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马路认知科学(四)黄灯亮了,怎么办?

已有 6001 次阅读 2010-10-1 11:40 |个人分类:通俗认知|系统分类:科普集锦| 认知科学, 马路, 红绿灯, 数字电路, 黄灯

(继续给提议中的【认知圈】做马路宣传。这个小系列的最后一篇。)

平时我们总说“红绿灯”,虽然大家都清楚,其实是红黄绿灯。红灯和绿灯的时候怎么办,比较清楚:“红灯停,绿灯行”。咱们前面指出的复杂情况,对开发中的机器人驾驶员可能比较麻烦,但对于人类驾驶员来讲还是很容易的。可是,黄灯亮了,怎么办?新手上路,往往会有这个问题。

交规上说:“黄灯亮时,已越过停止线的车辆可以继续通行”。可是,交规没有说明尚未越过停止线的车辆怎么办。我想,它的意思不应该是“如果尚未越过停止线,就不许通过”。比如说,假设黄灯亮时你正离停止线10米、按70公里的限速在开,那你是不太可能不越线的。哪怕当一回F1选手,承受一把2个G的急刹车,也还需要一秒钟和20米才停得下来,那也已经过线老远了。再比如,假设你本来在车流里面,前前后后的车都跑得挺快,到路口时黄灯亮了,那你总还得看看前后的车如何动作吧。

按照俺的理解,这个交规的精神,是说遇到黄灯时,正确的做法是或者在越过停止线之前把车安全地停下来,或者在红灯亮起来之前不加速就通过路口,驾驶员应该努力保证做到两者之一。可是,这种解释也并没有告诉我们在具体情况下该如何选择。

所以,黄灯亮了,过还是不过?还真不是一个太简单的问题。驾驶员需要及时整合各种情况:自己的速度、离停车线的距离、前后车辆的动作等等,才能准确把握,正确处理,做到不违规、不出事。形成这样的判断能力,对于多数人来讲,多少是有个学习磨合的过程的。

这里的情况,可以通过把红绿灯路口视为最简单的一位的数字状态机来考虑:南北通行是1,东西通行是0,具体状态由当前的红灯和绿灯来标志,而黄灯的作用则在于调控两个状态之间的转换。由于车辆有惯性,要立刻改变通行状态是不可能的,所以必须要有个黄灯的阶段,让一个方向上的车走完路口,另一个方向上的车才开始走。这跟电路有电容,所以新的输入需要时间才能稳定而新的输出也需要时间才能建立是同一个道理。

当然,数字电路里面状态转换的调控是靠时钟同步来完成的。时钟信号是直接连到器件上的,而且器件的稳定性可以做得比较高,波动相对小,范围容易控制,所以可以在适当留有余地之后,把时钟频率固定下来,以后就一切都是自动的了。红绿灯的情况则不同,其变化没有、也不可能直接作用到车辆的刹车和油门上,毕竟具体情况的波动范围太大了──天气变化、车辆载重、是否堵车等等等等。所以,只好依赖驾驶员们磨合学习出来的判断能力,让大家自己根据当时的实际情况来智能地扮演数字电路里面的时钟角色。

这样说来,红绿灯虽然叫做红绿灯,它要真正运作起来,还是要靠黄灯;而黄灯之所以能调控路口的状态转换,又依赖于驾驶员们对黄灯亮时情况的恰当把握。如果说数字电路的时钟同步这个聪明的发明是数字电路数字性的基础,那么黄灯亮时驾驶员们的正确处理其实是红绿灯机制之智能所在。

数字电路要真正运作起来,必须要掌控对高低电压之间灰色区域的穿越,其状态转换在时间和电压水平上都是不可能有无限细小而完全确定的边界的。同样,红绿灯的运作在时间上也不能一刀切──必须要有黄灯;在时空上也不能一刀切──不能说黄灯亮时还没到停止线就不许过。貌似黑白分明的0和1,貌似红绿显然的停与走,其实靠的都是在灰色区域里面如何打拼的智慧。只有当人们在实际驾驶中懂得了黄灯亮时怎么办,红绿灯才能工作。

推而广之,或许只有学会在灰色区域里打拼,而不是抹杀灰色区域的复杂性,才能真正的分辨黑白、澄清是非,在坚持理想的道路上走得更稳更远。黄灯亮时,一味地踩油门,或者一味地急刹车,痛快可能是痛快了,简单可能是简单了,结果难免自己和他人非死即伤。

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