
原文作者:Davide Castelvecchi
研究人群動力學或有助於避免人群聚集產生不可挽回的後果。

西班牙潘普洛納的大量人群共同慶祝聖費爾明節(Feast of San Fermín)。來源:Danny Lehman/Getty
一項研究分析了西班牙傳統節日上的人群運動,發現密集的人群會形成旋轉的“渦”(vortex),這種模式之前從未在聚集人群中發現過。該研究2月5日發表於《自然》[1],與過去發現人群以更無序方式運動的研究形成了反差。
“我當時在想,這是什麼?為什麼是18秒?”共同作者François Gu在提及這種圓周運動重複發生的頻率時說道。這個發現是計算機對錄影進行分析的結果,由於非常令人不解,所以Gu用了一個多月的時間來仔細檢查研究方法,法國巴黎高等師範學院的物理學家Gu說道。他隨後發現,只要快速播放事件錄影,這種渦旋便清晰可見。

追蹤人群錄影中的人頭可發現緩慢的圓周運動。來源:Bartolo lab, ENS de Lyon
不吹“牛”皮
西班牙潘普洛納的聖費爾明節(Feast of San Fermín)以奔牛活動而聞名,當憤怒的牛群衝向大街小巷,節日慶祝者也置身於危險的境地。但Gu與合作者更關注節日的開幕式,這時有數千人湧入市政廳廣場(Plaza Consistorial)。
Gu和他的同事在俯瞰廣場的陽臺上支好了攝像機,並用計算機模型分析錄影。為了理解人群的行為,他們將人群模擬成一個緻密連續體,類似於由粒子組成的流體(之前大部分研究都將人群模擬成由離散的個體組成的整體)。他們發現,當早上人們湧入廣場後,人群會達到每平方米約四人的臨界密度,在那之後開始——起初很慢,而且幾乎無法察覺——形成互相擠壓的渦旋,每個渦旋包含數百人。
這些渦的頻率不斷加快,在廣場人數密度抵達上限——即每平方米擠佔九人——這一頻率達到了18秒。這個運動很慢,所以其中的人可能意識不到自己在做圓周運動,作者表示。
雖然安全性並不是該研究的主要內容,但研究人群動力學的一個原因,是因為它能幫助活動策劃者預防可能致死的踩踏事件。作者在分析2010年德國杜伊斯堡“愛的遊行”(Love Parade)的錄影時也發現了類似模式,當時的一個音樂慶典上有21人喪生。
“該研究對於建設宜居城市和保障人群安全具有重要意義,尤其是對於聚眾活動。”蘇黎世聯邦理工學院(ETH)的計算社會科學家Dirk Helbing說。他在研究人群時發現了混亂無序的運動模式[2]。他指出,圓周運動是過去沒有研究過的一個“很有意思的細節”。
參考文獻:
1. Gu, F., Guiselin, B., Bain, N., Zuriguel, I. & Bartolo, D. Nature638, 112–119 (2025).
2. Helbing, D., Johansson, A. & Al-Abideen, A. Z. Phys. Rev. E 75, 046109 (2007).
原文以Crowds suck people into a vortex — surprising physicists標題發表在2025年2月5日《自然》的新聞版塊上
© nature
Doi:10.1038/d41586-025-00373-z
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