從自然規律角度看對人群踩踏的控製

從自然規律角度看對人群踩踏的控製

特有理
2015-1-8

一個事件的發生必然涉及諸多因素，有些是主要的，有些是次要的。要控製一件事情，當然要從主要因素入手。關於人群的踩踏，其本質就是人群行進過程中的失控。其起因就是人群在特定方向的湧擠。而大量的人群，則是發生湧擠的必要條件。從科學角度講，就是由於物質運動的矢量方向疊加，造成了運動的狀態突破了係統所具有的調控範圍，從而失去了應有的控製。那麽從調控的角度，一是減小產生矢量疊加的變量元素，使其動態範圍在係統調控範圍之內；另一個是增加係統的調控能力，使得係統可以承受更多、更大的變量作用。從自然發展的角度，真正所要重視的應該是後者，即擴大係統的調控能力；而不是試圖壓縮係統的工作範圍。人類的曆史也證明，人類在發展過程中，所得到的信息量會越來越大，生活的節奏會越來越快，掌控的能量等級也會越來越高。最貼近生活的例子，就是人類開發的運載工具，其動能越來越強、速度也越來越快。人類得到文明發展的好處，就是活動的空間和自由度不斷增加，但伴隨的，必然是風險越來越大。人坐在牛車上，即使翻了車基本上就是受個傷，但讓飛機掉下來試試。然而有誰會認為人類應該放棄汽車、高鐵、飛機，轉而倒退回牛車代步的時代？

 

道理似乎很簡單，但現實中許多人並不能真正理解其中的含義。當中國百年之前麵對東西方文明的碰撞時，不是舉國幹出砍電線杆、刨鐵路、毀機器的“壯舉”嗎？這種表現的本質就在於當時的中國社會嚴重缺乏處理大量文明信息的能力，其意識的自然根源，就是試圖壓縮新增長的信息空間以適應傳統社會的信息處理能力。與這相類似的，是有些宗教關於婦女蒙麵的規定。這種規定無非是希望減少男人的衝動，維護社會的純潔，減少社會由性資源爭奪而產生的種種矛盾和衝突。但這些方法與現在許多人提出的，靠控製人流和人群密度來避免踩踏的發生是完全一個思路。都是靠壓縮事物運行的動態幅度來降低整個係統的風險。這就好比初學駕駛的狀況，新手學車必然從低速開始，但真正上路後就會發現，緩慢反而會成為肇事的一個因素，特別是在高速路上，不及時、不果斷、不快速的行駛很有可能釀成大禍。那麽在高速路上，你是要所有的車減速讓你四平八穩的溜達，還是學會應對高速駕駛中的環境？

 

普通的語言描述不可能達成封閉的概念空間，再多的邏輯描述頂不上一個科學公式，再豐富的事例也會有掛一漏萬的情形，天再大也會有井底之蛙予以否認。有些時候能夠做的，就是提出科學的模型描述，除非是模型建立的錯誤，如果有人非得質疑一種經過驗證的科學理論，比如說有人就是不承認三角函數的關係，那任何說明就都是多餘的了。本文的目的就是希望用係統控製的最基本概念，用盡量簡潔的描述來創建一個踩踏控製的基本模型。此時，懂行的，隻要能指出模型中的任何錯誤，那我的一切有關論述就自然沒有可信度；如果質疑不了這種基於科學模型的分析，任何對觀點的反駁就毫無價值；如果大家，即使不懂控製理論，認為我的分析還算有道理，那就算開闊了一下眼界，多了解了一些道理；如果實在不理解，不妨試著學學係統控製理論。

 

係統科學告訴我們，任何係統的穩定運行均依靠於係統的調控機製。但是，任何係統的調控能力都是有限度的。好的係統，必然是調控能力強的係統，也就是意味著係統運行的動態範圍相對較大。比如好的汽車，其動態範圍就體現在：加速性能，即時變的動態能力；高速性能，即能量發揮的動態能力；操控性能，即應變的動態能力。當係統的局部或全部出現動態失控，係統必然出現功能障礙甚至局部或整體崩潰。係統失控的最基本模型，就是一個簡單的閉環正反饋。再複雜的係統，都可以將其化簡至這種簡單的模型狀態。而造成係統失控的數學變量隻有三個：一個是正反饋信號的幅度，一個是正反饋信號的相位，一個是正反饋環節的增益。

 

要防止係統出現失控狀態，很明顯，可以通過限製信號幅度、控製信號相位、降低正反饋增益的手段來完成。應該可以看出，這三個因素是一種有機的組合，對任何一項的調整都會對係統產生影響，但又不夠充分和全麵。比如減小原始擾動信號的幅度時，如果係統有很高的正反饋增益，也就是信號被反饋環節急劇放大，則僅靠降低原始擾動信號的方法，其效果就非常有限。一個自然係統，其擾動是無法避免的。器件有器件的背景噪聲，人員有人員的情緒騷動，而自然的規律是：這些噪聲和騷動是無法消除的。構建一個係統，能挑選低噪聲的器件自然是不錯；能把天使聚集到一個國家當然是更好，但這往往有相當的難度。就像我們希望提升一個民族的素質，談何容易啊！那麽此時，很多人能想到的方法，就是減少擾動源的數量。這便是前麵提到的，砍電杆、刨鐵路的科學基礎。

