Tihanyi Péter
A menekülés útjai
Vicsek Tamás fizikus professzor
„Amíg egy birkanyáj egy helyben áll vagy toporog, addig képtelenek egy irányban lenni. Mindenfajta kanyargós mintázatokat mutatnak álló helyzetben, de ebből nincs különösebb konfliktus addig, amíg állnak. De abban a pillanatban, ahogy megindulnak, azonnal fölveszik a közös irányt. Ha nem egy irányba néznének, konfliktusba kerülnének egymással. Tehát az intenzív mozgás kényszeríti ki a közös irányt.”
Vicsek Tamás. Több rangos külföldi egyetem díszdoktora és vendégprofesszora Fotó: MTI- Mi az a statisztikus fizika? Mondjon róla pár szót!
- Mivel emberek nagy csoportjának viselkedését vizsgáljuk, a statisztikus fizika természetes ötletként merül fel mint jól alkalmazható tudományág. Ez a tudományág sok egymással kölcsönható, egyszerű és hasonló objektumot (egységet) tartalmazó rendszerek tulajdonságaival foglalkozik.
- Mit ért azon, hogy egyszerű, ebben az összefüggésben?
- Azt, hogy az objektumok közötti kölcsönhatás az, ami a rendszer egészének viselkedése szempontjából döntő. Tehát az egyes objektumok belsejében lejátszódó folyamatok elhanyagolhatóak a teljes rendszer viselkedésének vizsgálatakor. Sok esetben a rendszert alkotó élő egységek (emberek) valamilyen többé-kevésbé optimális viselkedést választanak, amelyek előre prognosztizálhatóvá, láthatóvá teszik ezeket a rendszereket. Gondoljon a választások megközelítő kimenetelére vonatkozó prognózisokra! A kollektív együtt mozgás tanulmányozásának is - például a madárrajok vonulása, birkanyáj mozgása - érdekes alkalmazásai lehetnek. Egy óriási tengeri halraj mintázatának megértése hasznos lehet a halászati stratégiák kidolgozásánál. Vagy az embertömegek mozgásának modellezése segítheti a várostervezést.
- Beszéljen legutolsó - a világsajtóban is óriási visszhangot kiváltott - munkáinak egyikéről, a pánik vagy a vastaps kutatásáról!
- Ha nagyon sok ember viselkedését kell leírni, akkor bizonyos dolgok egyszerűbbé válnak, mintha egy emberét kellene leírni. A tömeg igazából egyszerűbben viselkedik, mint egy ember, így előbb-utóbb a fizika módszereit lehet rá is alkalmazni. Talán a sportesemények szolgáltatják a legjobb példát, de a tüntetések vagy munkaszüneti napokon a bevásárlóközpontok szintén tipikus helyek, ahol nagy a tömeg. Ha egy bevásárlóközpont mozijában, diszkójában megszólal a tűzriadó, mindenki rohan a vészkijárat felé, ami leggyakrabban egy szűk kis ajtó. Az emberek ilyenkor megszűnnek embernek látni a másik embert - megszűnnek az érzelmi és lélektani kapcsolódások -, számukra a másik egy hatvan-nyolcvan kilós tárgy, akit le kell győzni, meg kell előzni, akár azon az áron is, hogy halálra tapossák. Beírjuk a programba, hogy van egy nyolcvankilós, henger alakú objektum, ami 5 méter/secundum sebességgel szeretne a vészkijárat felé menni, de van egy másik objektum is - és még száz vagy akár kétszáz -, így összeütköznek, nyomják egymást. Akkor a történet már erőről és sebességről szól, ez pedig tiszta fizika, így modellezhető számítógépen.
- Mondjon el egy ilyen jellegű konkrét kísérletet!
- A leggyakrabban tanulmányozott helyzet, mikor egy hirtelen riadalmat keltő információ (például tűzriadó) után zárt térben (csarnok, mozi, bolt, diszkó) tartózkodó embereket vizsgálunk. Az embereket reprezentáló részecskéket véletlen módon egy olyan, szoba alakú tartományon helyezzük el, amelynek egyetlen ajtaja van, ahol a részecskék kiléphetnek. (Ez a modell azt a helyzetet értelmezte, mikor egy sötét vagy füstös szobából nem ismert előre a menekülési útvonal.) Az egyes részecskék mozgását a következő tényezők határozzák meg:
1. Minden részecske megpróbál egy jól definiált sebességgel haladni. 2. A mozgása irányát meghatározza a szomszéd mozgási iránya, egy pánikparaméter, egy véletlen kis zavar, valamint a szoba falának létezése. 3. Ha a pánikparaméter kicsi, a részecskék hajlamosak a pillanatnyi irányukat tartani. Ha nagy, akkor feladják minden önkontrolljukat, és követik a szomszédaik átlagos irányát. Ez vezet a legnagyobb tragédiákhoz. A közbeeső értékeknél a részecskék egyaránt követik a többi mozgását, miközben valamilyen mértékig eredeti irányukat is tartják. 4. Az így kiszámított irányhoz adott mértékű véletlen irányt is adunk, mert a véletlenszerűség az emberi döntések egyik jellemzője.
