과학자들은 군중 속의 사람들이 때때로 질서정연한 차선을 형성하는 이유를 설명합니다.

Albert Einstein이 처음 개발한 아이디어를 바탕으로 영국과 폴란드의 연구자들은 군중을 포함하여 겉보기에 무질서한 시스템에서 어떻게 조직적이고 역류하는 운동 차선이 나타날 수 있는지를 설명하는 새로운 이론을 만들었습니다. 주도 팀 로저스 University of Bath에서 팀은 실제 군중을 관찰하여 모델을 검증했습니다.

"Laning"은 자연에서 자발적인 조직의 예이며 바쁜 거리나 복도를 따라 걸어본 사람이라면 누구에게나 친숙할 것입니다. 많은 군중 속에서 두 그룹의 사람들이 서로 반대 방향으로 걷고 있을 때, 그들은 어디로 가야 하는지에 대한 지시 없이 평행하고 역류하는 차선으로 스스로를 조직하는 경우가 많습니다. 이렇게 하면 충돌 위험이 줄어들고 두 그룹의 모션 효율성이 향상됩니다.

이 행동은 지각 있는 존재의 시스템에서만 나타나는 것이 아니라 복잡한 플라즈마에서 반대 전하를 띤 입자의 움직임에서 길쭉한 신경 세포에서 반대 전파하는 전기 신호에 이르기까지 다양한 상황에서 발견될 수 있습니다. 그러나 여전히 잘 이해되지 않는 현상의 많은 측면이 있습니다.

토론 해결

"광범위한 발생에도 불구하고 차선의 물리적 기원에 대한 합의는 아직 없습니다."라고 Rogers는 말합니다. "이 논쟁을 해결하려면 시뮬레이션과 실험에 대해 테스트할 수 있는 양적 이론이 필요합니다."

그들의 이론을 구축하기 위해 Rogers의 팀 – 여기에는 카롤 바식 바스 대학교의 보그단 바식과 카토비체 체육 아카데미의 보그단 바식은 1905년 아인슈타인이 처음 취한 이론적 접근 방식에서 도출되었습니다.

물리학에 대한 그의 첫 번째 주요 공헌 중 하나에서 아인슈타인은 꽃가루 알갱이와 같은 미세한 입자가 물 분자에 의해 밀려날 때의 무작위 브라운 운동을 조사했습니다. 그는 많은 작은 분자 충돌의 누적 효과를 설명함으로써 운동을 어떻게 이해할 수 있는지 보여주었습니다.

작은 조정

같은 개념을 반대 방향으로 흐르는 인간 군중에 적용함으로써 팀은 개별 사람들의 움직임(각각 서로 부딪히지 않도록 경로를 조금씩 조정함)을 군중의 전반적인 움직임과 연결할 수 있음을 발견했습니다. Rogers는 "수학적으로 볼 때 이것은 구성 요소가 너무 많아 개별적으로 추적할 수 없는 시스템에서 평균을 구하는 기술인 통계 물리학의 연습입니다."라고 설명합니다.

컴퓨터 시뮬레이션을 수행할 뿐만 아니라 팀은 실제 군중을 대상으로 일련의 실험을 수행하여 모델을 테스트했습니다. 여기에는 정사각형 경기장 내에서 걷는 73명의 참가자가 포함되었습니다.

Rogers는 "오래된 퍼즐에 대한 새로운 시각을 제시하는 것 외에도 우리의 분석은 몇 가지 새로운 가설을 생성했습니다."라고 말합니다. 이러한 흥미로운 동작 중 하나는 팀이 경기장 가장자리에 입구 및 출구 게이트를 배치했을 때 나타났습니다. 이 경우 차선은 게이트의 위치에 따라 포물선, 쌍곡선 또는 타원형으로 구부러지는 경향이 있음을 발견했습니다.

교통 규칙

"우리는 또한 보행자를 위한 교통 규칙을 도입하는 것이 바람직하지 않은 영향을 미칠 수 있음을 보여주었습니다."라고 Rogers는 계속 말했습니다. "예를 들어, 사람들이 항상 오른쪽으로 추월하려고 하면 기울어지는 차선을 형성합니다." 이 패턴은 대부분의 보행자가 차선의 키랄 대칭을 깨고 서로를 피하면서 우회전하는 것을 선호하기 때문에 나타났습니다(그림 참조).

팀은 그들의 연구가 특정 밀도 미만의 시스템에만 적용된다고 강조합니다. 사람들이 너무 붐비면 차선이 막힐 수 있고 아인슈타인의 브라운 운동은 더 이상 적합하지 않습니다.

그들의 이론을 검증한 트리오는 그것을 사용하여 이전 모델의 한계에 의해 지금까지 숨겨져 있는 겉보기에 무질서한 군중의 다른 패턴을 밝히기를 희망합니다.

그들의 발견은 또한 자기 조직화 차선이 사람, 입자 및 정보의 흐름에서 중요한 역할을 하는 군중 역학, 생물학 및 물리학에 대한 더 깊은 통찰력을 제공할 수 있습니다.

연구는 다음에 설명되어 있습니다. 과학.

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• 출처: https://physicsworld.com/a/scientists-explain-why-people-in-crowds-sometimes-form-orderly-lanes/