Các nhà khoa học giải thích tại sao mọi người trong đám đông đôi khi tạo thành các làn đường có trật tự

Bằng cách dựa trên những ý tưởng do Albert Einstein phát triển đầu tiên, các nhà nghiên cứu ở Anh và Ba Lan đã tạo ra một lý thuyết mới giải thích cách thức các làn chuyển động ngược dòng có tổ chức có thể xuất hiện trong các hệ thống dường như hỗn loạn – bao gồm cả đám đông người. Do Tim Rogers tại Đại học Bath, nhóm đã xác minh mô hình của họ bằng cách quan sát đám đông người thật.

“Laning” là một ví dụ về tổ chức tự phát trong tự nhiên và sẽ quen thuộc với bất kỳ ai đi dọc theo một con phố hoặc hành lang đông đúc. Khi hai nhóm người trong một đám đông lớn đi ngược chiều nhau, họ thường tự tổ chức thành các làn đường song song, ngược chiều nhau mà không được hướng dẫn về nơi họ nên đi. Điều này làm giảm nguy cơ va chạm và cải thiện hiệu quả chuyển động cho cả hai nhóm.

Hành vi này không chỉ xuất hiện trong các hệ sinh vật có tri giác, nó còn có thể được tìm thấy trong các tình huống khác nhau, từ chuyển động của các hạt tích điện trái dấu trong các plasma phức tạp, đến tín hiệu điện truyền ngược trong các tế bào thần kinh kéo dài. Tuy nhiên, vẫn còn nhiều khía cạnh của hiện tượng chưa được hiểu rõ.

Giải quyết một cuộc tranh luận

Rogers nói: “Mặc dù nó xuất hiện phổ biến, nhưng vẫn chưa có sự đồng thuận về nguồn gốc thực tế của việc đi đường. “Để giải quyết cuộc tranh luận này, người ta cần một lý thuyết định lượng, có thể được kiểm tra dựa trên các mô phỏng và thí nghiệm.”

Để xây dựng lý thuyết của họ, nhóm của Rogers - bao gồm cả Karol Bacik tại Đại học Bath, và Bogdan Bacik tại Học viện Giáo dục Thể chất ở Katowice – rút ra từ cách tiếp cận lý thuyết do Einstein lần đầu tiên thực hiện vào năm 1905.

Trong một trong những đóng góp quan trọng đầu tiên của mình cho vật lý học, Einstein đã kiểm tra chuyển động Brown ngẫu nhiên của các hạt vi mô như hạt phấn hoa khi chúng bị các phân tử nước xô đẩy xung quanh. Ông đã chỉ ra cách thức có thể hiểu được chuyển động bằng cách tính đến các tác động tích lũy của nhiều va chạm phân tử nhỏ.

Điều chỉnh nhỏ

Bằng cách áp dụng các khái niệm tương tự cho đám đông người đi ngược dòng, nhóm nhận thấy rằng họ có thể liên kết chuyển động của từng người – mỗi người liên tục thực hiện những điều chỉnh nhỏ trên đường đi của mình để tránh va vào nhau – với chuyển động chung của một đám đông. Rogers giải thích: “Về mặt toán học, đó là một bài tập trong vật lý thống kê – nghệ thuật lấy giá trị trung bình trong các hệ thống có quá nhiều thành phần để theo dõi riêng lẻ.

Cùng với việc thực hiện mô phỏng trên máy tính, nhóm đã thử nghiệm mô hình của họ bằng cách thực hiện một loạt thử nghiệm với đám đông người thật. Những điều này liên quan đến 73 người tham gia đi bộ trong một đấu trường hình vuông.

Rogers nói: “Ngoài việc làm sáng tỏ câu đố cũ, phân tích của chúng tôi còn tạo ra một số giả thuyết mới. Một trong những hành vi thú vị này xuất hiện khi nhóm đặt cổng ra vào ở rìa đấu trường. Trong trường hợp này, họ phát hiện ra rằng các làn đường có xu hướng cong thành hình parabol, hypebol hoặc elip, tùy thuộc vào vị trí của các cổng.

Quy tắc giao thông

Rogers tiếp tục: “Chúng tôi cũng chỉ ra rằng việc đưa ra các quy tắc giao thông dành cho người đi bộ có thể có một số tác dụng không mong muốn. “Ví dụ, khi mọi người được yêu cầu cố gắng luôn vượt bên phải, họ tạo thành các làn đường cuối cùng bị nghiêng.” Mô hình này xuất hiện bởi vì hầu hết người đi bộ thích rẽ phải khi họ né tránh nhau, phá vỡ tính đối xứng của làn đường của họ (xem hình).

Nhóm nhấn mạnh rằng nghiên cứu của họ chỉ áp dụng cho các hệ thống dưới một mật độ nhất định. Nếu mọi người chen chúc quá chật, các làn đường đang chảy có thể bị kẹt và chuyển động Brown của Einstein không còn phù hợp nữa.

Sau khi xác minh lý thuyết của họ, bộ ba hy vọng sẽ sử dụng nó để khám phá các mô hình khác trong đám đông dường như mất trật tự, cho đến nay vẫn bị che giấu bởi những hạn chế của các mô hình trước đó.

Những khám phá của họ cũng có thể cung cấp những hiểu biết sâu sắc hơn về động lực học, sinh học và vật lý của đám đông, nơi các làn đường tự tổ chức đóng vai trò chính trong dòng người, hạt và thông tin.

Nghiên cứu được mô tả trong Khoa học.

• Phân phối nội dung và PR được hỗ trợ bởi SEO. Được khuếch đại ngay hôm nay.
• Platoblockchain. Web3 Metaverse Intelligence. Khuếch đại kiến ​​thức. Truy cập Tại đây.
• nguồn: https://physicsworld.com/a/scientists-explain-why-people-in-crowds-sometimes-form-orderly-lanes/