- Milyen következtetéseket, a gyakorlatban is alkalmazható tanulságokat tudtak levonni ebből?
- Kis pánik esetén viszonylag hosszú ideig tartott a szoba kiürítése. Részecskék ilyenkor nem lépnek kapcsolatba egymással. Legtöbbször csak a véletlen irányváltoztatások hatása miatt menekülnek meg. Nagy pánik esetén szintén hosszú ideig tart a menekülés, mert a részecskék szorosan követik egymást, és ha a részecskecsoport iránya nem a helyes irány, akkor a teljes csoport minden korrekció nélkül a rossz irányba fog haladni. Nagyon sokan a halálukat lelhetik ebben az esetben. A közbeeső pánikértékek között a legoptimálisabb a szobát elhagyó részecskék mozgása. Tudniillik csak ebben az esetben van hajlandóságuk a többieket is követni, de más hatásokra is irányt váltani, és van képességük a tartósan rossz irányba haladó csoporttól elfordulni is. Vagyis a még tiszta önkontroll és a szomszédok általi irányítás még optimális keveréke eredményezi a leghatékonyabb viselkedést. Ez mindenfajta társadalmi csoport kollektív viselkedésének egyik fontos formája lehet.
- Nem beszélt még az eredmények gyakorlati alkalmazásáról.
- Mi alapkutatók vagyunk, megpróbáljuk megteremteni a feltételeit egy olyan alkalmazott kutatásnak, amely kutatások hasznosak lehetnek épületek tervezésekor, alagutak, hidak építésekor vagy világvárosok teljes és gyors evakuálásakor a menekülési útvonalak megtervezésénél. Londonban van már egy cég, amelyik tanácsadással foglalkozik a rendőrség számára.
- Milyen tanácsadással?
- Óriásrendezvények előtt kikérik a tanácsaikat, hogy hogyan rendezzék be a terepet. Ők nem kifejezetten pánik típusú, hanem más típusú szimulációkkal próbálják előre meghatározni, hogy az emberek milyen áramlása várható. Ez a londoni cég csinálta a mostani olimpián az emberek mozgatási rendszerét, beleértve a megnyitót is. A perspektívája ezeknek a kutatásoknak nem kevesebb, mint hogy bevonulunk a várostervezési gyakorlatba a terek, épületek és menekülési útvonalak tervezésénél. Jövőre lesz az első olyan világkonferencia, ahol menekülési útvonalak számítógépes tervezését fogjuk bemutatni.
Voltam a budapesti Városházán, próbáltam érzékeltetni, hogy az emberi és gépkocsi-közlekedési viszonyok leírása terén nagy áttörés történt a világban. A városokon belül az autók áramlásának a mikroszkopikus modellezésével minden egyes autó elvben a számítógépben megjelenik. Bedigitalizálják a város térképét, elhelyezik rajta ezeket a számítógéppel odaképzelt autókat. Tudják az adott városrészből reggelenként érkező autókat, felvételeket készítenek, és akkor elkezdik a lámpák beállítását a számítógépben változtatni. Így a budapesti forgalmi dugók nagymértékben csökkenthetőek lennének. De a Városházán nem keltett a dolog nagy érdeklődést, néhányan még ki is nevettek. Ez egy nagyon provinciális pillanat volt az életemben. Hiszen ezzel a kutatási témával mi többször is a világ legrangosabb tudományos folyóiratának, a Nature-nek a címlapjára kerültünk.
- Mely országok érdeklődnek leginkább az Önök kutatási eredményei iránt?
- A világ legjelentősebb városai, egyetemei mind szinte naprakészen követik a kísérleteinket. Ezen belül is Amerika, London és Izrael mutatja a legtöbb érdeklődést a menekülési útvonalakkal kapcsolatos munkáik iránt.
- Itt a szobája falán, ahol ülünk, gyönyörű fotókat, posztereket látok magasan szálló vadludakról, birkanyájakról, kinagyított levélerezetekről. Ezek a képek összefüggnek Önnel, illetve a fizikával?
- Közvetve nagyon is. Már vagy hat-hét évvel ezelőtt kezdtem először azt vizsgálni, hogy milyen kollektív viselkedési formák vannak az élővilágban, mik azok a jelenségek, amikor egyirányúvá rendeződnek - szinkronizálódnak - a viselkedések. Egy madárcsapat elvileg össze-viszsza is repülhetne, persze ez hátrányos lenne számukra, mivel összeütköznének, meg sehová sem jutnának. Ahhoz, hogy egy csapattá legyenek, és el is jussanak a céljukhoz, rendezetten és azonos irányba kell minden madárnak repülnie.
