Denne artikkelen er produsert og finansiert av Norges forskningsråd - les mer.
Hva kan skje hvis en folkemengde blir veldig tett?
På avstand kan en musikkfestival se ut som et eneste stort menneskehav. Men når mange nok samles, oppstår mønstre som forskere faktisk kan forutsi.
Hva skjer når et stort antall mennesker samles på samme sted? Når blir det farlig mange og hvilke mønstre og fenomener kan forskerne forutsi? Det ville Kristopher Schau ha svar på.(Foto: Tons of rock)
Idet portene til festivalen Tons of Rock åpner, begynner tusenvis av mennesker å strømme inn over Ekebergsletta i Oslo.
Noen småjogger mot den store scenen for å se favorittbandet Black Debbath starte det hele, som de alltid gjør. Andre rusler rolig med en øl i hånda.
Vennegjenger holder sammen, mens enkelte allerede har kurs mot merchandise-teltene.
De fleste tror de beveger seg akkurat dit de selv vil. Likevel vet forskerne at det snart vil oppstå mønstre ingen har planlagt.
Stier dannes mellom bodene, køer vokser fram på de samme stedene og enkelte områder blir tettpakket, mens andre forblir nesten tomme.
Ikke fordi noen har bestemt det, men fordi store folkemengder følger overraskende regelmessige mønstre.
Kan en stor folkemengde faktisk forutsies?
For fysiker Eirik Grude Flekkøy ved Universitetet i Oslo er det også et forskningsproblem.
– Man kan sammenligne med å ta lokket av en gassbeholder. Da strømmer gassen ut, sier han.
Han skal få forklare det senere.
Flekkøy er professor ved senter for porøse medier.
Når episoden til podcasten Nysgjerrige Norge spilles inn, står han på et platå på Ekebergsletta sammen med sosialantropolog Tone Sommerfelt fra fredsforskningsinstituttet PRIO og programleder Kristopher Schau.
De ser utover det som snart skal bli en av Norges største menneskemengder.
– Den måten vi fysikere har studert på, har vært å se på strømningsbilder, hvor vi regner ut et gjennomsnitt av mange menneskers bevegelse, sier han.
Sosialantropolog Tone Sommerfelt ser det samme folkehavet, men legger også merke til noe annet.
Podcast: Når folkemengder blir fysikk
I denne episoden av podcasten Nysgjerrige Norge tok Kristopher Schau med seg fysiker Eirik Grude Flekkøy og antropolog Tone Sommerfelt opp i en lift under festivalen Tons of rock for å analysere menneskemengdenes bevegelser i sanntid.
Lenke til episoden finner du nederste i denne artikkelen.
Modellene kan brukes til å planlegge togstasjoner
– Det er jo en forventningsfull masse. Folk kommer jo ikke inn her helt uten forventninger. De vet hva de kommer til. Det finnes konvensjoner for hva man gjør på konsert, sier hun.
Der fysikeren ser strømning, ser antropologen også kultur.
Annonse
– Her er vi forbi den gamle kultur-versus-natur debatten som vi hadde på 1970-tallet, sier Flekkøy.
Fordi fysikkens modeller bygger på verdier og væremåter som varierer mellom kulturer, må fagene samarbeide i sitt forsøk på å forstå bevegelser i store folkemengder.
Fagene møtes for eksempel i et overraskende spørsmål: Kan en stor folkemengde faktisk forutsies?
Svaret har betydning langt utover musikkfestivaler. De samme modellene brukes til å planlegge stadioner, kollektivknutepunkter og andre steder der mange mennesker samles.
Festivalområdet ser først tilfeldig ut. Men etter hvert dannes stier mot toalettene, strømmer mellom scenene og køer på de samme stedene – mønstre ingen har planlagt.(Foto: Andreas Kjensli Knudsen)
– Festivalportene kan sammenlignes med ventilen på en gassbeholder
Når én person beveger seg gjennom en festival, er det nesten umulig å vite hvor vedkommende går. Kanskje stopper han ved en matbod. Kanskje møter han en venn. Kanskje ombestemmer han seg.
Men når titusenvis av mennesker gjør det samme samtidig, begynner noe å skje.
På samme måte som fysikere ikke følger hvert enkelt molekyl i en gass, men ser på bevegelsene til hele systemet, kan store menneskemengder beskrives ved hjelp av statistiske modeller.
– Temperatur er jo bare et mål på hvor fort molekylene beveger seg. Det målet kan man bruke på mennesker også, forklarer Flekkøy.
