt ra cho việc lái xe, ít nhất trong thời điểm hiện nay, giao thông London cho thấy có sự suy xét khôn ngoan hơn.
II
Nếu bạn có ý tưởng cho rằng có thể thanh toán mọi ùn tắc giao thông bằng cách đặt ra mức thu phí thật phù hợp thì chắc chắn đó chỉ là một suy nghĩ để an ủi, đặc biệt là khi bạn bị kẹt trên xa lộ Cross-Bronx trong vài tiếng đồng hồ. Thực ra, có nhiều vụ ùn tắc giao thông đơn giản chỉ vì có quá nhiều xe đi trên đường. Với tư cách là những người lái xe, chúng ta phải chừa lại hai giây khi di chuyển giữa các xe khác. Điều đó nghĩa là một làn đường có thể chứa 1.800 xe trong một giờ. Nhưng hóa ra, chúng ta đã không thận trọng như đáng lẽ phải thế khi ngồi sau tay lái, và trên đường cao tốc California, một giờ có thể có đến 2.400 xe cũng không quan trọng. Vấn đề là, liệu cách thu phí của Vickrey có thể làm cho số xe ô tô trên đường đi giảm xuống dưới mức nói trên hay không? Nếu được, việc này sẽ loại bỏ được ách tắc giao thông đơn thuần.
Đáng tiếc là lệ phí đường không giúp được gì cho vô số những vấn đề khác tác động xấu đến giao thông hằng ngày. Một số vấn đề rất rõ ràng - các vụ tai nạn, việc xây dựng và sửa chửa đường sá, những đoạn dốc lên, dốc xuống - còn một số thì khó thấy hơn, như những chỗ lún nhỏ trên đường, những đoạn đường hơi cong hoặc dốc nghiêng, chiếc xe tải chở nặng ở làn đường bên phải. Một số nhà khoa học thậm chí còn lập luận rằng đôi khi các vụ ùn tắc giao thông xảy ra không vì lý do gì. Quan sát kỹ hơn cách thức giao thông diễn ra như thế nào trong thực tế, chúng ta sẽ thấy một điều kỳ diệu là bất kể ai trong chúng ta đều có thể về nhà đúng giờ.
Điều thú vị trong vấn đề duy trì để luồng giao thông diễn ra suôn sẻ chính là ở chỗ các xe chạy trên một con đường đông đúc giống như những người đi bộ trên phố, hay những con chim bay theo đàn. Tất cả đều là những cá nhân phi tập trung hóa tuân theo những luật lệ đơn giản - không đâm vào đuôi xe trước, chuyển làn đường khi bạn có thể, lái nhanh khi có thể lái an toàn - và cố gắng phối hợp các hành động với nhau. Trong giao thông, mỗi lái xe đều muốn vượt lên trước những người khác nhưng anh ta cũng muốn giao thông nói chung di chuyển càng nhanh càng tốt. Trong những hoàn cảnh khác, chúng ta đã thấy mọi người trong tình thế phối hợp hành động rất hay. Nhưng vẫn có trường hợp những quyết định của những lái xe phi tập trung đó trên con đường đông đúc cuối cùng vẫn cứ gây nên tình trạng lộn xộn gây tắc nghẽn giao thông. Vậy vấn đề sai sót ở đâu?