- Na de mitől repülnek egy irányba és olyan pontosan és rendezetten, hogy a legszebb és legszabályosabb esztétikai képet nyújtják?
- Amikor tízezer flamingó az afrikai tóparton táplálkozik, egyáltalán nem egy irányban állnak; aztán ott, ahol vannak, felröppennek, és egy tizedmásodperc alatt hajszálpontosan egy irányba repül már mindegyik. De ez egyáltalán nem nyilvánvaló dolog. Mert ha például volna egy madár, akit követnek, akkor rendben van: mindenki ezt a madarat figyeli, arra megy, és kész. De nincs ilyen madár, akkor most kire figyelnek? A mellettük lévőre, az összes többire? Mi tudtuk először bebizonyítani és pontosan leírni, hogy elegendő, ha csak a mellettük lévőt figyelik; ez oda vezet, hogy két-három másodpercen belül a tízezres madárraj pontosan egy irányban fog repülni.
- És hol jön be a képbe a fizika?
- Ott, hogy a fizikának a rendeződés elve egy régi és érdekes területe. Egy vas azért mágnesezhető, mert a benne eredetileg különböző irányba mutató kis mágneses atomok egy irányba vannak fordítva. Ha mindegyik egy irányba mutat, felerősítik egymást. Ha különböző irányba mutatnak, kioltják egymás erőit.
- Ez igaz lehet egy társadalomra, egy pártra, egy cégre is?
- Hogyne. Nézze, a mágnest úgy szokták mágnesezni, hogy egy óriási mágneses teret rákapcsolnak, és hirtelen mindegyik atom egy irányba fordul. De van egy olyan átmenet a mágneseknél, mikor külső erő nélkül is képesek az atomok egy irányba fordulni. Ezt hívják spontán mágneseződésnek, és ez a fizika egyik legizgalmasabb része. Ha ezzel a képlettel messzire akarok rugaszkodni, azt mondom, a társadalomban is az a legvonzóbb, mikor nagy külső behatások nélkül az emberek egyszer csak megpróbálják spontán módon egy irányba rendezni a soraikat, gondolataikat, céljaikat.
- Egy juhnyáj például milyen biológiai, fizikai elv alapján tud egy csoportba rendeződni? Ez az elv felelős az úgynevezett csordahatásért? Ez erőt tükröz vagy gyengeséget?
- Amíg egy birkanyáj egy helyben áll vagy toporog, addig képtelenek egy irányban lenni. Mindenfajta kanyargós mintázatokat mutatnak álló helyzetben, de ebből nincs különösebb konfliktus addig, amíg állnak. De abban a pillanatban, ahogy megindulnak, azonnal fölveszik a közös irányt. Ha nem egy irányba néznének, konfliktusba kerülnének egymással. Tehát az intenzív mozgás kényszeríti ki a közös irányt. Ha van pásztor a nyáj előtt, ha nincs, egy birkanyáj, ha elindul, egy irányba indul. De hogy milyen irányba, ezt határozza meg a pásztor. Ez már különbözik a fizikától, mivel a vasban ezek a kis mágnesek nem mozognak. A biológiának ezt az alaptulajdonságát, ezt a mozgás kiváltotta rendeződést találtuk mi meg úgy hét évvel ezelőtt, és ez irányította a figyelmemet az élővilágban is megtalálható rendeződésekre.
„A kollektív emberi viselkedés értelmezése és megismerése iránt óriási az érdeklődés. Sokféle csoportosulás jön létre, gondolok itt koncerteken, sporteseményeken, pályaudvarokon, tüntetéseken összegyűlt nagy tömegekre. Azokban a helyzetekben, amikor egy csoport tagjai között az együttműködés viszonylag jól meghatározott (például a gyalogosforgalom, a vastaps vagy egy pánikhelyzet esetében), a megfelelő modellek segítségével megvilágítható a megfigyelt jelenségek lényege. Mivel ezek a spontán közösségek viszonylag egyszerű példák emberi csoportok kialakulására, tárgyát képezhetik társadalmi mechanizmusok vizsgálatának is. Hatalmasra növekedett annak a lehetősége, hogy az emberek viselkedését nagymértékben befolyásolják. (Az, hogy milyen autót, mosóport, üdítőt veszel, vagy kire fogsz szavazni, ma már nagyrészt manipuláció kérdése.) Az emberek befolyásolását óriási gyanakvás kíséri, bár az vezethet nyilvánvalóan jó eredményre is. Az a tény, hogy az embertömegek manipulálhatók, növeli az elvárást és az érzékenységet az új kutatási módszerekkel kapcsolatban.” (Vicsek Tamás)