Her handler temperatur om hvor mye folk beveger seg, ikke hvor varmt det er. Mennesker som står rolig foran en scene representerer en «lav temperatur». Når publikum begynner å løpe, presse eller skifte retning, øker den.
Analogien stopper ikke der.
– Festivalportene kan sammenlignes med ventilen på en gassbeholder. Lokket tas av og gassen strømmer ut. Når tusenvis av mennesker skal gjennom noen få innganger, oppstår de samme flaskehalsene som fysikere kjenner fra strømning av gasser og væsker, sier professoren.
Annonse
Ikke helt som en væske
Likevel er mennesker verken molekyler eller vanndråper.
– Analogien holder et stykke på vei, men ikke helt, sier Flekkøy.
Når publikum er spredt utover festivalområdet, ligner bevegelsene mest på en gass. Det er god plass mellom menneskene, og alle kan velge sin egen vei.
Etter hvert som området fylles opp, endrer bildet seg.
– Hvis menneskene er så tett innpå hverandre at de ikke klarer å justere plasseringen i forhold til hverandre lenger, blir det mer som et fast stoff der molekylenes posisjon er låst i forhold til hverandre, sier han.
En væske er derimot noe annet. Molekylene holder seg tett sammen fordi de tiltrekker hverandre, samtidig som de kan gli forbi hverandre og stadig skifte partnere.
Mennesker har ingen tilsvarende tiltrekkende kraft som holder dem på plass, så menneskemengder ligner mer på en gass, som godt kan bli veldig tett. Men siden gasser og væsker adlyder de samme strømningslovene, kan de modelleres på samme vis.
Likevel viser studier at den gjennomsnittlige strømningen i en stor menneskemengde ofte kan beskrives med de samme matematiske modellene som brukes for væsker.
– Hvis du ser på strømningsbildet, altså gjennomsnittshastigheten til grupper av mennesker, så ligner det veldig på strømningen til en væske gjennom en trakt, sier Flekkøy.
Mønstre ingen planlegger
Fra scenetårnet ser festivalområdet først tilfeldig ut. Men etter hvert dannes stier mot toalettene, strømmer mellom scenene og køer på de samme stedene – mønstre ingen har planlagt.
Annonse
– Man vil se at alle beveger seg litt. Så vil det kanskje dannes stier mot baren og toalettene. Når folk skal ut, får du et storskala strømningsbilde som ligner strømningen i en væske gjennom en trang åpning, sier Flekkøy.
For fysikere er dette et eksempel på noe som kan beskrives som aktiv materie.
– Aktiv materie er en stor mengde partikler som har sin egen fremdrift, i likhet med en fisk, en bakterie eller et menneske, sier Flekkøy.
Selv om hvert menneske tar sine egne valg, kan helheten følge mønstre som ingen enkeltperson har bestemt.
Det er nettopp slike kollektive bevegelser forskerne forsøker å forstå.
Det skjer noe når antall mennesker blir stort nok
For en fysiker er det fristende å beskrive en folkemengde med ligninger. Men Tone Sommerfelt mener det er noe som går tapt dersom menneskene bare blir til partikler.
Hun er enig i at store menneskemengder kan utvikle mønstre ingen enkeltperson har planlagt. Samtidig peker hun på at mennesker alltid kommer inn i en sosial situasjon med forventninger, erfaringer og kulturelle regler.
– Så jeg ser ikke bare en strømning, selv om det er masse uforutsigbarhet i det også. Det er noen konvensjoner som regulerer dette, sier hun.
Det betyr at to folkemengder med samme størrelse ikke nødvendigvis oppfører seg likt. Likevel skjer det noe når antallet mennesker blir stort nok.
– Hvert enkelt menneske har en egen kraft. Men det kollektive resultatet kan ikke styres tilbake til intensjon. Det oppstår noe eget, og en egen dynamikk, sier Sommerfelt.
I forskningen omtales slike fenomener gjerne som emergente fenomener – mønstre som oppstår spontant når mange individer påvirker hverandre. Ingen bestemmer at de skal oppstå, men de gjør det likevel.
Flekkøy beskriver det som noe av det mest fascinerende aktiv materie-forskningen har vist.
Annonse
– Helheten er mer enn summen av delene. Det oppstår en type dynamikk som ikke er tilsiktet fra individene, og som dermed skjer helt spontant, sier han.
Når blir en folkemengde farlig?
De fleste festivaler forløper uten alvorlige hendelser. Men historien viser at store folkemengder i enkelte situasjoner kan utvikle seg svært raskt fra å være ufarlige til livstruende.
