ฟิสิกส์สามารถอธิบายการเคลื่อนไหวของฝูงชนที่ตื่นตระหนกได้หรือไม่?

เมื่อผู้คนมารวมกันเป็นฝูง ความเชื่อมโยงทางร่างกายและอารมณ์จะเป็นตัวกำหนดการเคลื่อนไหว สภาวะของจิตใจ และความตั้งใจที่จะทำ การทำความเข้าใจฝูงชนสามารถช่วยเราจัดการกับความตื่นตระหนกที่เกิดจากการโจมตีของผู้ก่อการร้าย ศาสตร์แห่งฝูงชนมีความสำคัญต่อการจัดการเหตุฉุกเฉินจำนวนมาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อความหนาแน่นสูงขึ้นจนเป็นอันตราย ความตื่นตระหนกหรือความโกลาหลในฝูงชนสามารถฆ่าหรือทำร้ายคนหลายร้อยคน เช่นเดียวกับที่เกิดขึ้นที่ Love Parade ในเยอรมนีในปี 2010 เมื่อผู้เข้าร่วมประชุมหลายพันคนในเทศกาลดนตรีอิเล็กทรอนิกส์เต้นกองพะเนินในขณะที่พยายามเข้าไปในอุโมงค์แคบๆ มีผู้เสียชีวิต 21 รายจากการหายใจไม่ออก

วิทยาศาสตร์พื้นฐานและความต้องการด้านความปลอดภัยสาธารณะที่เราพัฒนาวิทยาศาสตร์ที่สมบูรณ์ของฝูงชนโดยใช้สาขาวิชาต่างๆ ทุกวันนี้ การทำงานของนักจิตวิทยาสังคมแสดงให้เห็นว่าฝูงชนได้รับอิทธิพลจากบุคลิกของสมาชิกแต่ละคน ดังนั้น ฝูงชนจึงสามารถแสดงพฤติกรรมที่เห็นแก่ผู้อื่นและช่วยเหลือได้เช่นเดียวกับสิ่งที่ตรงกันข้าม และตอนนี้ เราสามารถขยายขอบเขตวิทยาศาสตร์เพิ่มเติมโดยผสมผสานการวิเคราะห์เชิงปริมาณโดยใช้ฟิสิกส์คลาสสิกและสถิติ วิทยาศาสตร์เชิงคำนวณ และทฤษฎีของระบบที่ซับซ้อน – การศึกษากลุ่มของเอนทิตีที่มีปฏิสัมพันธ์

แนวคิดหนึ่งที่เกี่ยวข้องจากทฤษฎีความซับซ้อนคือ 'การเกิดขึ้น' ซึ่งเกิดขึ้นเมื่อปฏิสัมพันธ์ระหว่างหน่วยงานสร้างพฤติกรรมกลุ่มที่ไม่สามารถคาดการณ์ได้จากคุณสมบัติขององค์ประกอบแต่ละอย่าง ตัวอย่างเช่น สุ่มย้าย H2โมเลกุล O ในน้ำของเหลวจะเชื่อมโยงกันที่อุณหภูมิศูนย์องศาเซลเซียสเพื่อสร้างน้ำแข็งแข็ง นกกิ้งโครงในเที่ยวบินอย่างรวดเร็วรวมกันเป็นฝูงที่ได้รับคำสั่ง

พฤติกรรมฉุกเฉินสามารถคาดการณ์ได้หากทราบว่ามีปฏิสัมพันธ์ระหว่างหน่วยงานเช่น แสดง ในปี 2014 โดยนักวิจัยจากมหาวิทยาลัยมินนิโซตา ซึ่งกำหนดว่าคนสองคนที่เคลื่อนไหวโต้ตอบกันอย่างไร และจากนั้น ฝูงชนเคลื่อนไหวอย่างไร อันดับแรก นักวิจัยได้พิจารณาแนวคิดจากฟิสิกส์ โดยตั้งทฤษฎีว่า เช่นเดียวกับอิเล็กตรอน คนเดินถนนหลีกเลี่ยงการชนกันด้วยการผลักกันเมื่อเข้าใกล้กันมากขึ้น แต่ฐานข้อมูลวิดีโอแสดงให้เห็นแทนว่าเมื่อผู้คนเห็นว่าพวกเขากำลังจะชนกัน พวกเขาเปลี่ยนเส้นทาง จากสิ่งนี้ นักวิจัยได้สมการของจำนวนแรงผลักสากลระหว่างคนสองคน โดยพิจารณาจากเวลาจนถึงการชน ไม่ใช่ระยะทาง

สูตรนี้ประสบความสำเร็จในการทำซ้ำลักษณะที่ปรากฏของฝูงชนในโลกจริง เช่น การสร้างโครงสร้างครึ่งวงกลมในขณะที่รอการไหลผ่านทางเดินแคบๆ หรือการพัฒนาช่องทางอิสระชั่วคราวในขณะที่สมาชิกเดินไปยังทางออกต่างๆ ทำให้สามารถจำลองพฤติกรรมฝูงชนเพื่อออกแบบเส้นทางอพยพได้ เป็นต้น


