Image

วิทยาศาสตร์
ของคลื่นมหาชน

วิทย์คิดไม่ถึง

เรื่อง : ดร. นำชัย ชีววิวรรธน์ namchai4sci@gmail.com
ภาพประกอบ : นายดอกมา

ถือเป็นเรื่องไม่แปลกที่เวลาเห็นคน จำนวนมากมาทำกิจกรรมบางอย่างร่วมกัน เช่น การวิ่งมาราธอนรายการใหญ่ ๆ หรือกิจกรรมที่เปี่ยมอารมณ์ร้อนแรงกว่านั้นคือการประท้วงต่าง ๆ เราก็อาจด่วนสรุปว่าไม่น่าจะทำนายอะไรเกี่ยวกับคลื่นมหาชนทำนองนี้ได้ เพราะมีความซับซ้อนจนวิทยาศาสตร์ปัจจุบันก็ไม่น่าจะตอบคำถามนี้ได้เช่นกัน

แต่ความรู้สึกแบบนี้ไม่ถูกนัก เพราะมีนักวิทยาศาสตร์ที่พยายาม “หารูปแบบ” และ “ทำนาย” พฤติกรรมของคลื่นมหาชนและทำได้สำเร็จในระดับหนึ่งอีกต่างหาก ความรู้นี้น่าจะมีประโยชน์นำไปใช้บริหารจัดการหรือแม้แต่ช่วยชีวิตกลุ่มคนจำนวนมาก เช่น กรณีกลุ่มผู้ใช้บริการรถไฟใต้ดินในช่วงเร่งรีบ กลุ่มคนในขบวนพาเหรดหรืองานเทศกาลดนตรีที่แออัดยัดเยียดแล้วเกิดเหตุฉุกเฉินบางอย่างขึ้น

งานวิจัยชิ้นหนึ่งของคณะนักวิจัยชาวฝรั่งเศสตีพิมพ์ในวารสาร Science ค.ศ. ๒๐๑๙ ศึกษาการเคลื่อนที่ของนักวิ่งมาราธอนจำนวนมากตรงจุดออกตัว ทำให้ได้ “สมการ” ที่อธิบายรูปแบบพฤติกรรมของฝูงชนว่า คล้ายกับ “การไหลของระลอกคลื่น” ทำให้รู้ได้ว่ามีความเร็วของการเคลื่อนที่และความหนาแน่นของกลุ่มคนมากน้อยใน “แต่ละขณะ” เท่าใด

สมการที่ดัดแปลงมาจากสมการกลศาสตร์ของไหล (fluid mechanics) แบบนี้ถือเป็น “สมการแรกของโลก” ที่ได้มาจากการตรวจวัดพฤติกรรมของคนนับหมื่นคนในสถานการณ์จริง

การศึกษาการแข่งขันวิ่งมาราธอนที่เมืองชิคาโกเมื่อ ค.ศ. ๒๐๑๖ ในการทดลองนี้ ช่วยทำนายรูปแบบพฤติกรรมของนักวิ่งหลายพันคนในการแข่งขันวิ่งมาราธอนที่กรุงปารีสใน ค.ศ. ๒๐๑๗ ได้ ทำให้รู้ว่าสมการนี้ประยุกต์ใช้กับการแข่งขันทำนองเดียวกันในอีกสถานที่หนึ่ง อีกประเทศหนึ่ง และอีกช่วงเวลาหนึ่งได้อย่างมีประสิทธิภาพ

นักวิจัยทดลองอย่างไร ?

