От порядка к хаосу: ученые объяснили движение пешеходов с помощью увлекательной математики
Почему одни улицы удобные для передвижения, а на других пешеходы двигаются хаотично, постоянно сталкиваясь друг с другом? Ученые из Массачусетского технологического института (MIT) задались этим вопросом и обнаружили забавную математическую закономерность, которая объясняет, как именно формируется пешеходный поток и в какой момент он становится беспорядочным.
Ключевым фактором, как оказалось, является не столько количество людей, сколько их индивидуальное поведение. Специалист по прикладной математике и динамике жидкостей Кэрол Бацик еще в 2021 году изучал движение толпы в условиях соблюдения принятой в связи с пандемией COVID-19 социальной дистанции. Эта работа вдохновила его и его коллег на дальнейший анализ механизмов, определяющих поведение пешеходов. В новом исследовании команда ученых сосредоточилась на феномене «образования дорожек» — явлении, которое наблюдается как в потоках частиц и гранул, так и в скоплениях людей. Когда в толпе намечается организованное движение, большинство людей инстинктивно присоединяются к нему или двигаются параллельно ему. Однако стоит лишь кому-то отклониться от курса на определенный угол, и порядок сменяется хаосом.
В своей прошлой работе Бацик и его коллеги выяснили, что для разрушения организованного движения достаточно отклонения всего на 13 градусов. Теперь ученые решили выяснить, насколько устойчив этот механизм. Моделируется ли он исключительно в идеальных лабораторных условиях, или те же условия справедливы для реальной городской толпы, в которой люди постоянно корректируют направление своего движения?