物理学家测试人群何时会迷恋：NPR

潘普洛纳的大型足球场埃尔萨达尔爆发出强烈的欢呼声。当地球队奥萨苏纳正在获胜。

伊克尔·祖里格尔 据估计，体育场内约有 20,000 至 25,000 人鼓掌、跺脚和叫喊。他在比赛外徘徊——但他不是来参加比赛的。

“我们来到这里是因为这里有很多人，”附近纳瓦拉大学的应用物理学家祖里格尔说。他研究这些人群的活动，以优化他们的流动和舒适度，并提高公共安全。

“很多人在一大群人中试图走得太快可能会很危险，”他说——无论是在音乐会、朝圣还是像这样的体育赛事中。它可能导致受伤、踩踏，并且在最坏的情况下， 死亡人数。

比赛结束后几秒钟，身穿红衫的球迷就从体育场门涌出，涌到街上。

祖里格尔选择了人群更密集的街角位置。他涉水穿过人群，指出那些直接走在他们不认识的人后面的人，但这些人正朝着他们想要进入的方向移动。他们没有意识到这种所谓的车道形成——他们只是这样做。

“跟随正在行走的人会更容易，以避免与相反方向的人相撞，”他说。

这些人中的每个人都可能认为他们可以自己决定如何穿过人群。但在这样的一群人中，会出现某些模式。祖里格尔有兴趣了解这些模式是什么。

“作为一个个体，我们可以思考，我们可以做出反应，”他说。 “但是当我们开始增加密度时，有时很难做我们想做的事情，因为人群就在那里。”

这就是物理定律而不是自由意志开始发挥作用的地方。

细粒度化

祖里格尔并不总是研究人群。很长一段时间，他关注的是粒子的运动而不是人的运动。他会做一些实验，包括将谷物和滚珠轴承送入小筒仓。

但二十年前，杂志上的一篇论文 交通科学 引起了他的注意。一组研究人员将 20 多人放在一个房间里，并告诉他们尽快撤离，就像发生紧急情况一样。引人注目的是，当研究人员在出口门附近放置一个障碍物（在本例中是一块木板）时，流量有所改善。

“房间里的疏散速度更快，”祖里格尔说。

但他表示这篇论文引发了争议。目前尚不清楚董事会的帮助是否纯粹是因为它改变了所涉及的物理动力学，或者是否可能改变了人们的行为或心理。了解这种现象背后的因素可以帮助人们在现实世界中更加安全。

因此祖里格尔决定采取更严格的方法来解决这个问题。他首先转向谷物，在筒仓出口上方放置了一个小障碍物。

“我仍然记得第一次对障碍进行实验的感觉，”祖里格尔说。

到目前为止，颗粒总是每隔两三秒就会堵塞出口。顶着障碍，他们继续前行三 分钟。

”然后我说，‘天哪，’”祖里格尔回忆道。“这对我来说简直难以置信。”在重新进行实验以确保安全后，他邀请他的同事过来看看。

“谷物根本没有心理学，”他说。换句话说，结果可以解释为 仅物理学。不知何故，障碍物减少了出口处的压力，防止颗粒堵塞。

数羊

祖里格尔接下来转向羊。

“我想到了羊，因为我的祖父是牧羊人，”他说。正如他的祖父所熟知的那样，羊群会互相跟随——即使它们必须挤过狭窄的开口。

祖里格尔和他的同事与萨拉戈萨城外山区的一名牧羊人合作，一次带领一百只羊穿过门口，从另一边接收食物。结果是这样的：“流动、堵塞、堵塞、流动、堵塞——这种行为，”祖里格尔说。

当他们在距离门几英尺的地方放置一个混凝土圆柱体时，通过的羊数量略有增加。但就像谷物一样，它减少了最长木屐的持续时间和数量——这可能是最危险的—— 超过 90%。

最后，祖里格尔准备与人们一起尝试这一点。但当他使用一吨重的障碍物并要求学生志愿者挤到出口时，“实验变得有点危险，”他说。 “人们付出了很多努力。”

当一位同事告诉他，他认识一位西班牙陆军上尉喜欢这个项目并且渴望参与时，他正准备完全放弃这件事。 “一组 200 名士兵可以让（你）做实验，像练习一样努力，”祖里格尔回忆说，上尉告诉他。

Zuriguel 想到了二十年前那项由 20 个人和一个委员会进行的研究； 200 人的小组可以提供更强大的测试。

所以他们设置了它。士兵们接到的指示是：“尽可能快地离开这个军营——就像发生火灾一样，就像你的生命处于危险之中一样，”祖里格尔说。

但 没有效果 障碍物对流速或堵塞的影响。

公平地说，人类的形状不像羊或谷物。与委员会的研究不同的是，祖里格尔认为，所有这些强有力的士兵在出口处施加了如此大的压力，在有障碍物的情况下尽其所能地推挤，以至于剪切力可能已经占据了主导地位，使他们旋转，使干净的出口变得更加困难。

“人们面朝后，他们想要经常旋转，”他说。 “我们相信这些旋转、这种混乱正在阻碍障碍物的效率。”

Zuriguel 继续寻找改善人群快速离开狭小空间的方法。

与此同时，他还想分析现实世界中的人群——而且他不需要走太远就能做到这一点。

“我有一个很棒的实验室，距离我的办公室两英里，”他笑着说。

在奔牛之前进行实验

Zuriguel 坐落在潘普洛纳市中心一个比奥林匹克游泳池面积还要小的广场上。

七月初的八天里，每天早晨，举世闻名的奔牛节都会经过这里。 “公牛在那里上山，然后在这里掉头，”他说。

但在此之前，事情要从圣费尔明节开始。整个早上，人们涌入这个小广场。

“密度不断增长，不断增长，不断增长，”祖里格尔说。 “每时每刻，人们都在推动你。”人群可能会变得非常拥挤，以至于人们被抬离了下方的地面。 “每个人都在等待中午的节日开始。中午只有一个烟花——轰隆隆。”

祖里格尔说，此时，大约 6000 人挤得很紧，呼吸困难。多年来，他和他的同事们一直在楼上的阳台上拍摄群众的一举一动。

“我以前就在这群人中间，多次想，‘这太混乱了。太混乱了，’”他说。

但在这种明显的混乱中，录像揭示了一种模式：人群中的每个人都反复在地面上画出一个汽车大小的粗略圆圈。 “这确实令人惊讶，”祖里格尔说。 “我没想到会这样。”

这些轨道运动 持续18秒研究小组表示，时间的长短可能是由于广场的形状造成的。事实上，就在烟花表演结束后，当一支传统的乐队穿过人群中间，将广场一分为二时，同样的轨道运动也被切成两半，只剩下八九秒。

祖里格尔现在正在探索在人群中传播的少量压力波，人们从广场的后面到前面互相推挤。在其他地方，这样的海浪可能会致命，但祖里格尔说，在圣费尔明节期间，这里从未发生过伤亡事故。

分析尚未完成，但他认为这些轨道运动，以及大多数人都面向同一方向朝向市政厅，可能有助于打破压力波。

祖里格尔说：“如果我们理解这项动议，如果我们理解为什么会发生这种情况，我认为我们将能够在其他地方应用一些策略来预防此类灾难”，从而将喝过桑格利亚汽酒的人群的紧张情绪转化为可能挽救人们生命的建议。