Cơ sở vật lý của hoạt động giao thông khá đơn giản. Khi trên đường vắng xe qua lại, các phương tiện có thể di chuyển tự do giữa các làn đường, chạy nhanh hơn hay chậm hơn mà không gây rắc rối. Mỗi xe có thể giữ một khoảng cách an toàn với những xe xung quanh và vẫn di chuyển nhanh như nó muốn. Đây chính là cái mà các nhà khoa học gọi là "dòng tự do". Tuy nhiên, dần dần, khi càng nhiều xe đi vào con đường đó - hoặc khi các xe cùng giảm tốc độ để rẽ sang đường khác - thì tất cả cần phải nhấn phanh để duy trì cùng một khoảng cách an toàn. Khi họ nhấn phanh, tất cả những người phía sau cũng làm như vậy và làn sóng nhấn phanh lan ra cả một dòng xe chật ních. Ở những làn đường chạy nhanh hơn, làn sóng do nhấn phanh tạo ra càng lan nhanh hơn, vì các lái xe phải phản ứng nhanh hơn để giữ khoảng cách của họ. Điều này có nghĩa (nếu điều này quả thực có ý nghĩa nào đó) là xe cộ ở làn đường cho phép chạy nhanh hơn thực sự lại bị giảm tốc độ di chuyển nhanh hơn. Và khi mọi người thay đổi làn đường, cố gắng tìm làn đường đi nhanh hơn thì tốc độ trên các làn đường sẽ trở nên ngang nhau khi tất cả các khoảng trống được lấp đầy xe. Thay vì luồng giao thông tự do, các xe đã rơi vào một tình thế thay đổi bất chợt, tất cả các xe di chuyển với tốc độ như nhau, nhưng chậm hơn trước. Từ đó, khó có thể đưa tất cả vào luồng giao thông theo mô hình dừng-và-chạy. Và một điều rất khắc nghiệt về các ùn tắc giao thông là khi đã bị ùn tắc, thì rất khó thoát ra. Những xe đang tìm cách thoát khỏi chỗ ùn tắc di chuyển chậm hơn những xe phía sau đang đi vào chỗ ùn tắc. Đó là lý do tại sao bạn thấy một vụ ùn tắc giao thông trên truyền hình, dòng xe cộ di chuyển tới lui trên đường. Và đó cũng là lý do tại sao những chỗ bị ùn tắc không dễ dàng giải phóng được. Như Kai Nagel, một người đi tiên phong trong nghiên cứu về giao thông, đã nhận xét: "Những chỗ ùn tắc giao thông, một khi đã hình thành, thì tạo thành thực thể rất khó xáo trộn và có thể chuyển động mà hầu như không có những biến đổi lớn nào ở hình thái của nó trong suốt mấy tiếng đồng hồ, tương phản với hình thái của lưu lượng giao thông."
Từ đó, bỗng dưng bùng nổ một cuộc tranh cãi gay gắt xoay quanh vấn đề trên thực tế, có phải việc tắc nghẽn giao thông xảy ra một cách bất thình lình, không rõ nguyên nhân hay là cần phải chỉ ra một nguyên nhân cụ thể nào đó đã làm gián đoạn dòng chảy xe cộ trên đường. Trong cuộc tranh cãi này, một bên nói chung là những nhà vật lý, những người coi sự chuyển động của xe cộ chạy trên đường về cơ bản giống như chuyển động của dòng nước dưới sông, hoặc những hạt cát chảy xuống ống thủy tinh. Chúng ta biết rằng những hạt cát đó có thể đột ngột bị tắc lại và không chảy đều được nữa, và khi luồng giao thông được mô phỏng bằng máy tính thì điều tương tự cũng xảy ra, do đó, các nhà vật lý lập luận rằng những gì mà họ gọi là "những chỗ ùn tắc tự phát" cũng rất có thể xảy ra trong thế giới thực. Còn bên kia là những kỹ sư giao thông, những người vẫn khăng khăng cho rằng mỗi chỗ ùn tắc đều do một chướng ngại vật nào đó hoặc là chỗ nút "thắt cổ chai" gây ra. Với tính chất là một vấn đề học thuật, cuộc tranh cãi này rất cuốn hút, nhưng những ý nghĩa thực tế của nó là gì thì không rõ, vì ngay cả các kỹ sư giao thông cũng thừa nhận rằng những cái "không đồng nhất luôn tồn tại, nhưng có thể rất nhỏ, đơn giản giống như một chiếc xe di chuyển quá chậm.
Sáng ngày 14 tháng Sáu năm 2000, Carlos Daganzo và Juan Munoz, các kỹ sư của Viện Nghiên cứu Giao thông Vận tải Berkeley, đã chứng minh điều này bằng cách cho một chiếc xe thử nghiệm chạy lên cầu Richmond-San Rafael gần San Francisco, với những chỉ dẫn phải đi chậm hơn nhiều so với luồng giao thông đang di chuyển với tốc độ nhanh ở mức an toàn (nhanh hơn 60 dặm/ giờ một chút) vào cuối giờ cao điểm. Chiếc cầu này dài 5,5 dặm, mỗi chiều có hai làn đường và không có những chỗ dốc rẽ vào hay rẽ ra. Hiệu ứng thấy rõ ngay lập tức. Xe cộ di chuyển nhiều hơn rất nhiều giữa các làn đường, và đến cuối làn đường, mọi người gọi giao thông ở đoạn này là "xuôi dòng”, bắt đầu có sự tắc nghẽn. Mặc dù nút "thắt cổ chai" vẫn đang di chuyển, nhưng nó đã tạo ra một vết lõm lớn trong luồng giao thông.
