Precis som matematiken avslöjar stjärnornas rörelser och naturens rytmer, den kan också belysa vardagens mer vardagliga beslut. Var du parkerar din bil, till exempel, är föremål för en ny titt på ett klassiskt optimeringsproblem av fysikerna Paul Krapivsky (Boston University) och Sidney Redner (Santa Fe Institute) publicerad i veckans Journal of Statistical Mechanics .

Problemet antar vad många av oss kan relatera till när vi är utmattade, belastad, eller desperat att vara någon annanstans:den bästa parkeringsplatsen är den som minimerar tiden som spenderas på platsen. Så att utrymmet vid ytterdörren är perfekt, såvida du inte måste cirkla tillbaka tre gånger för att få det. För att minska tiden för att köra runt på tomten OCH gå över den, den effektiva föraren måste bestämma sig för om den ska gå för nära utrymmet, snabbt parkera längre ut, eller nöja sig med något däremellan.

"Matematik låter dig fatta intelligenta beslut, " säger Redner. "Det låter dig närma dig en komplex värld med vissa insikter."

I deras tidning, Krapivsky och Redner kartlägger tre enkla parkeringsstrategier på en idealiserad, enkelrad parkering. Förare som tar tag i det första tillgängliga utrymmet följer vad författarna kallar en "meek" strategi. De "slösar ingen tid på att leta efter en parkeringsplats, " lämnar platser nära ingången ofyllda. De som spelar på att hitta ett utrymme precis bredvid entrén är "optimistiska." De kör hela vägen till entrén, backa sedan tillbaka till närmaste vakans. "Försiktiga" förare tar medelvägen. De kör förbi det första tillgängliga utrymmet, satsa på tillgången på minst ett annat utrymme längre in. När de hittar det närmaste utrymmet mellan bilarna, de tar det. Om det inte finns några utrymmen mellan den längst parkerade bilen och entrén, försiktiga förare backar tillbaka till det utrymme som en ödmjuk förare skulle ha gjort anspråk på direkt.

Trots de tre strategiernas enkelhet, författarna var tvungna att använda flera tekniker för att beräkna deras relativa förtjänster. Märkligt nog, den ödmjuka strategin speglade en dynamik som ses i mikrotubulierna som ger byggnadsställningar i levande celler. En bil som parkerar omedelbart efter den längsta bilen motsvarar en monomer som glommer på ena änden av mikrotubuli. Ekvationen som beskriver en mikrotubulus längd - och ibland dramatisk förkortning - beskrev också kedjan av "smjuka" bilar som ackumuleras längst ut i partiet.

"Ibland finns det kopplingar mellan saker som inte verkar ha något samband, " säger Redner. "I det här fallet, kopplingen till mikrotubulus dynamik gjorde problemet lösbart."

För att modellera den optimistiska strategin, författarna skrev en differentialekvation. När de började matematiskt uttrycka scenariot, de upptäckte en logisk genväg som avsevärt förenklade antalet utrymmen att överväga.

Den försiktiga strategin, enligt Redner, var "inneboende komplicerat" med tanke på de många utrymmena som spelades. Författarna närmade sig det genom att skapa en simulering som gjorde det möjligt för dem att beräkna, i genomsnitt, den genomsnittliga tätheten av fläckar och mängden backtracking som krävs.

Så vilken strategi är bäst? Som namnet antyder, den försiktiga strategin. Övergripande, det kostar förare minst tid, tätt följt av den optimistiska strategin. Den ödmjuka strategin var "annolikt ineffektiv, "för att citera tidningen, eftersom de många utrymmen den lämnade tomma skapade en lång promenad till entrén.

Redner erkänner att optimeringsproblemet offrar mycket verklig tillämpning i utbyte mot matematisk insikt. Utelämna konkurrens mellan bilar, till exempel, eller förutsatt att bilar följer en enhetlig strategi under varje scenario, är orealistiska antaganden som författarna kan komma att ta upp i en framtida modell.

"Om du verkligen vill bli ingenjör måste du ta hänsyn till hur snabbt folk kör, den faktiska designen av parkeringsplatsen och utrymmena – alla dessa saker, " säger han. "När du börjar vara helt realistisk, [varje parkeringssituation är olika] och du förlorar möjligheten att förklara vad som helst."

Fortfarande, för Redner, allt handlar om glädjen i att tänka analytiskt om vardagliga situationer.

"Vi lever i ett trångt samhälle och vi stöter alltid på trängselfenomen på parkeringsplatser, trafikmönster, namnge det, " säger han. "Om du kan se på det med rätt ögon, du kan stå för något."