فیزیک وحشت - The physics of panic

زمانی‌که افراد در یک مجموعه کنار هم قرار می‌گیرند، پیوندهای فیزیکی و عاطفی، حرکت، حالت ذهن و اراده‌ی آن‌ها را تعریف می‌کنند. درک ویژگی‌های جمعیت به‌ما کمک می‌کند تا وحشت‌های ناشی از یک اتفاق ناگواری مثل یک حمله تروریستی را کنترل کنیم. علم به جمعیت برای مدیریت بسیاری از موارد اضطراری بسیار مهم است، به ویژه هنگامی‌که تراکم بسیار خطرناک می‌شود. همانطور که در مراسم رژه عشق در آلمان در سال 2010 اتفاق افتاد، هزاران نفر از شرکت کنندگان در یک جشنواره موسیقی رقص الکترونیکی، در حالی‌که سعی در ورود به یک تونل باریک را داشتند، وحشت و هرج و مرج در میان جمعیت صدها نفر را مجروح کرد و 21 نفر بر اثر خفگی درگذشتند.

Revellers rush up a hill after panic broke out during the Love Parade in Duisburg, Germany, on 24 July 2010. Photo by Erik Wifferes/Afp/Getty
Revellers rush up a hill after panic broke out during the Love Parade in Duisburg, Germany, on 24 July 2010. Photo by Erik Wifferes/Afp/Getty

علم اساسی و ضرورت حفظ امنیت عمومی می‌طلبد که ما با استفاده از طیف وسیعی از رشته‌ها، علم کاملی از جمعیت را توسعه دهیم. روان‌شناسان اجتماعی نشان داده اند که جمعیت‌ها تحت تاثیر رفتار شخصیت‌های فردی قرار می‌گیرند. بنابراین باید انتظار داشته باشیم که جمعیت می‌توانند رفتاری نوع دوستانه و مفید یا رفتار برعکس را تصور و تجسم کنند. روی این حساب، اکنون ما می‌توانیم با تجزیه و تحلیل کمی، با استفاده از فیزیک کلاسیک و فیزیک آماری، علوم محاسباتی و نظریه سیستم‌های پیچیده – مطاله گروه‌های در تعامل، علم جمعیت را گسترش دهیم.

یک مفهوم مرتبط با نظریه پیچیدگی، مفهوم حالت اظطرار(emergence) است که وقتی تعامل بین موجودات باعث ایجاد رفتار گروهی می‌شود، نمی‌توانیم ویژگی‌های اجتماع را از هر عنصر فردی پیش‌بینی نماییم.

اگر تعامل بین موجودات شناخته شود، رفتار اظطراری را می‌توان پیش‌بینی کرد، همانطور که در سال 2014 توسط محققان دانشگاه مینسوتا نشان داده شده است. آن‌ها تعیین کردند که چگونه دونفر حرکت شان باهم تعامل دارند و از این رو، در یافتند که حرکت یک جکعیت چگونه است. این محققان در اول ایده‌ی را از فیزیک در نظر گرفتند و این تیوری را در نظر گرفتند که مانند رفتار الکترون‌ها، افراد جمعیت یا عابران پیاده، با دفع یکدیگر، از نزدیک‌شدن با یکدیگر جلوگیری می‌کنند. اما پایگاه داده‌های ویدیویی در عوض نشان دادند که وقتی مردم می‌بینند که در حال تصادف هستند، مسیر خود را تغییر می‌دهند. بنابراین، محققان معادله‌ی را برای توصیف نیروی جهانی(universal force) دافع بین دونفر، بر اساس زمان تا تصادم و نه مسافت، تنظیم کردند.

این فرمول، با موفقیت توانست دنیای واقعی یک حالت اظطرار را برای توصیف سیمای یک جمعیت، تکثیر کند. مانند تشکیل حالت نیم‌دایره در هنگام انتظار برای عبور از یک گذرگاه باریک، یا تلاش فردی برای پیداکردن راه‌های باریک مستقل، زیرا افراد جمعیت به‌سوی گذرگاه‌های مختلف در حرکت اند. این حقیقت کمک می‌کند تا مسیرهای حرکت به‌خوبی شبیه‌سازی شود.