Một trong những lí do những chỗ nút thắt cổ chai gây nhiều rắc rối như vậy là trên những con đường có nhiều làn xe, những chỗ nút thắt cổ chai thường tạo ra một tình huống mà các làn xe máy khác nhau sẽ di chuyển với tốc độ khác nhau (Nói cách khác, bạn có thể nghĩ rằng tốc độ ở các làn xe thậm chí cuối cùng sẽ không còn và rốt cuộc bạn sẽ đuổi kịp những chiếc xe đi qua bên trái. Nhưng bạn sẽ không làm được.). Trong mọi trường hợp, khi các làn đường khác nhau di chuyển với tốc độ khác nhau, thì các lái xe rất có khả năng sẽ thay đổi làn đường. Việc này, ngược lại, sẽ khiến các lái xe phải cẩn thận hơn. Họ dãn rộng khoảng cách với những xe khác, nhưng một nghịch lý là cuối cùng lại dẫn đến làm cho làn đường càng có khả năng thay đổi hơn (vì khoảng trống giữa các xe càng nhiều hơn). Cuối cùng, số xe chạy trên mỗi làn đường lại ít hơn 10% so với trên đường một làn xe.
Nói cách khác, khi một con đường đông đến mức độ nào đó, các lái xe khó phối hợp với nhau hơn. Mỗi lái xe đều phải lường trước việc những lái xe khác sẽ làm và vì thông tin trao đổi giữa các xe với nhau đủ thông qua đèn phanh và tín hiệu xi nhan, nhưng đấy lại chưa phải là những thiết bị được phát triển tới mức tốt nhất, sự lường trước thường trở thành sự phản ứng quá mạnh. Một lái xe luôn sẵn sàng đạp phanh có thể làm giảm tốc độ của cả đường. Và vì các lái xe không bao quát được giao thông trên đường ở phạm vi rộng nên thường quyết định một cách tùy tiện - rẽ sang lối khác hoặc tiếp tục đi chậm trên đường. Thay vì hình thành một luồng giao thông di chuyển nhịp nhàng, ngay ngắn, các lái xe lại tạo ra một luồng giao thông vô tổ chức cứ dừng-và-chạy gây nên sự ùn tắc giao thông.
III
Một lý do khiến các xe ô tô khó phối hợp với nhau trên đường chính là sự đa dạng của các lái xe. Như chúng ta đã thấy, tính đa dạng rất quan trọng để có được những quyết định tốt, nhưng tính đa dạng cũng có thể khiến cho việc giải quyết các vấn đề phối hợp khó hơn. Mitch Resnick đã chứng minh được việc này từ nhiều năm trước trong một mô phỏng giao thông thực hiện trên chương trình máy tính StarLogo do chính ông phát minh ra, chương trình này đại diện cho một trong những bước đột phá đầu tiên vào việc lập mô hình cách thức các tương tác cá nhân tạo ra những kết quả không lường trước. Khi mô phỏng, Resnick viết trong cuốn Rùa, Mối và Sự ùn tắc giao thông (Turtles, Termites, and Traffic Jams), giao thông sẽ rất trôi chảy miễn là các xe phải giữ khoảng cách đều nhau và di chuyển với tốc độ ngang nhau. Nhưng cứ hễ tốc độ thay đổi và các xe buộc phải phản ứng với nhau bằng cách đạp phanh hay tăng tốc thì ách tắc bắt đầu xuất hiện. Trong mô phỏng, mỗi chiếc xe được lập trình đều có vị trí và tốc độ hơi tùy tiện một chút để tình trạng rắc rối bắt đầu xảy ra. Tương tự, sự hiện diện của ra đa đo tốc độ của cảnh sát buộc các lái xe phải nhanh chóng giảm tốc độ kéo theo những thay đổi lớn về tốc độ giao thông trên đường, cũng có thể gây nên sự ùn tắc. Tất cả những yếu tố này đặt ra một câu hỏi rất rõ ràng: nếu sự đa dạng của lái xe là vấn đề rắc rối thì liệu tính đồng nhất của lái xe có thể là cách giải quyết hay không?
