Пробираясь сквозь физику толпы

Биосфера, геология, природа, Книги, монографии, Книги, монографии, публикации, фото, видео, аудио, записи, Концепции эволюции, Наука, Обозрение, Психология, Системы безопасности, Социология, Тематическая лента новостей

Люди в плотной толпе начинают двигаться в крутящихся вихрях, хотя они могут и не осознавать этого, сообщает Давиде Кастельвекки в журнале Nature. Исследователи сделали это открытие, установив видеокамеры на балконах, с которых открывается вид на море людей, собравшихся на фестиваль в Испании, который предшествует забегу быков. Такие исследования динамики толпы могут помочь создать безопасные пространства для передвижения людей — узнайте больше из нашего недавнего комикса.

Мэтью Р. Фрэнсис и Маки Наро КОМИК: Использование инструментов из таких областей, как гидродинамика, для лучшего понимания того, как перемещаются группы людей, может улучшить движение и сделать большие собрания более безопасными Читать далее

Текст: Мы, люди, проводим много времени, перемещаясь в толпе.
Учащиеся проходят по школьному коридору со шкафчиками.
Болельщики в бейсболках подбадривают болельщиков на трибунах во время игры.
Люди на платформе метро спешат войти в поезд и выйти из него.
Панель 4: Множество людей, направляющихся в одном направлении, выходят через широкий дверной проем на стадионе. ТЕКСТ: Иногда у нас одни и те же цели: покинуть стадион после окончания игры, сесть в метро после работы.
Человек изо всех сил пытается двигаться в противоположном направлении от всех вокруг него. ТЕКСТ: Иногда мы не в ладах: пытаемся добраться до выхода на посадку в аэропорту как раз в тот момент, когда большая группа высаживается.
Многие люди успокаиваются, проходя через дверной проем с большой четкой надписью ВЫХОД над ним. ТЕКСТ: Иногда необходимо быстро эвакуировать большие группы, не пострадав при этом ни один человек. Хорошая конструкция путей выхода и дверных проемов буквально спасает жизни.
Люди в толпе перед сценой прижимаются друг к другу и к близлежащим ограждениям. ТЕКСТ: Отсутствие аварийных выходов на фестивале Astroworld 2021 в Хьюстоне могло привести к 10 смертям и сотням травм.
Люди делают разные вещи в толпе: ходят в разных направлениях, стоят и разговаривают, спешат, несут вещи, толкают коляски, выгуливают собак. ТЕКСТ: Проектирование безопасных пространств, которые также позволяют людям эффективно перемещаться, является предметом многих исследований поведения толпы. Социальные науки играют ключевую роль в этой работе. К концу 20 века физики и инженеры разработали множество инструментов, чтобы понять, как люди перемещаются в общественных местах.
Примерно прямоугольное пространство, видимое сверху, с несколькими выходами и внутренними структурами; пять стрелок спускаются сверху, каждая из которых ведет к выходу по своему пути. ТЕКСТ: Люди могут быть сложными как личности, но толпы не случайны. Мы движемся к выходам, избегаем препятствий и ищем эффективные пути, определяемые нашими целями.
Три разных человека думают о разных целях: ворота аэропорта, мусорный бак, туалет, выход. ТЕКСТ: В то время как социальные науки могут раскрыть, как мы принимаем решения на основе собственного восприятия и обстоятельств, физика изучает универсальные черты и коллективное поведение, проводя аналогии с жидкостями, газами и частицами.
Говорит физик Алессандро Корбетта; рядом мальчик с вытянутыми руками гоняется за кошкой, которую мальчик воображает. ТЕКСТ: Однако строить модели на основе реальных толп не так-то просто. Алессандро Корбетта (физик, Технический университет Эйндховена, Нидерланды): «Как физики, мы сталкиваемся с существенной проблемой, пытаясь смоделировать человеческие толпы, систему, которую, кажется, почти невозможно описать на языке математики».
Вода течет из крана раковины в кружку кофе, находящуюся под ним; вода отклоняется, чтобы не попасть в кружку, и течет в раковину. ТЕКСТ: В основополагающем обзоре 2003 года австралийский инженер Роджер Л. Хьюз назвал человеческие толпы «думающими жидкостями». Хьюз: «Существует сильное сходство с классической динамикой жидкости, но нынешние потоки «думают», что придает им некоторые интригующие свойства».
На пересечении двух коридоров; барьер не позволяет двум стрелам, идущим в противоположных направлениях, ударить друг друга. ТЕКСТ: Хьюз сыграл важную роль в адаптации математики для жидкостей к человеческим толпам. Среди прочего, он исследовал, как правильно расположенные барьеры могут увеличить как движение толпы, так и безопасность.
