【獨家·24小時】遭遇踩踏,逃生有「道」

公元532年1月的一個晚上,君士坦丁堡競技場坐滿了興奮的觀眾,他們正在觀賞一場激烈的賽車比賽。誰料在比賽中途,參賽雙方的支持者藍黨和綠黨卻爆發了衝突。其他觀眾恐被波及,紛紛向競技場外逃離,場面一片混亂。許多人被困在匆忙外逃的人流中,無法動彈,甚至被人群踐踏。這場踩踏事件造成死傷者無數,並最終成了尼卡暴亂事件的導火索,幾乎直接導致了東羅馬皇帝查士丁尼一世統治的結束。

可悲的是,到了1500年後的今天,情況仍沒有多大改觀——自2009年以來,在摩洛哥、科特迪瓦、泰國和埃及等地,均發生過嚴重的體育場館踩踏事件。又比如沙烏地麥加米納地區於當地時間2015年9月24日上午發生朝覲者踩踏事故,而在最近三十多年裡,朝覲麥加的過程當中已發生11次各類事故,大多是踩踏。當意外情況發生時,我們還是不知道如何在狹小的空間、擁擠的人流中逃生。

面對屢屢發生的慘劇,瑞士物理學家、社會學家德克•海爾賓(Dirk Helbing)和他的同事對人類的恐慌情緒進行了長期研究,並最終得出結論:「洶湧的人群會增強物理學上的相互作用,形成巨大的壓力,這種壓力甚至能夠壓彎鐵欄,推倒磚牆。」【獨家·24小時】遭遇踩踏,逃生有「道」

原始本能的延續

一些動物在遇到威脅時,會自然而然地群聚在一起,這是進化形成的一種本能,可以提高它們生存下來的幾率。德國的拉爾夫•托利安(Ralph Tollrian)教授耗費畢生精力,專門研究捕食者混淆效應,他說:「捕食者在捕食時,如果集中注意力盯緊某個獵物,它就沒法顧及其他的獵物了。」

而來自美國密歇根州立大學的蘭迪•奧爾森(Randy Olson)則構建了捕食動物和獵物行為的計算機模型,他認為:「成群的鳥類和魚類在面對某個捕食動物時,會慌亂地四處逃竄,導致捕食者產生‘認知超負荷’。」認知超負荷對捕食動物會產生很大的影響,因認知超負荷而困惑的捕食動物有時會變得異常沮喪,甚至會直接放棄捕獵行為。

無獨有偶,人類在面臨危險時,同樣也會產生聚攏的傾向。誠然,這種行為可能會帶來很多幫助,如共同抵禦外敵(形成團體的力量更容易抵禦威脅),人多勢眾可帶來更多的安全感(個體可以隱藏在群體中)等。不過,當人類由狩獵轉向依靠農耕自給自足,繼而發展城市生活方式時,人類的生存環境已經發生了很大的變化,不會再像以往那樣,需要面臨隨時可能出現的危險。可即便如此,在面對緊急情況時,我們的反應卻依舊沒有改變。美國亞利桑那州立大學的蘭多夫•尼斯(Randolph Nesse)教授對進化原因導致的人類焦慮情緒深有研究,他說:「讓我們祖先感到害怕的事情,仍然會讓我們感到害怕。當我們恐慌的時候,古老的原始本能就會顯現出來。倘若一個房間裡有六個出口,那麼分別從這六個出口平均疏散人群,應該是最符合邏輯的做法,但我們卻偏偏會湧向最為擁擠的那個出口。如此不合常理的行為模式,往往會導致嚴重的後果。」

雖然我們可能很難摒棄本能,但如果能更好地理解慌亂逃跑現象的本質,那麼在突如其來的踩踏事件發生時,我們也許就能提高逃生的幾率。但研究人類恐慌情緒顯然是有些困難的,於是科學家轉向研究能給我們帶來靈感啟示的動物:螞蟻。

【獨家·24小時】遭遇踩踏,逃生有「道」

人蟻本相似

雖然人類和螞蟻是大相徑庭的兩種動物,但古巴哈瓦那大學的物理學家埃內斯托•奧爾蘇勒(Ernesto Altshuler),對螞蟻如何在緊急情況下逃生進行實驗研究後,卻發現「兩者在面臨恐慌時所選擇的逃生方式極其相像」。