برای مفید بودن شبیه‌سازی در مواقع اظطراری، تجزیه و تحلیل جمعیت باید مسبب بروز عواطف نیز باشند. گسترش ترس می‌تواند رفتارهای اظطراری را تغییر دهد، همانطوری که توسط محققان دانشگاه صنعتی خواجه نصرالدین طوسی در ایران نشان داده شد. آن‌ها در سال 2015 در یک نسخه کمپیوتری از یک فضای عمومی متشکل از صدها بزرگسال و کودک شبیه‌سازی کردند و نگهبانان امنیتی را نیز ایجاد کردند که مردم را به‌سمت خروجی‌ها هدایت می‌کردند. با فرض این‌که شرکت‌کنندگان به‌حادثه خطرناکی در حال وقوع واکنش نشان می‌دادند، شبیه‌سازی سطوح وحشت‌زدگی و حرکات تصادفی را هنگامی‌که آن‌ها راه‌های اظطراری را پیدا کردند و خارج شدند، تشدید بخشید.

محققان با اجرای شبیه سازی، دریافتند که بسته به‌ترکیب شرکت کنندگان، بین 18 تا 99 درصد می‌توانند فرار کنند. بیشترین تعداد فرارها با کمترین یا بیشترین تعداد افراد یا مأموران امنیتی رخ نداد، بلکه در مقادیر متوسط بود. این نشان می‌دهد که وضعیت عاطفی یک جمعیت می‌تواند دینامیک خود را در یک مرحله غیرخطی پیچیده انجام دهد.

با مشاهده رفتار بدنی آن‌ها می‌توانیم احساسات افراد را در یک جمعیت واقعی مشخص کنیم. در سال 2018، تیمی تحت نظر هوی یو از دانشگاه پورتسموث در انگلیستان از انرژی جنبشی، انرژی حرکی در فیزیک، استفاده کرد تا به‌عنوان یک معیار عمل کند که بتواند با ورود جمعیتی به وضعیت عاطفی «غیر طبیعی» کمک کند. اعضای جمعیت که از یک حادثه خطرناک مانند انفجار در حال فرار هستند، انرژی جنبشی را افزایش دادند که می‌توان در تصاویر ویدیویی جمعیت در زمان واقعی حوادث، مشاهده کرد. محققان با استفاده از تکنیک‌های دید کمپیوتری، سرعت پیکسل‌های تشکیل دهنده تصاویر را محاسبه کردند و از آن‌ها قسمت‌های پرتکاپوی جمعیت را شناسایی نمودند.

محققان روش خود را به‌مجموعه داده‌های کلیپ‌های ویدیویی جمع آوری شده توسط دانشمند کمپیوتر، نیکولا پاپانیکلوپولوس و همکارانش در دانشگاه مینسوتا، اعمال کردند. این کلیپ‌ها جمعیت زیادی از افراد واقعی را نشان می‌دهد که نسبت به‌شرایط اضطراری شبیه‌سازی‌شده، واکنش نشان می‌دهند. در ابتدا، افراد به‌طور عادی قدم می‌زنند، سپس ناگهان پراکنده می‌شوند و از همه جهات فرار می‌کنند. الگوریتم انرژی به‌سرعت این انتقال‌ها را حس کرد و محققان نتیجه می‌گیرند که این روش می‌تواند به‌طور خودکار رفتار غیرعادی و خطرات بالقوه را در مجامع عمومی تشخیص دهد.