กราฟิกสมัครสมาชิกภายในตัวเอง


To จะมีประโยชน์ในกรณีฉุกเฉิน การวิเคราะห์ฝูงชนจะต้องพิจารณาถึงการติดต่อทางอารมณ์ด้วย การแพร่กระจายความกลัวสามารถเปลี่ยนพฤติกรรมที่เกิดขึ้นได้ดังที่แสดงโดยนักวิจัยจากมหาวิทยาลัยเทคโนโลยี KN Toosi ในอิหร่าน ในปี 2015 พวกเขา ที่สร้างขึ้น พื้นที่สาธารณะในเวอร์ชันคอมพิวเตอร์ซึ่งเต็มไปด้วยผู้ใหญ่และเด็กจำลองหลายร้อยคน และเจ้าหน้าที่รักษาความปลอดภัยที่นำทางผู้คนไปที่ทางออก สมมติว่าผู้เข้าร่วมตอบสนองต่อเหตุการณ์ที่เป็นอันตราย การจำลองได้เพิ่มระดับความกลัวและตื่นตระหนก การเคลื่อนไหวแบบสุ่มเมื่อพวกเขาไม่สามารถหาทางออกได้

จากการจำลอง นักวิจัยพบว่าระหว่าง 18 ถึง 99 เปอร์เซ็นต์สามารถหลบหนีได้ ขึ้นอยู่กับการรวมกันของผู้เข้าร่วม การหลบหนีจำนวนมากที่สุดไม่ได้เกิดขึ้นกับคนหรือเจ้าหน้าที่รักษาความปลอดภัยจำนวนน้อยที่สุดหรือมากที่สุด แต่อยู่ที่ค่ากลาง นี่แสดงให้เห็นว่าสภาวะทางอารมณ์ของฝูงชนสามารถนำพลวัตของมันไปสู่เวทีที่ไม่เป็นเชิงเส้นที่ซับซ้อนได้

เราสามารถกำหนดอารมณ์ของบุคคลในกลุ่มจริงได้โดยการสังเกตพฤติกรรมทางกายภาพของพวกเขา ในปี 2018 ทีมงานภายใต้ Hui Yu จาก University of Portsmouth ในสหราชอาณาจักร มือสอง พลังงานจลน์ พลังงานของการเคลื่อนไหวในฟิสิกส์ เพื่อทำหน้าที่เป็นมาตรวัดที่สามารถระบุได้เมื่อฝูงชนเข้าสู่สภาวะทางอารมณ์ 'ผิดปกติ' ฝูงชนที่วิ่งหนีจากเหตุการณ์อันตราย เช่น การระเบิด ได้เพิ่มพลังงานจลน์ ซึ่งสามารถตรวจจับได้ในภาพวิดีโอฝูงชนแบบเรียลไทม์ นักวิจัยได้คำนวณความเร็วของพิกเซลที่ประกอบเป็นภาพโดยใช้เทคนิคการมองเห็นด้วยคอมพิวเตอร์ ซึ่งพวกเขาระบุส่วนที่มีพลังมากที่สุดของฝูงชน

นักวิจัยได้ใช้วิธีการของพวกเขากับ ชุด ของคลิปวิดีโอที่รวบรวมโดยนักวิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์ Nikolaos Papanikolopoulos และเพื่อนร่วมงานที่มหาวิทยาลัยมินนิโซตา คลิปเหล่านี้แสดงฝูงชนจำนวนมากที่ตอบสนองต่อเหตุฉุกเฉินที่จำลองขึ้น เริ่มแรก ตัวแบบเดินตามปกติ จากนั้นก็แยกย้ายกันไปและวิ่งไปในทุกทิศทาง อัลกอริธึมพลังงานตรวจจับการเปลี่ยนแปลงเหล่านี้ได้อย่างรวดเร็ว และนักวิจัยสรุปว่าวิธีการนี้สามารถตรวจจับพฤติกรรมที่ผิดปกติและอาจเป็นอันตรายในที่สาธารณะได้โดยอัตโนมัติ

การเชื่อมโยงอื่น ๆ ระหว่างอารมณ์และการกระทำได้รับการวาดโดยนักวิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์ Dinesh Manocha ที่มหาวิทยาลัยแมริแลนด์และเพื่อนร่วมงานของเขาใน 'คิวบ์พี' แบบจำลอง ซึ่งรวมการวิเคราะห์ปัจจัยจากฟิสิกส์ สรีรวิทยา และจิตวิทยาเข้าด้วยกัน ปัจจัยทั้งสามนี้มีความสัมพันธ์กันอย่างแน่นแฟ้นระหว่างการออกกำลังกายและการตอบสนองทางอารมณ์ที่ทำให้ฝูงชนอยู่ในภาวะวิกฤต CubeP ใช้ฟิสิกส์พื้นฐานของแรงและความเร็วในการคำนวณแรงกายของบุคคลที่กำลังเคลื่อนที่ CubeP ยังรวมเอารูปแบบของการติดต่อทางอารมณ์ด้วย พัฒนา ในปี 2015 โดยวิศวกรคอมพิวเตอร์ Funda ดูรูปินาร์ ที่มหาวิทยาลัย Bilkent ในตุรกีและเพื่อนร่วมงานของเธอ ซึ่งรวมถึงโปรไฟล์บุคลิกภาพทั่วไปที่กำหนดการตอบสนองของบุคคลต่อความเครียด CubeP เพิ่มการวัดทางสรีรวิทยาของระดับความตื่นตระหนกสำหรับแต่ละคน โดยพิจารณาจากความพยายามของร่างกาย สิ่งนี้ส่งผลต่ออัตราการเต้นของหัวใจ ซึ่งทราบกันดีว่าบ่งบอกถึงระดับของความกลัว ทั้งหมดนี้รวมกันเพื่อทำนายความเร็วและทิศทางการเคลื่อนที่ของสมาชิกฝูงชนแต่ละคน