 

限製人流，就是降低原始擾動信號的方法。這種方法給人一種直觀的有效感，但這是一種靜態的思維。因為人群是可以移動的，相對的低密度並不代表絕對的低密度。這次外灘發生事故的地點，就是一個地形突變的區域。稍有物理常識的人都能明白，在這種區域，即使總體範圍的人群密度不大，但在這個特定區域的密度仍然會暴增。雖然在這種局部區域加強調控不失為一種有效手段，但這種調控的動態應變能力在整體上是極為有限的。因為大型聚會不確定的因素太多了。

 

這裏順便分析一下許多人提到的隔離柵欄。柵欄的作用從係統的角度看，是把一個大係統的調控分成多個模塊和多個層次，這就像大型船隻和宇航飛船的隔離艙。其主要目的不是減少局部的突發事件，而是防止局部事件迅速擴散到整個係統。同時，在局部區域，分段調控可以變得更加容易和有效。現代城市的街區（Block）的分布設計形式一是為了道路聯網，另一個重要的功能就是防火隔離。但是我們不能說有了街區分割的設計，就減少了火災的發生。大型群體聚會的人員流動密度在聚會開始前是一個積分模型，在散場後是一個微分模型。隻要有大一的知識就可以看到，其本質說明了人群的密度分布，特別是在主要路徑的分布是非線性的。什麽是非線性？非線性的曲線，特別是微分曲線是一個什麽態勢懂得數學或工程的人都能理解。一塊小石塊，普通人踩上都會沒事，但是放到高速路上就可能是致命的根源。中國人想當然式的思維意識極為濃厚：紐約的新年狂歡用了鐵柵欄，紐約的狂歡從未出現過踩踏，因此鐵柵欄就是防止踩踏的有效手段。但這根本就不是一個科學化的邏輯！你說鐵柵欄可以限製人員的流動，但那是什麽方向的流動？當散場時大家蜂擁而出，即便是每一個單元的人數難道不是仍然相當可觀嗎？而且，這次上海的踩踏事件，不就是因為人員的流動突然受到了地形的限製才出現了劇烈的推擠嗎？有人說踩踏事件是由於上海人多，密度大，但是這些人有沒有統計過，踩踏事件一定要幾萬人或幾十萬人的基數嗎？局部密度大就一定是踩踏的必然原因嗎？在西方國家，有可能出現失火後讓領導先走，小學生後走的情形嗎？可能有些人又不明白先走後走與踩踏的聯係了。就此打住，嗬嗬。

 

回到係統的調控。除了減少擾動源的數量或在係統中的密度，可見的手段就是控製信號的相位，和降低正反饋的放大係數也就是增益。對於人群而言，相位的差別就體現在行為意願的差別；係統對擾動的放大係數就是對不良信號的抵製態度。以趁火打劫為例：當少數人趁火打劫時，其他人的行動意願就是相位的體現。如果眾人都希望參與並分得利益，則係統整體擾動的矢量相位方向就趨於一致。但是想法並不等於行動，其關鍵就在於每個人自己的分係統對這種擾動有一個放大係數。道德素質高，對擾動的抑製能力就高，也就是對不良信號的放大係數小於1，因此永遠達不到付諸行動的觸發點，此為正人君子。有些人對不良擾動缺乏抑製能力，甚至極為向往，其自身對不良信號的放大係數就大於1。此時這個人就會參與到打劫行動之中。如果一個群體的整體放大係數是大於1的，那麽打劫就會永遠延續下去，直至係統徹底崩潰。

 

由此可以看到，初始的擾動並不可怕，可怕就是係統對擾動的相位疊加和係統的放大。這裏再提出一個自激的概念：也就是初始擾動信號在增益大於1的反饋過程中，一個周期、一個周期地被不斷放大，直至調動起係統的最大的能量，其破壞力可想而知。那麽，調控最有效的手段就是控製不良信號的相位疊加和降低正反饋的增益。對於人體係統，可知這兩個因素均取決於人的思想。那麽，對於本意良性的狂歡活動，隻要引導群體的思想不要再往有害的方向疊加，整體對有害衝動的放大係數小於1，則再多的人數、再大的密度也不會產生不良悲劇。而且這種意識的引導並不需要完整地提高整個群體的全麵素質，隻要讓大家明白，恰當的行為可保證生命安全這一點就足夠了。因為大家都知道：命比什麽都重要！

 

概括而言，解決問題的方法可以多種多樣，但根本一點：必須符合自然發展的規律走向。對於係統問題，就是應該始終著眼於提高係統的動態空間，而不是試圖進行壓縮。