简历阅读- - -想要活着出去吗?跟随蚂蚁

关闭

你已经阅读了每月两篇免费文章中的一篇。了解更多。

关闭

想要活着出去吗?跟随蚂蚁

蚂蚁表明,当他们受阻时,紧急出口可以更好地工作。

在1月A.D. 532的一个晚上,Pandemonium爆发了君士坦丁堡,一个U形的Chariot赛马场包围......由Conor Myhrvold

O公元532年1月的一个晚上,君士坦丁堡竞技场(Constantinople Hippodrome)爆发了一场大混乱。两个派系,绿党和绿党——今天足球流氓的前身——爆发了一场殴斗。当其他观众冲出去的时候,很多人被蜂拥的人群困住,无法到达出口,被踩踏致死。这一事件引发了尼卡骚乱,几乎终结了东罗马帝国皇帝查士丁尼大帝的统治。

1500年过去了,没有什么变化。我们仍然有踩踏事件发生,仍然不能正常地走出封闭的空间。自2009年以来,摩洛哥、科特迪瓦、曼谷和埃及都发生了致命的体育场踩踏事件。瑞士物理学家和社会学家德克·海尔宾(Dirk Helbing)在他们对逃离恐慌的研究中与他的同事们得出结论:“拥挤人群中的物理互动叠加起来,会造成危险的压力……这些压力可以弯曲钢栅栏,或推倒砖墙。”

有些动物在威胁时演变为聚集在一起,因为它增加了他们的生存机会。“掠夺者有能力集中和专注于个体猎物,”德国教授Ralph Tollrian说,他的职业生涯研究了捕食者混淆效果。“当他们处理一个猎物时,他们无法捕猎下一个。”鸟类和鱼类组织在捕食者的存在下传播,使其“认知超负荷”在捕食者中,兰迪奥尔森表示,在密歇根州立大学建立计算机模型和捕食者的捕食者和猛禽行为。捕食者的认知过载可能是如此强大,即它可能完全放弃追求。“困惑的掠夺者有时会变得沮丧,而不是狩猎,”Tollrian说。

人类,人类也在面对危险的情况下开发了丛生的倾向。Tollrian从国防说(一个群体更容易抗拒威胁)以对数量的安全(人们可以隐藏在人群中)。当人类迁移到农业和城市生活方式时,我们的危险变为,但我们的回复没有,亚利桑那州立大学精神病学教授兰多夫Nesse表示,他研究焦虑背后的进化原因。“我们继续害怕对我们祖先危险的事情,”Nesse说。当我们恐慌时,古代直觉就踢了。在一个有六个出口的房间里,似乎最合乎逻辑的行动方案是人群在所有六个中均匀分裂。相反,我们踩到一个。我们无视逻辑并受伤。

虽然我们可能无法忘记自己的本能,但如果我们能更好地理解逃跑恐慌的本质,我们可能会避开它们。由于研究恐慌的人类是困难的,科学家们正转向一个意想不到的灵感来源:蚂蚁。

“人类和蚂蚁是非常不同的动物,”古巴哈瓦那大学的物理学家Ennesto Altshuler说,他研究了蚂蚁如何在紧急情况下逃脱。“但是当你在恐慌时,人类以非常小的方式行事,我们可能看起来有点像蚂蚁。”在一个2005纸阿尔舒勒描述了一个实验,他将黑色的古巴蚂蚁放在一个圆形的白色培养皿中,两个出口对称地放在培养皿的两边。当他把一种防蚁液扔进盘子中心时,更多的蚂蚁不断地向其中一个出口蜂拥而去,复制了人类可能表现出的不对称行为。

在这里,显而易见,人类和蚂蚁都有惊慌失措的行为。事实上,这种联系远不止于此。澳大利亚墨尔本莫纳什大学研究人群动力学的Nirajan Shiwakoti在2011年表示,描述蚂蚁逃跑的数学是类似描述人类逃脱。他说:“蚂蚁自然形成集体交通,并以类似人类群体运动的方式遵循物理路径。”

Shiwakoti意识到了一个机会:他可以制造一个动物模型,不是用于人类疾病,而是用于人类恐慌。所以他开始实验他的蚂蚁会面对的出口的位置和性质,并发现了一些惊人的事情。创造性地阻止了惊慌失措的蚂蚁群的流动加速其逃脱

Shiwakoti用方形培养皿实验了不同的出口场景,这些培养皿的出口位于一边的中间和角落。Shiwakoti发现,位于墙中间且前面没有障碍物的出口是效率最低的设置。他用蚂蚁通过出口的时间来衡量出口的效率。平均而言,50只蚂蚁要花18秒才能通过一个畅通无阻的中间出口。在中间出口前增加一列纵队将时间缩短至14秒。一个弯道出口,前面有一根柱子,逃生时间不到11秒。但最好的逃逸时间是在没有前场纵队的情况下,在不到9.5秒的时间内从弯道出口。

“如果你的墙中间有一个出口,你可以想象来自左侧,右侧和直线,”石武觉说。这些不同的蚂蚁或人口流,必须在出口处合并并轮流通过。但人们不耐烦,并开始推动和推动。列有助于构建流量。“该列在左侧和右侧提供了一些频道,这会降低出口处的冲突。”Shiwakoti说,拐角处出口如此高效的原因,是因为它具有构建流量的内在能力。“如果出口在拐角处,那么人们可能只来自左右,所以你有更统一的流动。”

Shiwakoti和他的团队正在尝试在墨尔本足球场通往火车站的出口处设置障碍物。初步结果看起来很有希望。Shiwakoti说:“只要在布局、火车站或体育场的建筑上做一些小小的改变,就可以在疏散率方面取得巨大的改善。”也许我们不应该对我们所学到的意想不到的教训感到惊讶。数百万年来,蚂蚁一直在学习如何应对拥堵。他们可能会给我们指明出路。


Conor Myhrvold撰写有关科学、技术和自然的文章。他的其他作品已经在《自然》,《科学美国人》,《麻省理工科技评论》,《Ars Technica》快速公司实验室。

46条评论-加入讨论