วิธีดำเนินการคืออาศัยการตั้งกล้องวิดีโอบันทึกภาพตรงจุดสตาร์ต ทำให้วัดความเร็วของกลุ่มคน ณ แต่ละจังหวะเวลาได้ และเนื่องจากมีนักวิ่งมาราธอนเป็นจำนวนมาก จึงจำเป็นต้องปล่อยตัวนักวิ่งเป็นชุด ๆ เมื่อใช้เทคนิคการตรวจวัดในวิชากลศาสตร์ของไหลมาช่วย ก็ทำให้รู้ว่าในแต่ละชุดนั้นฝูงชนจะเคลื่อนตัวเป็นระลอกคลื่นยาวหลายร้อยเมตร

เมื่อเกิดการเปลี่ยนแปลงใด ๆ เกี่ยวกับการเคลื่อนที่ของกลุ่มคน (เช่น เปลี่ยนแปลงความเร็วหรือทิศทาง) รูปแบบการเปลี่ยนแปลงก็จะแผ่ออกรอบตัวอย่างรวดเร็วในอัตราเร็วมากกว่า ๑ เมตรต่อวินาทีเล็กน้อย

กล่าวอีกอย่างได้ว่า “ข้อมูลการเคลื่อนที่” จะแพร่กระจายรวดเร็วคล้ายกับที่เกิดขึ้นกับของเหลว แต่ข้อมูลเกี่ยวกับทิศทางกลับเกิดขึ้นอย่างจำกัดและช้ากว่า การจะเปลี่ยนทิศทางของมหาชนที่กำลังวิ่งอยู่แบบ “ปุบปับ” จึงยากมาก

มีงานวิจัยอีกชิ้นหนึ่งที่นักวิจัยฝรั่งเศสทีมเดิมร่วมมือกับนักวิจัยชาวสเปนศึกษาคลื่นมหาชนเช่นกัน และตีพิมพ์ในวารสารชั้นนำคือ Nature หลังงานวิจัยที่กล่าวไปแล้ว ๖ ปี

คราวนี้ไม่ใช่ในงานวิ่งมาราธอน แต่เป็นงานเฉลิมฉลองประจำปีในเทศกาลซานเฟอร์มิน (San Fermin) ของสเปน ที่เริ่มต้นในวันที่ ๖ กรกฎาคม ด้วยพิธีเปิด “ชูปินาโซ (Chupinazo)” โดยการจุดพลุจรวดและการวิ่งวัวกระทิง (encierro) มีคนราว ๕,๐๐๐ คนมารวมตัวกันที่จัตุรัสพลาซาคอนซิสทอเรียลในเมืองปัมโปลนา

ปรกติแล้วงานเทศกาลที่มีคนจำนวนมากจะเริ่มน่าเป็นห่วงเมื่อมีคนหนาแน่นตั้งแต่สี่คนต่อตารางเมตร ซึ่งหากจะเปรียบเทียบให้พอเห็นภาพได้ก็คือการเอาคนสี่คนเข้าไปอยู่รวมกันในพื้นที่แคบ ๆ ระดับห้องอาบน้ำที่ใช้ฝักบัวในโรงแรมทั่วไป ซึ่งแค่นั้นก็อึดอัดเต็มทีแล้ว

แต่ในงานซานเฟอร์มินนี้ผู้คนหนาแน่นมากขึ้นไปกว่านั้น คือมีมากถึงหกคนต่อตารางเมตร เรียกว่าแออัดยัดทะนานกันมากทีเดียว !

บริเวณจัตุรัสที่จัดงานมีขนาดไม่ใหญ่นัก คือ ยาว ๕๐ เมตร กว้าง ๒๐ เมตร รอบข้างมีอาคารสูงหลายชั้นประกบอยู่และมีระเบียงที่เห็นทิวทัศน์ได้แบบไม่มีอะไรขวาง จึงเหมาะสำหรับนักวิจัยที่จะตั้งกล้องบันทึกภาพ  นักวิจัยใช้กล้องความละเอียดสูงแปดตัววางไว้ที่ระเบียงสองแห่ง ทำให้ได้ข้อมูลภาพที่เหมาะสมสำหรับนำมาใช้ศึกษาฝูงชนหนาแน่นที่เดินวนรอบจัตุรัส แตกต่างจากการศึกษาก่อนหน้าที่วิ่งไปข้างหน้า

