Математика масс: что определяет движения толпы

© Feng Li / Getty Images

Мы попадаем в большие скопления людей почти каждый день: в метро, автобусах, на концертах, матчах, митингах. Какие математические законы определяют движение человеческой массы? Можно ли предсказать наступление паники в толпе? Как успокоить людей до того, как начнется серьезная давка? 

Структура толпы: ядро, полоса и периферия

Любая толпа — в транспорте, на концерте или футбольном матче, — всегда остается упорядоченной, хоть и весьма мобильной структурой. Сегодня принято выделять в ней три элемента: ядро, среднюю полосу и периферию. Ядро толпы обычно лежит возле точки, на которой сосредоточено всеобщее внимание: сцены, входа, выхода. Здесь люди стоят гуще всего, даже если толпа двигается: например, все медленно шагают к рамкам металлоискателей. В толпе может быть и несколько ядер, если есть несколько точек интереса: кассы, лестницы или даже просто узкие проходы.

Средней полосой называют место, откуда люди пытаются попасть в ядро толпы или выйти из его. Тут пространства всегда бывает больше, и участники постоянно находятся в движении. Периферия — это последний рубеж толпы. Здесь стоят или бродят те, кто только собирается влиться в скопление людей. На периферии можно двигаться намного свободнее, чем в ядре, но именно это место в случае паники оказывается самым опасным. Ядро толпы способно стремительно перемещаться, так что если в фокусе внимания вдруг оказался объект на периферии, человеческий поток мгновенно устремляется туда. Те, кто только что пользовался заметной свободой, моментально окажутся притиснуты к ближайшей преграде: стене, забору, парапету. Вот почему самое безопасное место в толпе — это не периферия и не ядро, а подвижная средняя полоса. В этой переходной зоне еще можно маневрировать, и у вас всегда есть выбор, куда идти, и идти ли вообще.

Законы движения: поворот головы и фазовый переход

В нормальном состоянии люди в толпе шагают друг за другом. Все мы не раз наблюдали это в метро, у лестниц, переходов и эскалаторов. В таком случае все придерживаются одной скорости и делают шаги более или менее одной длины, — ведь людям свойственно держаться на расстоянии от других людей и препятствий. Конечно, в любой толпе есть те, кто протискивается вперед, маневрируя «по обстоятельствам», в зависимости от просветов. Но их действия не приводят к панике, — только к раздражению.

Момент, когда упорядоченная система оказывается готова рухнуть, превратившись в хаос, в действительности, довольно легко заметить. В норме головы в толпе обычно повернуты в одну сторону, поскольку все люди видят перед собой одну общую цель и пользуются одними и теми же правилами движения. Но когда начинается паника, головы поворачиваются в разные стороны. Общий вектор движения сбивается, возникают новые направления, и наступает беспорядок.

Специалисты называют этот момент «фазовым переходом». Это понятие заимствовано из области термодинамики: здесь оно обозначает момент, когда вещество переходит из одной термодинамической фазы в другую под воздействием внешних факторов — начинает плавиться, испаряться, превращаться в капли или кристаллы. Но если в области физики легко понять, что вызывает фазовый переход, то в области управления человеческими потоками все далеко не так однозначно.Сегодня известно, что давка часто возникает из-за препятствий. Для того, чтобы моделировать взаимодействие людей с ними, например, в метро или на вокзале, физики Томассо Тоффоли из Бостонского университета (США) и Норман Морголус из Массачусетского технологического института (США) предложили использовать клеточные автоматы, которые описывают диффузные процессы. Благодаря работе с такими устройствами их коллегам из Национальной металлургической академии (Украина) недавно удалось выяснить, что толпа быстрее всего проходит преграды, когда поток разбивается на три равные части, а медленнее всего — когда он разбивается пополам. Если же проход сужается, наименьшую загрузку и время прохождения обеспечивает угол сужения в 45 градусов, а наибольшее — прямой угол в 90 градусов.

Управление толпой: ширина прохода и хоровое пение

Группа ученых из Сианьского университета металлургии и строительства (КНР) также провела ряд исследований, чтобы подсчитать, какой будет критическая ширина прохода, необходимая для эвакуации людей из метро при разной плотности толпы. Специалисты выяснили, что при плотности в 0,2 человека на кв. м. (920 человек на крупной трехэтажной станции, из них 500 — на этаже с выходами) коридор и двери должны быть не уже 2 м, а при плотности в 4,0 человека на кв. м (18 400 человек на станции, из них 10 000 — на этаже с выходами) — не уже 6 м. Также ученые отметили, что если ширина прохода мала, даже незначительная преграда в нем: например, аппарат для уборки, — может создать огромные помехи движению и испугать людей.

Сегодня существует несколько технологий устранения паники в толпе, миновавшей «фазовый переход» или готовой у нему. Паническая толпа всегда лишена ритма, — но если из динамиков или со сцены начинает звучать медленная ритмичная музыка, паника может угаснуть. То же относится к скандированию. Классическим случаем здесь исследователи массовой психологии называют митинг на велодроме в Париже в 1930-х годах. Тогда из-за небольшого возгорания возникла паника, которая была нейтрализована двумя психологами, случайно оказавшимися в проходе. Они начали скандировать ставшую позже знаменитой фразу: «Не тол-кай!», — которую быстро подхватили люди вокруг. В результате, эвакуация прошла мирно, и все ушли с велодрома, довольные собой и друг другом.По сути, именно ритм регулирует — и предохраняет от паники — толпы людей на демонстрациях, концертах и матчах. Российский социальный психолог, политолог и публицист Дмитрий Ольшанский писал в своей книге «Психология масс», что огромную роль здесь играет хоровое пение, в особенности, пение маршей. Ритмический рисунок в этом жанре — это музыка равномерного движения на четыре шага: в марше все четыре доли звучат ударно, и оказываются одинаковыми по громкости. Маршевый ритм характерен для большей части известных гимнов и революционных песен разных эпох; содержание текстов, внушающих чувство надежды и другие положительные эмоции, тоже часто оказывается схожим. «Марсельеза», «Варшавянка», «Venceremos», а также рок-баллады и другие песни не раз становились своеобразным средством противостояния страху и панике в острых ситуациях — и остаются им сегодня. Ритм внушает людям чувство уверенности и общности, помогает предсказать чужие движения и отрегулировать свои. опубликовано 

 

P.S. И помните, всего лишь изменяя свое сознание — мы вместе изменяем мир! ©

Источник: theoryandpractice.ru