Vào tháng Tám năm 1997, một nhóm các nhà nghiên cứu trong chương trình PATH của California đã lấy một đoạn đường dài 7,5 dặm trên đường I-15 gần San Diego để tìm ra giải đáp cho câu hỏi đó. Các nhà nghiên cứu đã mang theo 8 chiếc Buick LeSabres, những chiếc xe này được đầu tư trang bị thêm tới vài trăm nghìn đô la, gồm bánh lái, tay ga, các bộ cảm biến chuyển động, ra đa và hệ thống Thông Tin Liên Lạc vô tuyến, hệ thống này có thể truyền thông tin về vận tốc và gia tốc tới 50 lần/ giây. Khả năng tự động thể hiện ở hai điểm: thứ nhất, cho phép các xe ô tô tự lái; thứ hai, cho phép cả đội xe di chuyển nhịp nhàng trên đường đồng bộ vận tốc giữa các xe thông qua liên lạc vô tuyến. Và đây chính là những gì đã diễn ra. Những chiếc xe LeSabres cùng tham gia một đoàn hộ tống, đi cách nhau đúng 21 foot. Các xe chuyển động rất đồng bộ vì việc chậm trễ do phản ứng của lái xe không xảy ra. Ngay sau khi một xe thay đổi vận tốc, tất cả những chiếc xe khác ngay lập tức điều chỉnh. Qua suốt bốn ngày, đoàn xe đã chạy với vận tốc 65 dặm/ giờ trên quãng đường dài tới hàng trăm dặm, chở những hành khách thực sự mà không hề có một tai nạn nào. Đó là cảnh tượng lý tưởng về một con đường được tổ chức hoàn hảo.
Vậy trong thế giới thực nó diễn ra như thế nào? Chủ yếu, bạn phải tạo ra được những con đường chuyên dụng bằng cách chôn các cột mốc từ tính cách nhau 4 foot dọc bên đường (Nhờ đó các lái xe biết được đường đi và bảo đảm đi đúng làn đường). Một khi đã tham gia giao thông, xe của bạn sẽ nhập vào dòng xe chạy trên đường, cùng di chuyển cho đến khi không tham gia nữa (Giả sử, mỗi dòng xe có thể bị chốt chặt ở một đoạn dốc nào đó.). Việc trang bị cho các con đường không phải là ít tiền, ít nhất là 10.000 đô la cho một dặm và có thể bạn cũng phải chi tiền để trang bị cho các xe. Nhưng một con đường tự động, chạy thông thoáng có thể chứa gấp đôi, hoặc thậm chí gấp ba dung lượng xe, mà vẫn không gây ùn tắc giao thông. Điều đó có nghĩa là sẽ không phải mở thêm nhiều con đường mới và mọi người sẽ đỡ lãng phí thời gian vì ùn tắc giao thông. Do đó, những con đường tự động thực sự có thể giúp chúng ta tiết kiệm được nhiều tiền của.
Mặc dù kế hoạch này mang một ý nghĩa trực giác - nếu vấn đề là ở các lái xe thì hãy gỡ tay lái ra khỏi tay họ - trước mắt nó hoàn toàn không còn cơ hội để sử dụng. Lý do một phần đơn giản là vì các lái xe cảm thấy không thoải mái khi từ bỏ việc điều khiển và thậm chí còn không thoải mái hơn khi giao cuộc sống của họ cho một chiếc máy tính. Tất nhiên, các máy bay giờ đây bay tự động rất nhiều, nhưng hiếm người nào trong chúng ta từng được lái máy bay. Ta chỉ nói về phương tiện mà tất cả chúng ta đều đã lái. Một yếu tố làm cho kế hoạch này thất bại trước khi tiến hành, đó là nó có vẻ giống như một giải pháp từ trên xuống dưới ở thời điểm mà mọi người thích những câu trả lời từ dưới lên trên hơn. Liệu chúng ta đã thực sự sẵn sàng để chính phủ thu xếp việc đi lại của chúng ta trên đường chưa? Có thể tốt hơn nếu nắm lấy những cơ hội của chúng ta để giải quyết ùn tắc giao thông.
