Bir insan-kalabalık deneyinde yakalanan eğimli şeritler. Şeritler, zıt yönlerde hareket eden iki grup insan tarafından oluşturulur. Eğim, “sağdan geç” trafik kuralından kaynaklanır. Kredi bilgileri: K. Bacik. B. Bacik, T. Rogers
Birleşik Krallık’taki Bath Üniversitesi’nden yapılan matematik araştırması, kalabalıkların oluşumu ve davranışlarına yeni bir ışık tuttu.
{1 }İnsanların kalabalık bir bölgede yürürken, tartışmadan ve hatta ikinci kez düşünmeden nasıl içgüdüsel olarak şeritler oluşturduklarını hiç düşündünüz mü?
İngiltere’deki Bath Üniversitesi’ndeki matematikçiler tarafından geliştirilen yeni bir teori. İngiltere ve Profesör Tim Rogers tarafından yönetilen, bu fenomeni açıklıyor. Bu teori, şeritlerin ne zaman düz olacağını ve aynı zamanda ne zaman kavisli olacağını da tahmin edebilir.
Bu teori, insanlar şerit yerine bir taraftan geçme alışkanlığına sahip olduklarında, bozuk bir şeridin eğimini bile tanımlayabilir. diğer (örneğin, sık sık “sağdan geçmeleri”nin hatırlatıldığı bir durumda).
Bir insan kalabalığı deneyinde yakalanan parabolik şerit oluşumu. Kırmızı grup deney alanını “güneyden kuzeye” geçer ve mavi grup yandaki dar bir kapıyı hedefler. Teoriyle uyumlu olarak, kalabalık kendiliğinden (eş odaklı) paraboller şeklinde şeritler halinde kendi kendine organize olur. Kredi bilgileri: K. Bacik. B. Bacik, T. Rogers
Bu matematiksel analiz, şerit oluşumunun kökeni hakkındaki çelişkili bakış açılarını birleştiriyor ve günlük hayatta gözden kaçabilecek yeni bir yapı sınıfını ortaya koyuyor.
{1 }Yakın zamanda prestijli Science dergisinde yayınlanan keşif, disiplinler arası ‘aktif madde’ biliminde -bakterilerden hayvan sürülerine kadar değişen ölçekte etkileşen popülasyonlardaki grup davranışlarının incelenmesi- büyük bir ilerleme teşkil ediyor.
Arenalarda test edildi
Araştırmacılar teorilerini test etmek için bir grup gönüllüden giriş ve çıkış kapılarında değişikliklerle farklı düzenleri taklit eden deneysel bir arenada yürümelerini istedi.
Bir arena kuruldu Londra’daki King’s Cross İstasyonu tarzında. Araştırmacılar, deneyin video görüntülerine baktıklarında, gerçek hayatta şekillenen matematiksel kalıpları gözlemlediler.
Yoğun bir arenada yayalar kendiliğinden şeritler oluşturur. Kredi bilgileri: K. Bacik. B. Bacik, T. Rogers
Profesör Rogers şöyle dedi: “Bir bakışta iki kapıdan geçmeye çalışan bir yaya kalabalığı düzensiz görünebilir ama daha yakından baktığınızda gizli yapıyı görürsünüz. Alanın düzenine bağlı olarak, klasik düz şeritleri veya elips, parabol ve hiperbol gibi daha karmaşık eğri desenleri gözlemleyebilirsiniz”.
Şerit oluşumu
Tek sıra alaylar yoğun yaya geçitlerinde oluşan şerit oluşumu, şerit oluşumuna yalnızca bir örnektir ve bu çalışmanın, özellikle fizik ve biyoloji alanlarında olmak üzere bir dizi bilimsel disiplin için çıkarımları olması muhtemeldir. Benzer yapılar, bir hücredeki yüklü parçacıklar veya organeller gibi cansız moleküller tarafından da oluşturulabilir.
Şimdiye kadar bilim adamları, insan topluluklarının ve diğer aktif sistemlerin neden doğal olarak şeritler halinde kendi kendilerine organize olduklarına dair birkaç farklı açıklama yaptılar. ancak bu teorilerin hiçbiri doğrulanmadı. Bath ekibi, Albert Einstein’ın test edilebilir tahminler yapan Brownian hareketi teorisinden ilham alan yeni bir analitik yaklaşım kullandı.
Teorilerinin çarpışan parçacıkların sayısal simülasyonlarıyla uyuşmasından cesaret alarak, daha sonra ekip oluşturdular Polonya, Katowice’deki Beden Eğitimi Akademisi’nden bir deneyci olan Profesör Bogdan Bacik ile bir araya geldi ve insan kalabalığını kullanarak bir dizi deney (King’s Cross’ta modellenen gibi) yürüttü.
Baş yazar Dr. Karol Bacik şunları söyledi: “Şerit oluşumu bilinçli düşünmeyi gerektirmez – deneye katılanlar kendilerini iyi tanımlanmış matematiksel eğriler halinde düzenlediklerinin farkında değillerdi.
“Düzen, farklı amaçlara sahip iki grup olduğunda kendiliğinden ortaya çıkıyor. kalabalık bir alanda yolları kesişir ve birbirlerine çarpmamaya çalışırlar. Pek çok bireysel kararın kümülatif etkisi, istemeden şeritlerin oluşmasına neden oluyor.”
Araştırmacılar, harici olarak uygulanan trafik kurallarının etkilerini de test ettiler; yani, katılımcılara diğerlerini sağdan geçmeleri talimatını verdiler. Teorik tahminle uyumlu olarak, bu kuralın eklenmesi şerit yapısını değiştirdi.
“Yayalar sağa dönüşleri tercih ettiğinde, şeritler eğimli hale gelir ve bu, insanları yavaşlatan hayal kırıklığı yaratır” dedi. .
“Geliştirdiğimiz şey, herhangi bir sistemde şerit oluşumu eğilimini tahmin eden düzgün bir matematiksel teori,” diyen Profesör Rogers şunları ekledi: “Artık önceden düşünülenden çok daha fazla yapının var olduğunu biliyoruz. ”
Referans: “Karmaşık aktif akışlarda şerit çekirdeklenmesi” yazan Karol A. Bacik, Bogdan S. Bacik ve Tim Rogers, 2 Mart 2023, Science.
DOI: 10.1126/science.add8091