Det avgjørende er ikke nødvendigvis hvor mange mennesker som er til stede, men hvor tett de står.
Ifølge Flekkøy begynner forskerne å se en tydelig endring når tettheten passerer rundt fire mennesker per kvadratmeter.
– Da begynner folk å miste kontrollen over sin egen bevegelse, sier han.
På dette nivået er det ikke lenger enkeltmenneskene som bestemmer hvor de beveger seg. Kreftene fra menneskene rundt overtar gradvis styringen.
I modeller av aktiv materie og i virkeligheten oppstår det da et overraskende fenomen.
Når et storskala fenomen plutselig endrer seg dramatisk
– Med de høye tetthetene får du oscillerende bevegelser. I løpet av rundt 20 sekunder fullfører hvert enkelt individ en sirkelbevegelse, forklarer Flekkøy.
Når mange tonn mennesker beveger seg samtidig, er det nesten umulig for enkeltpersoner å stoppe bevegelsen.
– Når vi har en sirkelbevegelse med mennesker som til sammen veier ti eller tjue tonn, som en trailer, og et menneske eller noen få mennesker skal stoppe det, da blir det farlig, sier Flekkøy.
En tetthet som overskrider en kritisk verdi er et eksempel på et tippepunkt der et storskala fenomen plutselig endrer seg dramatisk.
Tilsvarende tippepunkter og emergente fenomener studeres i antropologien og statsvitenskapen, legger Sommerfelt til.
Et eksempel er politiske strømninger, som plutselig bryter ut i demonstrasjonstog og massebevegelser den dagen tilstrekkelig mange meningsfeller oppdager hverandre, og det blir mer fristende å stå innenfor enn utenfor.
Kan datamodeller varsle om farlige situasjoner?
Kunnskapen brukes ikke bare til å forstå hva som skjer i store folkemengder. Den kan også brukes til å planlegge festivalområder, stadioner og andre steder der mange mennesker samles.
Datamodeller kan blant annet beregne hvor det sannsynligvis vil oppstå køer, hvilke passasjer som blir flaskehalser og hvordan mennesker fordeler seg mellom ulike attraksjoner.
– Hvis vi har attraksjonspunkter, og representerer menneskene som partikler, kan vi simulere det, sier Flekkøy.
Han understreker samtidig at slike modeller har begrensninger.
Det er vanskelig å forutsi nøyaktig hva som kommer til å skje flere minutter eller timer fram i tid. Derimot kan modellene fungere litt som værvarsling.
– Det man kan bruke simuleringen til er å gjøre korttidsprognoser, litt som værmeldingen. Du kan kanskje melde folketettheten om et minutt, eller en kort tid, slik at man kan slå alarm, sier han.
Målet er ikke å forutsi enkeltmenneskers bevegelser, men å oppdage når hele systemet er i ferd med å utvikle seg i en farlig retning.
Derfor er ikke mennesker bare partikler
Selv om fysikken kan forklare mye av bevegelsene i en folkemengde, mener Sommerfelt at den ikke kan forklare alt.
Festivaler handler også om ritualer, forklarer hun. Publikum synger de samme sangene, løfter armene samtidig, danner moshpits og følger uskrevne regler som nye deltakere raskt lærer seg.
– Festivaler har et klart rituelt preg. Folk gjør ting som ikke bare er funksjonelle, men som får andre betydninger, sier hun.
Det er nettopp denne meningen som gjør at ikke alle fenomener lar seg beskrive med fysikkens partikkelmodeller.
Fenomenet «Walls of death» er et eksempel: der deler publikum seg på midten og trekker til sidene, for så å løpe mot hverandre på et gitt tidspunkt i låta som spilles på scenen.
Det hele styrt av kultur, forventinger og koreografi, utdyper sosialantropologen.
Samtidig peker begge på at mennesker kanskje ikke er fullt så unike som vi ofte liker å tro.
Dyr danner også mønstre, og de lærer av hverandre. Forskjellen ligger først og fremst i hvordan de kommuniserer.
– Vi mennesker er utstyrt med syn og taleevne. Fisk har et organ som gjør at de hele tiden vet hvor de andre fiskene er. Maur kommuniserer primært med kjemi, med lukt, sier Flekkøy.
Ingen kan forutsi hvor én festivalgjest går. Men når titusenvis gjør det samtidig, blir altså bevegelsene langt mindre tilfeldige. Det er disse mønstrene forskerne prøver å forstå, både for å lære mer om menneskelig atferd og for å gjøre store folkemengder tryggere.
