麦加朝圣者的踩踏事故其实是一个流体动力学问题(组图)

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  因此,每年的麦加朝觐总会酿成惨剧。今年的9月24日,麦加的踩踏事故目前至少造成了717人死亡。此外,踩踏事故也会发生在危地马拉城的足球比赛、杜伊斯堡的电子音乐节和上海外滩的跨年活动。

  一切皆因“某种狂热”而起,所有的人都要前往或是逃离同一个目的地。所以,人群的移动是单向的。统一的单向移动通常不会出现问题,直至遇到障碍物,像是窄门或是急转弯。

  这时,人群很可能会发生“湍动”。前面的人会一下子转向,后面的队伍就开始失序;后面的人等急了,就会找别的出路,人群往往会迅速分流。

  这次麦加的踩踏事故,就有“湍动”的情况。麦加附近的米纳地区,人们沿着两条不同方向的街道行走,在十字路口相遇,成了彼此的障碍物。况且,米纳地区搭满了帐篷,本身公共空间就十分有限。

  假设所有人都朝不同的方向挤,作用力可以相互抵消。那么都朝同一方向,就会形成一股很大的合力,让倒地的人受尽践踏,让力气小的人被压到窒息。据调查,践踏致死的人在胸部会受到约6.4磅/平方英寸的压力,都快接近标准大气压的一半了。

  “人人都挨得很近,这时人群的密度就会过高,任何微小的移动,都会对邻近的人体造成压力,”苏黎世联邦理工学院(ETH Zurich)研究“人群动力学”的专家Dirk Helbing表示,“你置身于混乱的作用力中,失衡倒地,就会在人群中打开一个缺口。”

  接着,倒地的动作会向外扩散,但不会每个方向都受到影响。根据德国科学家Dirk Helbing的模型,行人会本能地绕开障碍物,包括其他路人,好让自己赶紧到达目的地。

  这种低密度的状态不会形成人群。这时,你就好像一小股顺直的层流,在平坦而光滑的河床上快速流动。

  很快地,人群的“集体无意识”流动变得更加自然、协调。人群动力学指出,设计人行道、步行街等通道时就要考虑,怎样根据人的步速,使得无意识的人群沿着某一方向,不自觉地走成一排。

  “当我们看到协调的鸟群、鱼群的时候,这些数理特征起到了一定作用,”Couzin说,“不幸的是,我们已经丧失了这些特征。”换句话说,我们并没有进化出有效组织大规模人群有序运动的能力,而是更适应家庭式小组的生活。

  人类看似习惯在拥挤的都市居住,其实大脑的整套生理机制还没准备好。“我们无法从本能上自如地应对这种多人情境,”Couzin说。人类可以遵循集群行为的经典模式——实践更多Helbing关于人群动力学的设计,让前面的行人不自觉地规范后面的队伍。

  而Couzin认为,有时周遭的环境并不是多可怕,但一个人的恐慌情绪还是会快速散播,引起“强烈的集体反应”,因此,光靠通道的设计是远远不够的。

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