سایر ارتباطات بین احساسات و اعمال توسط دانشمند کمپیوتر دینش منوچا(Dinesh Manocha) و همکارانش در دانشگاه مریلند در مدل «CubeP» ترسیم شده است، که تجزیه و تحلیل عوامل فیزیکی، فیزیولوژیکی و روانشناسی را متحد می‌کند. این سه عامل در طول فعالیت بدنی و واکنش‌های عاطفی که باعث ایجاد جمعیتی در بحران می‌شوند، که به شدت با هم مرتبط هستند. CubeP از فیزیک اصلی نیروها و سرعت‌ها برای محاسبه تلاش بدنی یک شخص در حال حرکت استفاده می‌کند. CubeP همچنین الگوی آلودگی عاطفی را که در سال 2015 توسط مهندس کمپیوتر فوندا دروپینر(Funda Durupinar) و همکارانش در دانشگاه بیلکنت در ترکیه تهیه شده است، شامل می‌کند، که شامل پروفایل‌های شخصیتی معمولی است که پاسخ فرد به استرس را تعیین می‌کند. CubeP براساس تلاش بدنی، یک اندازه‌گیری فیزیولوژیکی از سطح هراس برای هر فرد در نظر می‌گیرد. این بر ضربان قلب تأثیر می‌گذارد، که مشخص شده است میزان ترس را نشان می‌دهد. همه این‌ها برای پیش‌بینی سرعت و جهت حرکت برای هر عضو جمعیت ترکیب شده است.

محققان، CubeP را در شبیه‌سازی‌های کمپیوتری از واکنش جمعیتی‌که در نزدیک وقوع یک واقعه خطرناک بودند، با نتایج واقع‌بینانه آزمایش کردند. یک شخص مجازی در نزدیکی تهدید‌، به‌سرعت وحشت‌زده می‌شود و فرار می‌کند. فرد دوردست‌تر، هر چند بعدا با ترس و رفتار فرار، به آلودگی عاطفی پاسخ می‌دهد. محققان همچنین CubeP را به‌مجموعه‌ داده دانشگاه مینه سوتا و فیلم‌هایی از شرایط اضطراری واقعی، مانند سیستم متروی شانگهای در سال 2014، و واقعه‌ی خارج از ساختمان پارلمان انگلیس در سال 2017 اعمال کردند. در تمام این‌ها، مدل شبیه‌سازی رفتار اجتماعی CubeP نسبت به رویکرد Durupinar و مدل‌های دیگر که عوامل فیزیکی، روانی و فیزیولوژیکی را با یکدیگر ادغام نمی‌کنند، به‌شکل خردمندانه‌ای به واقعیت نزدیک بود.

این پیشرفت، قدرت یک علم چندرشته‌ای از جمعیت را نشان می‌دهد. از آنجا که بینش‌ها جمع می‌شوند، آن‌ها مطمئنا در طراحی معماری و برنامه‌ریزی برای بروز فاجعه مفید هستند. با این‌حال، یافته‌ها می‌تواند به‌نظارت بیشتر جمعیت در فضاهای عمومی منجر شود، پدیده‌ی که هم‌اکنون نگرانی‌های اتحادیه آزادی‌های مدنی آمریکا در مورد حریم خصوصی و احتمال سواستفاده را برانگیخته است.

چیزی از دست می‌رود و چیزی با کاهش رفتار جمعیت به اعداد به‌دست می‌آید. مقایسه مدل‌ها با داده‌های واقعی، بینش استقبال از پویایی جمعیت را ارائه می‌دهد، اما ما نیز نیازمند درک روانشناسی هستیم. الیاس کانتی، نویسنده  و برنده جایزه نوبل(1960) نوشت: «کلاغ‌ها و قدرت کلاسیک، روزی را پیش‌بینی کرد که این همکاری می‌تواند به‌شکستن کد جمعیت کمک کند.» وی با توجه به اهمیت تراکم بحرانی خاص در رفتار جمعیت، نوشت: «ممکن است روزی بتوان این چگالی را دقیق‌تر و حتی اندازه گیری کرد.» اکنون ما می‌توانیم چنین مقادیری را اندازه‌گیری و تجزیه و تحلیل کنیم، اما به نظرات گسترده علوم انسانی و علوم اجتماعی نیز نیاز داریم تا به ما بگویند که آن‌ها واقعاً در این مورد چی نظری دارند.

ترجمه: آصف ابراهیمی

منبع: theweek