นักวิจัยทดสอบ CubeP ในการจำลองด้วยคอมพิวเตอร์ของฝูงชนที่ตอบสนองต่อเหตุการณ์อันตรายด้วยผลลัพธ์ที่สมจริง บุคคลเสมือนใกล้กับภัยคุกคามตื่นตระหนกและวิ่งหนีอย่างรวดเร็ว บุคคลที่อยู่ห่างไกลออกไปจะตอบสนองต่อการติดต่อทางอารมณ์ด้วยความกลัวและพฤติกรรมหลบหนี แม้ว่าในภายหลัง นักวิจัยยังได้นำ CubeP ไปใช้กับชุดข้อมูลของมหาวิทยาลัยมินนิโซตาและวิดีโอของเหตุฉุกเฉินจริง เช่น ในระบบรถไฟใต้ดินเซี่ยงไฮ้ในปี 2014 และนอกอาคารรัฐสภาอังกฤษในปี 2017 ทั้งหมดนี้ การจำลองพฤติกรรมฝูงชนของ CubeP นั้นใกล้เคียงกันพอสมควร ความเป็นจริงและใกล้ชิดกว่าแนวทาง Durupinar และแบบจำลองอื่น ๆ ที่ไม่ผสานปัจจัยทางร่างกาย จิตใจ และสรีรวิทยาเข้าด้วยกัน

การปรับปรุงนี้แสดงให้เห็นถึงพลังของสหสาขาวิชาชีพของฝูงชน เมื่อรวบรวมข้อมูลเชิงลึก จะมีประโยชน์ในการออกแบบสถาปัตยกรรมและการวางแผนภัยพิบัติอย่างแน่นอน อย่างไรก็ตาม การค้นพบนี้อาจนำไปสู่การเฝ้าระวังฝูงชนในที่สาธารณะมากขึ้น ซึ่งเป็นปรากฏการณ์ที่กำลังเกิดขึ้น ความกังวล จากสหภาพเสรีภาพพลเมืองอเมริกันเกี่ยวกับความเป็นส่วนตัวและศักยภาพในการล่วงละเมิด

บางสิ่งหายไปและบางสิ่งได้มาจากการลดพฤติกรรมฝูงชนให้เป็นตัวเลข การเปรียบเทียบแบบจำลองกับข้อมูลจริงจะให้ข้อมูลเชิงลึกที่น่ายินดีเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงของฝูงชน แต่เราต้องการความเข้าใจอย่างครอบคลุมจากจิตวิทยาด้วย Elias Canetti นักเขียนรางวัลโนเบลผู้เขียนหนังสือคลาสสิก ฝูงชนและพลัง (1960) เล็งเห็นถึงวันที่การเป็นหุ้นส่วนนี้จะช่วยทำลายรหัสฝูงชน เมื่อพิจารณาถึงความสำคัญของความหนาแน่นวิกฤตบางอย่างในพฤติกรรมฝูงชน เขาเขียนว่า 'วันหนึ่ง อาจเป็นไปได้ที่จะกำหนดความหนาแน่นนี้ให้แม่นยำยิ่งขึ้นและแม้กระทั่งวัดได้' ตอนนี้เราสามารถวัดและวิเคราะห์ปริมาณดังกล่าวได้ แต่เรายังต้องการมุมมองที่กว้างขวางของมนุษยศาสตร์และสังคมศาสตร์เพื่อบอกเราว่าพวกเขาหมายถึงอะไรจริงๆเคาน์เตอร์อิออน - อย่าลบ

เกี่ยวกับผู้เขียน

Sidney Perkowitz เป็นศาสตราจารย์กิตติคุณฟิสิกส์ที่ Emory University ในแอตแลนตา หนังสือเล่มล่าสุดของเขาคือ ยูนิเวอร์แซลโฟม 2.0 (2015) Frankenstein: สัตว์ประหลาดกลายเป็นไอคอนได้อย่างไรe (2018) และ ฟิสิกส์: บทนำสั้นๆ (กำลังจะมา กรกฎาคม 2019).

บทความนี้ถูกตีพิมพ์ครั้งแรกที่ กัลป์ และได้รับการเผยแพร่ซ้ำภายใต้ครีเอทีฟคอมมอนส์

หนังสือที่เกี่ยวข้อง

at ตลาดภายในและอเมซอน