يشرح العلماء سبب تشكيل الناس في الحشود أحيانًا ممرات منظمة

من خلال الاعتماد على الأفكار التي طورها ألبرت أينشتاين لأول مرة ، ابتكر باحثون في المملكة المتحدة وبولندا نظرية جديدة تشرح كيف يمكن أن تظهر ممرات حركة منظمة ومضادة للتدفق في أنظمة تبدو مضطربة - بما في ذلك حشود من الناس. بقيادة تيم روجرز في جامعة باث ، تحقق الفريق من نموذجهم من خلال مراقبة حشود بشرية حقيقية.

"Laning" هو مثال على التنظيم العفوي في الطبيعة ، وسيكون مألوفًا لأي شخص سار على طول شارع أو ممر مزدحم. عندما تسير مجموعتان من الأشخاص في حشد كبير في اتجاهين متعاكسين ، فإنهم غالبًا ما ينظمون أنفسهم في ممرات متوازية ومتعاكسة دون إعطاء تعليمات حول المكان الذي يجب أن يسيروا فيه. هذا يقلل من مخاطر الاصطدامات ويحسن كفاءة الحركة لكلا المجموعتين.

لا يظهر هذا السلوك في أنظمة الكائنات الحية فحسب ، بل يمكن العثور عليه أيضًا في المواقف التي تتراوح من حركات الجسيمات المشحونة بشكل معاكس في البلازما المعقدة ، إلى الإشارات الكهربائية المضادة للانتشار في الخلايا العصبية الممدودة. ومع ذلك ، لا تزال هناك جوانب كثيرة للظاهرة غير مفهومة بشكل جيد.

تسوية النقاش

يقول روجرز: "على الرغم من انتشاره على نطاق واسع ، إلا أنه لا يوجد إجماع حول الأصل المادي للشبكة". "لتسوية هذا النقاش ، يحتاج المرء إلى نظرية كمية ، يمكن اختبارها مقابل المحاكاة والتجارب."

لبناء نظريتهم ، قام فريق روجرز - والذي تضمن أيضًا كارول باجيك في جامعة باث ، وبوجدان باسيك في أكاديمية التربية البدنية في كاتوفيتشي - استمدوا من نهج نظري اتخذه آينشتاين لأول مرة في عام 1905.

في واحدة من أولى مساهماته الرئيسية في الفيزياء ، قام أينشتاين بفحص الحركة البراونية العشوائية للجسيمات المجهرية مثل حبوب اللقاح حيث تتدافع حولها جزيئات الماء. أظهر كيف يمكن فهم الحركة من خلال حساب التأثيرات التراكمية للعديد من الاصطدامات الجزيئية الصغيرة.

تعديلات صغيرة

من خلال تطبيق نفس المفاهيم على الحشود البشرية المضادة ، وجد الفريق أنه يمكنهم ربط حركات الأفراد - كل منهم يقوم بتعديلات صغيرة ثابتة على مساراتهم لتجنب الاصطدام ببعضهم البعض - مع الحركات العامة للحشد. يوضح روجرز: "رياضيًا ، إنه تمرين في الفيزياء الإحصائية - فن أخذ المتوسطات في الأنظمة التي تكون فيها المكونات كثيرة جدًا بحيث يتعذر تتبعها بشكل فردي".

بالإضافة إلى إجراء عمليات المحاكاة الحاسوبية ، اختبر الفريق نموذجهم من خلال إجراء سلسلة من التجارب على حشود بشرية حقيقية. شارك 73 مشاركًا في المشي داخل ساحة مربعة.

يقول روجرز: "بصرف النظر عن إلقاء ضوء جديد على اللغز القديم ، أنتج تحليلنا أيضًا عدة فرضيات جديدة". ظهرت إحدى هذه السلوكيات المثيرة للاهتمام عندما وضع الفريق بوابات الدخول والخروج على حافة الحلبة. في هذه الحالة ، وجدوا أن الممرات تميل إلى الانحناء إلى أشكال مكافئة أو زائدية أو بيضاوية ، اعتمادًا على مواضع البوابات.

قواعد المرور

يتابع روجرز: "لقد أظهرنا أيضًا أن إدخال قواعد المرور للمشاة قد يكون له بعض التأثيرات غير المرغوب فيها". "على سبيل المثال ، عندما يُطلب من الأشخاص محاولة المرور دائمًا على اليمين ، فإنهم يشكلون ممرات تنتهي بالإمالة". ظهر هذا النمط لأن معظم المشاة يفضلون الانعطاف يمينًا أثناء مراوغتهم لبعضهم البعض ، مما يكسر التناظر اللولبي لممراتهم (انظر الشكل).

يؤكد الفريق أن دراستهم تنطبق فقط على الأنظمة الأقل من كثافة معينة. إذا كان الناس مكتظين بإحكام شديد ، يمكن أن تتكدس الممرات المتدفقة ولم تعد حركة أينشتاين البراونية ذات صلة.

بعد التحقق من نظريتهم ، يأمل الثلاثي في ​​استخدامها للكشف عن أنماط أخرى في حشود تبدو مضطربة ، والتي ظلت حتى الآن مخفية بسبب قيود النماذج السابقة.

يمكن أن توفر اكتشافاتهم أيضًا رؤى أعمق في ديناميكيات الحشود وعلم الأحياء والفيزياء حيث تلعب الممرات ذاتية التنظيم دورًا رئيسيًا في تدفق الأشخاص والجسيمات والمعلومات.

تم وصف البحث في علوم.

• محتوى مدعوم من تحسين محركات البحث وتوزيع العلاقات العامة. تضخيم اليوم.
• بلاتوبلوكشين. Web3 Metaverse Intelligence. تضخيم المعرفة. الوصول هنا.
• المصدر https://physicsworld.com/a/scientists-explain-why-people-in-crowds-sometimes-form-orderly-lanes/