Физика

Ученые выяснили, что движение толпы становится предсказуемым после достижения определенной плотности. В течение четырех лет наблюдений за традиционным испанским фестивалем исследователи собрали достаточно данных, чтобы предсказать опасное поведение толпы в ограниченных пространствах.

Плотные скопления людей, толпы на концертах или фестивалях могут представлять серьезную опасность. Сотни людей начинают двигаться как единая масса, это приводит к давке. Люди не способны сопротивляться, могут упасть и оказаться затоптанными или прижатыми к стене до остановки дыхания.

Предотвратить жертвы может помочь понимание динамики движения толпы. К сожалению, это очень сложная многосоставная живая система, в которой работают и физические законы, и психология поведения. Предсказывать и изучать передвижение толпы очень сложно. Одна из проблем — отсутствие повторяемых элементов на масштабе толпы.

Ученые из Испании и Франции отслеживали толпы численностью примерно 5000 человек в течение четырех лет на фестивале Сан-Фермин в Памплоне, Испания. Во время фестиваля проходят шествия, выступления гигантских кукол, уличных артистов и энсьерро — бег толпы от быков. Фестиваль привлекает около миллиона человек каждый год. Каждый год на кто-то получает там травмы.

Ученые установили камеры в двух точках наблюдения на площади длиной 50 метров и шириной 20 метров. На основе видеозаписей и математической модели — где люди настолько плотно прижаты друг к другу, что толпу можно рассматривать как сплошную среду, подобную жидкости — авторы обнаружили, что плотность толпы менялась с двух человек на квадратный метр за час до начала фестиваля до шести человек на квадратный метр во время мероприятия.

Также ученые выяснили, что толпа может достигать максимальной плотности в девять человек на квадратный метр. Когда достигался этот верхний порог плотности, авторы исследования наблюдали группы из нескольких сотен человек, которые спонтанно начинали вести себя как единая жидкость, колеблющаяся с предсказуемым интервалом в 18 секунд без внешних стимулов.

Чтобы подтвердить универсальность своих выводов, ученые сравнили записи с фестиваля Сан-Фермин в Испании с кадрами с Love Parade 2010 года в Дюссельдорфе, Германия, где в панической толпе пострадали сотни людей, а 21 человек погиб. Исследователи обнаружили, что когда плотность толпы на Love Parade достигла значений, аналогичных фестивалю Сан-Фермин, наблюдались такие же колебания.

Авторы отметили, что эти результаты могут помочь предсказать поведение больших скоплений людей в ограниченных пространствах. Научная работа опубликована в журнале Nature.