在2005年發表的一篇論文中,奧爾蘇勒詳細描述了這項實驗。他將一些黑螞蟻放在一個有兩個對稱出口的圓形白色培養皿中,然後將驅逐螞蟻的液體滴在盤子的中心。他發現,四處逃竄的螞蟻最終大多湧向了其中一個出口,而另一個出口則幾乎無「人」問津。

在奧爾蘇勒的實驗中,我們可以清楚地看到,螞蟻的逃生模式一如人類在踩踏事件中的表現。也許與螞蟻相比,我們的反應還有過之而無不及。澳大利亞墨爾本莫納什大學的尼拉簡•什瓦科迪(Nirajan Shiwakoti)研究的是群體動力學,2011年他用數學模型研究同樣發現——「螞蟻自然形成的集體逃生通道,類似於人類群體運動的方式。」

螞蟻的逃生之「道」

既然螞蟻的逃生模式與人類極為相似,那麼我們能否將螞蟻作為實驗對象,構造出一個合理的逃生之「道」呢?

為此,什瓦科迪構建了一種動物模型,專門研究人類的恐慌現象。他設計了不同位置與特點的逃生出口,並用螞蟻進行了多次實驗,從中發現了一些令人驚訝的現象:創造性地設置一些障礙,阻擋一下驚慌失措的蟻流,反而能加快它們的逃生速度。

設置障礙反而能讓逃生者更快逃生?什瓦科迪和他的同事用實驗證明了這一點。他們有意在螞蟻的逃生通道中設置了一根立柱,結果證明繞過障礙物逃生的螞蟻,比通過無障礙通道逃生的速度更快。

什瓦科迪和他的同事還嘗試用方形培養皿設計了各種不同的逃生出口,有的位於一面牆體的正中,有的位於拐角上。結果他們發現,出口位於一面牆中間且前面沒有障礙物的通道的逃生效率最低,50只螞蟻需要花費18秒才能完全通過。隨後,他們還對螞蟻通過各類出口的逃生時間進行了計時——如果在位於正中的出口通道上加一個立柱障礙物,那麼螞蟻通過這段通道逃生的時間是14秒;若通過設有障礙物的拐角出口通道逃生,那麼時間僅為11秒;若通過沒有障礙物的拐角出口逃生,那麼50只螞蟻的逃生時間只有9.5秒。

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山重水復是捷徑

由此可見,在逃生過程中,距離最短且暢通無阻的通道,恰恰是最不應挑選的路線。當然,這個實驗結果只是針對螞蟻得出的,那麼人類的表現又會如何呢?

什瓦科迪用計算機模擬了一個情景:驚慌失措的行人從一個房間裡逃出來,並選擇不同的路線逃生。結果顯示,精心放置的障礙物在疏散過程中起到了積極的作用。什瓦科迪說:「如果出口在一面牆的中間,那麼你可以從左邊逃,也可以從右邊逃,當然也可以一直往前逃。此時,人流就會分成幾股,並在出口處再次匯合。正常情況下,他們應當依次通過出口,但倘若面對異常緊急的情況,他們顯然就沒有這個耐心了。人們會爭先恐後,互相推搡,直接影響到群體的逃生速度。不過,特意設置的障礙物,卻會在一定程度上幫助阻止這種人流的混亂流動。」我們不難想像,立柱障礙物的出現,會在出口的左右兩邊形成新的通道,從而減少出口處的擁擠和衝突。而拐角出口的逃生效率最高,則是因為它擁有分散群體流的內在特性。「如果出口在拐角處,那麼逃生的群體流既有可能來自左邊,也有可能來自右邊,那麼分流的逃生群體流會更平均一些。」 什瓦科迪這樣認為。

目前,什瓦科迪和他的團隊正在墨爾本足球場出口至火車站的路上設置一些障礙,且初步實驗的效果相當不錯。什瓦科迪說:「我們通過對火車站或體育場館建築結構布局的小小改變,就大幅度提高了人群的疏散速度。」

人類竟能從螞蟻身上學得逃生策略,我們對此不應該感到驚訝。畢竟如何應對群體擁堵,螞蟻已經學習、適應了數百萬年,它們向我們演示的也許正是最好的逃生策略。

詳見《科學24小時》2015年第11期

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