ТЕКСТ: Многие вопросы в этой области носят весьма практический характер.
Физик Мохсин Крайби стоит в дверном проеме, толкая наружу дверную раму обеими руками и одной ногой, деформируя раму. За ним двое людей выглядывают через дверной проем. ТЕКСТ: Мохсин Крайби (специалист по информатике, Исследовательский центр Юлих, Германия): Насколько широкой может быть дверь или узкое место, и каков максимальный возможный поток?
Ряд удлиненных кубов движется через дверной проем, который имеет размер как раз одного куба. ТЕКСТ: Группа Chraibi's Pedestrian Dynamics провела эксперименты с небольшими группами на искусственной железнодорожной платформе и сняла на видео железнодорожные станции в Германии. Поток пешеходов через узкое место, как оказалось, линейно увеличивается с его шириной.
Два ряда удлиненных кубов движутся через дверной проем, ширина которого составляет ровно два куба. ТЕКСТ: Удвойте ширину дверного проема, и поток через него будет проходить в два раза быстрее. Правительство Германии включило эти результаты в различные нормативные акты, а другие страны ЕС проявили интерес к исследованию.
Физик Чрайби делает жест в сторону двух людей позади него, которые вежливо подбадривают друг друга пройти в дверь первыми. ТЕКСТ: Культурные факторы также играют свою роль, которую исследователи изучают, сравнивая результаты между разными странами. Чрайби: «В некоторых странах обгонять людей социально недопустимо».
Две линии полиции со щитами и поднятыми дубинками давят на людей, собравшихся на переднем плане. ТЕКСТ: Некоторые исследователи явно имеют в виду безопасность. Массовые религиозные собрания, спортивные мероприятия, концерты и протесты (особенно когда полиция или военные реагируют силой) подвержены переполнению и смертельным случаям.
Инженер по технике безопасности Цзянь Ма привлекает наше внимание к человеку, лежащему на дороге, раздавленному толпой. ТЕКСТ: Цзянь Ма (инженер по технике безопасности, Юго-Западный университет Цзяотун, Китай): «Моя долгосрочная цель — ответить на вопрос о том, почему и как происходят катастрофы, связанные с давкой толпой, что, по моему мнению, является самым важным вопросом, на который может ответить эта область».
Физик Корбетта; за ним несколько человек плавают и качаются на волнах в водоеме. ТЕКСТ: Метафора Хьюза «мыслящие жидкости» хороша для ситуаций, где можно сгладить человеческую неряшливость. Корбетта: «Если вы посмотрите на динамику, повторяющуюся снова и снова, в схожих условиях, в течение одного года, вы можете найти физические особенности, которые воспроизводимы и универсальны, не связаны с одним конкретным человеком».
Металлическая канистра с мозгом на этикетке выпускает облако воздуха, внутри которого плавают лица разных людей. ТЕКСТ: Исследователи также могут рассматривать вещи в более мелких деталях, где физическая аналогия больше похожа на «думающий газ» или даже «думающие атомы». Индивидуальные свойства, такие как скорость, объединяются с коллективными величинами, такими как давление и плотность, чтобы управлять поведением, в то время как «социальные силы» отвечают за определенные аспекты нашей человечности.
Рука держит большой палец на конце шланга, пытаясь не допустить выплескивания воды и маленьких людей, но один человек и капли воды вырвались и взлетели в воздух. ТЕКСТ: Плавность потока толпы — или ее отсутствие — аналогична вязкости; барьеры оказывают воображаемые силы, которые ослабевают по мере удаления людей; люди, находящиеся впереди густой толпы, чувствуют «давление» сзади.
Физик Корбетта выглядывает из-за края панели, глядя на следующие панели. ТЕКСТ: Моделирование толпы требует определения того, где поведение и модели мышления изменяют чисто физические взаимодействия. Корбетта: «Люди стремятся быть эффективными. Моя интерпретация «мыслящей жидкости»: у вас есть «частицы», которые умны в том, как они выбирают маршрут».
Люди идут и думают о разных целях: кусок пиццы, мусорный бак, выход. ТЕКСТ: У молекул нет целей. У людей в толпе они обычно есть, даже если у всех у них разные цели.
Четыре человека стоят кучей, человек позади них следует по зеленой стрелке, которая огибает кучку. ТЕКСТ: Люди обычно не любят слишком сильно собираться в кучу, поэтому иногда выбирают более длинные, но менее загруженные пути.
