Oamenii de știință explică de ce oamenii din mulțime formează uneori benzi ordonate

Bazându-se pe ideile dezvoltate pentru prima dată de Albert Einstein, cercetătorii din Marea Britanie și Polonia au creat o nouă teorie care explică modul în care pot apărea benzi de mișcare organizate, contracurente în sisteme aparent dezordonate - inclusiv mulțimi de oameni. Condus de Tim Rogers la Universitatea din Bath, echipa și-a verificat modelul observând mulțimi umane reale.

„Laning” este un exemplu de organizare spontană în natură și ar fi familiar pentru oricine a mers pe o stradă sau un coridor aglomerat. Atunci când două grupuri de oameni dintr-o mulțime mare merg în direcții opuse, adesea se organizează pe benzi paralele, contrafluente, fără a primi instrucțiuni despre unde ar trebui să meargă. Acest lucru reduce riscul de coliziuni și îmbunătățește eficiența mișcării pentru ambele grupuri.

Acest comportament nu apare numai în sistemele de ființe simțitoare, ci poate fi găsit și în situații variind de la mișcările particulelor încărcate opus în plasme complexe până la contra-propagarea semnalelor electrice în celulele nervoase alungite. Cu toate acestea, există încă multe aspecte ale fenomenului care sunt prost înțelese.

Stabilirea unei dezbateri

„În ciuda apariției sale pe scară largă, încă nu există un consens cu privire la originea fizică a benzii”, spune Rogers. „Pentru a soluționa această dezbatere, este nevoie de o teorie cantitativă, care ar putea fi testată împotriva simulărilor și experimentelor.”

Pentru a-și construi teoria, echipa lui Rogers – care a inclus și Karol Bacik la Universitatea din Bath și Bogdan Bacik la Academia de Educație Fizică din Katowice – s-au bazat pe o abordare teoretică adoptată pentru prima dată de Einstein în 1905.

Într-una dintre primele sale contribuții majore la fizică, Einstein a examinat mișcarea aleatorie browniană a particulelor microscopice, cum ar fi boabele de polen, în timp ce sunt împinse de moleculele de apă. El a arătat cum poate fi înțeleasă mișcarea luând în considerare efectele cumulate ale multor ciocniri moleculare minuscule.

Mici ajustări

Aplicând aceleași concepte la mulțimile umane contrafluente, echipa a descoperit că ar putea lega mișcările oamenilor individuali - fiecare făcând mici ajustări constante ale căilor lor pentru a evita să se ciocnească unul de altul - cu mișcările generale ale unei mulțimi. „Din punct de vedere matematic, este un exercițiu de fizică statistică – arta de a lua medii în sistemele în care componentele sunt prea numeroase pentru a le urmări individual”, explică Rogers.

Pe lângă realizarea de simulări pe computer, echipa și-a testat modelul făcând o serie de experimente cu mulțimi umane reale. Acestea au implicat 73 de participanți care au mers într-o arenă pătrată.

„În afară de a arunca o nouă lumină asupra vechiului puzzle, analiza noastră a generat și câteva ipoteze noi”, spune Rogers. Unul dintre aceste comportamente interesante a apărut atunci când echipa a plasat porți de intrare și de ieșire la marginea arenei. În acest caz, ei au descoperit că benzile aveau tendința de a se curba în forme parabolice, hiperbolice sau eliptice, în funcție de pozițiile porților.

Reguli de trafic

„De asemenea, am arătat că introducerea regulilor de circulație pentru pietoni poate avea unele efecte nedorite”, continuă Rogers. „De exemplu, când oamenilor li se spune să încerce să treacă întotdeauna pe dreapta, ei formează benzi care ajung să se încline.” Acest tipar a apărut deoarece majoritatea pietonilor preferă să vireze la dreapta în timp ce se eschivează unul de celălalt, rupând simetria chirală a benzilor lor (vezi figura).

Echipa subliniază că studiul lor se aplică numai sistemelor sub o anumită densitate. Dacă oamenii sunt înghesuiti prea strâns, benzile curgătoare se pot bloca și mișcarea browniană a lui Einstein nu mai este relevantă.

După ce și-au verificat teoria, trio-ul speră să o folosească pentru a descoperi alte modele în mulțimi aparent dezordonate, care au rămas până acum ascunse de limitările modelelor anterioare.

Descoperirile lor ar putea oferi, de asemenea, perspective mai profunde asupra dinamicii mulțimilor, biologiei și fizicii, unde benzile auto-organizate joacă un rol cheie în fluxul de oameni, particule și informații.

Cercetarea este descrisă în Ştiinţă.

• Distribuție de conținut bazat pe SEO și PR. Amplifică-te astăzi.
• Platoblockchain. Web3 Metaverse Intelligence. Cunoștințe amplificate. Accesați Aici.
• Sursa: https://physicsworld.com/a/scientists-explain-why-people-in-crowds-sometimes-form-orderly-lanes/