Thực ra, có thể tốt hơn nếu nắm lấy những cơ hội của chúng ta bằng một phương thức khác do nhà vật lý học người Đức Dirk Helbing đưa ra. Helbing đặc biệt bị lôi cuốn vào những gì chuyển động: trong sự nghiệp của ông có nhiều công trình nghiên cứu về dòng người đi bộ, xe hơi, các đám đông và các dây chuyền cung cấp. Đối với vấn đề giao thông, ông đưa ra phương thức có lẽ là cách giải quyết các vấn đề giao thông thiết thực và đáng tin cậy nhất. Giải pháp của Helbing bắt nguồn từ những nghiên cứu ông thực hiện từ vài năm trước cùng với Bernado Huberman. Về cơ bản, Helbing và Huberman đã xác định được một trạng thái mà họ gọi là "dòng cố kết". Trong dòng cố kết, các xe ô tô đều chạy như một - như họ gọi là "khối rắn" - và dù là mỗi xe đều chạy chậm hơn tốc độ nó có thể muốn chạy, nhưng cả luồng giao thông nói chung lại di chuyển với tốc độ tối ưu, có nghĩa là số lượng xe tối đa thấy qua một điểm cụ thể trong mỗi phút.
Điều kỳ lạ về dòng cố kết là nó không thể xuất hiện nếu có quá ít xe trên đường. Vì quá ít xe, bạn phải thay đổi làn đường, tăng tốc đột ngột và đạp phanh, tất cả những việc này đều phá vỡ luồng giao thông ổn định. Những chiếc xe riêng lẻ có thể tiến lên trước nhanh hơn, nhưng cả đám đông nói chung lại di chuyển chậm hơn nếu so với trường hợp ngược lại. Để có được dòng cố kết như vậy, bạn cần phải có hai điều kiện: một cách để giữ cho các lái xe không tăng giảm tốc độ thường xuyên, và một cách để dòng xe chạy êm vào đường cao tốc. Điều quan trọng, hóa ra, không phải dù là có bao nhiêu xe chạy vào đường cao tốc, mà còn là chúng chạy vào khi nào.
Tiếp theo, gần đây hơn, Helbing và một đồng nghiệp khác, Martin Treiber, cho thấy có hai điểm đổi mới có thể tạo nên một sự khác biệt lớn trong cách di chuyển giao thông. Thứ nhất là hệ thống “hỗ trợ lái xe", gồm có bộ cảm biến và ra đa thu nhỏ giúp việc xe ô tô giữ khoảng cách đều đặn và cảnh báo cho lái xe biết những mối nguy hiểm đang đe dọa, cũng như báo động cho họ những mối nguy hiểm từ phía sau mà họ có thể bỏ qua vì có những điểm mù. Các hệ thống hỗ trợ lái xe có thể, vẫn theo ý tưởng này, giúp các lái xe lái êm hơn và dễ dàng tránh phải phanh gấp. Các nhà sản xuất ô tô đã nghiên cứu đưa công nghệ này vào những mẫu xe tương lai. Tuy nhiên, ai cũng cần phải sử dụng các hệ thống. Helbing và Treiber cho thấy rằng dù chỉ có 10% hoặc 20% số xe thấy trên đường được trang bị bộ cảm biến, thì đã có thể thanh toán phần lớn tình trạng giao thông dừng rồi lại đi.
Điểm đổi mới thứ hai có khả năng trở thành hiện thực cao hơn nhiều và nó chỉ cần ta sử dụng một cách tinh tế hơn hệ thống chiếu sáng ở đường nhánh, đường cua vốn đã mọc rải rác trên các đường cao tốc ở khắp châu Âu và Mỹ. Ở Mỹ, hệ thống đèn giao thông bật theo chu kỳ bấm giờ đơn giản. Thỉnh thoảng, một chiếc xe khác được phép chạy vào đường cao tốc. Song, điều mà công trình nghiên cứu của Helbing và Huberman muốn nói là việc tùy tiện dàn xếp khoảng cách giữa các xe không phải là lời giải đáp. Điều bạn muốn là bảo đảm để các xe đi vào đường cao tốc khi ở đó có chỗ cho chúng, và khi sự hiện diện của chúng sẽ lấp đầy chỗ trống, nhờ đó, khuyến khích giao thông di chuyển theo dòng cố kết (Tất nhiên, điều này có nghĩa là lắp đặt một hệ thống có thể theo dõi giao thông đang diễn ra và bấm thời gian cho đèn giao thông tương ứng.). Đôi khi điều này cũng có nghĩa là làm cho giao thông không ổn định trong vài phút, lúc đầu có thể xấu hơn một chút. Nhưng nhờ làm như vậy, Helbing lập luận, rốt cuộc bạn thực sự rút ngắn được tổng thời gian giao thông cho tất cả mọi người. Nói cách khác, không có giải pháp của bàn tay vô hình nào cho vấn đề phối hợp. Bí quyết là phải hiểu đúng các luật lệ.