Люди подходят к человеку, сидящему на диване; они врезаются в диван и падают. ТЕКСТ: Атомы обычно отскакивают от барьеров и других препятствий предсказуемым образом, но мы (обычно) этого не делаем.
Большой сильный мужчина в спортивном снаряжении толкает трех разных людей, проталкиваясь мимо них. ТЕКСТ: «Социальные силы» не подчиняются законам Ньютона. Грубый человек оказывает большую силу на окружающих, чем испытывает от тех, кого он проталкивает.
Вода наливается в один конец лотка для кубиков льда, кубики льда вылезают из другого конца лотка и вылезают наружу, выстраиваясь в две линии. ТЕКСТ: Как и в случае с немыслящей материей, толпы иногда спонтанно претерпевают «фазовые переходы», сродни тому, как вода превращается в лед. Люди, движущиеся в противоположных направлениях, будут образовывать полосы, поскольку люди, как правило, следуют за людьми, движущимися в одном направлении, избегая тех, кто движется в противоположном направлении.
Четыре марафонца движутся по волнам воды. ТЕКСТ: Аналогичным образом исследователи применили методы визуализации, разработанные для жидкостей, к марафонцам, выявляя такие движения, как волны и турбулентность в толпе.
Силуэт плотной толпы с борющимися людьми; силуэт большой конструкции на заднем плане. ТЕКСТ: Эти теоретические и экспериментальные результаты имеют решающее значение для поиска точек скопления. Во время хаджа 2006 года в Мекке сотни мусульманских паломников были раздавлены насмерть, отчасти из-за того, как толпы двигались неравномерно через различные церемониальные пространства.
Молодой человек с багажом, семья из трех человек и турист с палкой для селфи идут по тротуару. ТЕКСТ: Иногда важны индивидуальные характеристики: куда мы направляем свое внимание, входят ли семьи в толпу, несут ли люди багаж.
Деревянная модель человеческого тела в шляпе, солнцезащитных очках и рубашке Bahama с чемоданом и палкой для селфи. ТЕКСТ: Этот масштаб работы очень детализирован. Физические модели могут включать ориентацию тела или другие трехмерные характеристики в упрощенном виде.
Люди, некоторые тащили чемоданы, поднимались и спускались по двум лестницам с поручнями. Один человек споткнулся о чемодан и упал на дно лестницы. ТЕКСТ: Ма и его коллеги изучали влияние багажа. Студенты-добровольцы поднимались и спускались по специально построенным лестницам. Изменяя количество студентов, несущих багаж, исследователи построили математическую модель для оптимального движения.
Люди на эскалаторе; один мужчина борется с кучей багажа. На заднем плане человек спокойно едет в лифте с чемоданом. ТЕКСТ: Его группа пришла к выводу, что заторы будут меньше, если люди с объемным багажом будут пользоваться лифтами на станциях метро. Их моделирование даже показало, что люди должны стоять, а не ходить на эскалаторах из соображений безопасности и заторов.
Группа людей, движущихся в одном направлении. ТЕКСТ: Хотя многие экспериментальные установки, подобные установкам Ма, где исследователи часто дают инструкции участникам, психологически отличаются от реальных сценариев, именно сочетание теории и эксперимента двигало эту область вперед.
Вода льется из крана, как река, и движется вокруг той же кофейной кружки, что и раньше; кружка держит дорожный конус. ТЕКСТ: Чистая физика и математика слишком сильно сводят нас к игрушкам, в то время как «мыслительные жидкости» и связанные с ними аналогии дают возможность привнести в модели специфическую человеческую беспорядочность.
Вода из крана становится рекой, силач, кот мальчика, турист и еще двое людей спокойно плывут в надувных камерах по воде. ТЕКСТ: Это сочетание теории и эксперимента — то, где физика толпы оказывает свое текущее влияние, информируя правительства по всему миру — чтобы спасать жизни и помогать сглаживать потоки толп.

Авторы:

Мэтью Р. Фрэнсис — научный журналист, физик и любитель щегольских шляп. В сегодняшнем хаотичном ландшафте социальных сетей его наиболее надежно отслеживают с помощью его веб-сайта .

Маки Наро — дикий карикатурист и популяризатор науки. Его работы можно найти на makinaro.com 

источник: https://knowablemagazine.org/content/article/society/2024/using-physics-to-understand-behavior-of-human-crowds?utm_source=Knowable+Magazine&utm_campaign=47a160d88d-KM_NEWSLETTER_2025_02_09&utm_medium=email&utm_term=0_-47a160d88d-546096425