สิ่งที่นักวิจัยค้นพบคือข้อมูลที่นำมาสรุปสร้างเป็น “แผนที่ความเร็วของการเคลื่อนที่ของมวลชน” ได้ คล้ายกับที่ใช้ศึกษากระแสอากาศที่วนรอบเครื่องบินในอุโมงค์ลม โดยสังเกตเห็นกลุ่มก้อนของมวลชนที่มีรัศมีราว ๑๐ เมตรและเคลื่อนที่ไปในทิศทางเดียวกัน ลักษณะดังกล่าวครอบคลุมคนราว ๕๐๐ คน ซึ่งมีมวลรวมกันหลายสิบตัน อาจมองคล้ายรถบรรทุกขนาดใหญ่ยักษ์ที่บรรทุกของหนักมาก การเดินของฝูงชนจะวนมาครบรอบตรงจุดเริ่มต้นทุก ๆ ๑๘ วินาที จึงมีลักษณะการเดินเกือบจะเป็นวงกลมแบบซ้ำเป็นช่วง ๆ

เมื่อพยายามหาคำอธิบายพฤติกรรม โดยมองแต่ละคนเป็น “อนุภาค” หรือแม้แต่นำปัจจัยทางชีวภาพหรือทางความรู้สึกนึกคิด (cognition) มาอธิบาย เช่น การเลี่ยงกระทบกระทั่งกับกำแพงและคนรอบข้าง ก็พบว่ามีความซับซ้อนและมีปัจจัยเยอะมากจนสรุปเป็นสมการไม่ได้ คล้ายกับการพยายามอธิบายโมเลกุลน้ำเดี่ยว ๆ สักโมเลกุลที่เคลื่อนที่อยู่

คำอธิบายที่เป็นไปได้แบบเดียวคือ แต่ละคนล้วนเดินไปข้างหน้าแบบ “สุ่ม” ไม่อาจทำนายปฏิสัมพันธ์ใด ๆ กับคนข้างเคียงได้เลย

สุดท้ายนักวิจัยจึงพิจารณาคนที่มาร่วมเทศกาลแบบเป็น “กลุ่มคน” แทน ก็ได้สมการสอดคล้องกับผลการทดลองที่บันทึกภาพเป็นอย่างดี นั่นก็คือฝูงชนในเทศกาลนี้เคลื่อนที่แบบเป็นระลอกคลื่นนั่นเอง

นักวิจัยขยายขอบเขตของงานไปอีก เมื่อนำภาพจากบันทึกการเดินเลิฟพาเหรด (Love Parade) ในเมืองดืสบวร์ค ประเทศเยอรมนี ใน ค.ศ. ๒๐๑๐ มาวิเคราะห์แบบเดียวกัน ก็พบว่าแม้จะเป็นกลุ่มคนที่แตกต่างกันมาก แต่พบการเคลื่อนที่เป็นระลอกไม่ต่างกัน

พฤติกรรมมวลชนแบบนี้อาจสรุปได้ว่าเป็นเรื่องสากล ไม่จำเพาะกับเหตุการณ์ใดเหตุการณ์หนึ่งเพียงเท่านั้น และยังไม่ขึ้นกับว่าใครเป็นคนเข้าร่วมเหตุการณ์อีกด้วย

โชคดีที่งานชูปินาโซยังไม่เคยเกิดอุบัติเหตุใด ๆ เพราะอีเวนต์เกิดสั้นเพียง ๑-๒ ชั่วโมง และผู้เข้าร่วมก็รู้ตัวและระแวดระวังเรื่องความเสี่ยง แต่เลิฟพาเหรดในปีดังกล่าวเกิดอุบัติเหตุจนทำให้บาดเจ็บนับร้อยคนและเสียชีวิตหลายสิบคน เมื่อวิเคราะห์ลึกลงไปอีกพบว่า การเดินพาเหรดคราวนั้นมีความบิดเบี้ยวของ “รูปแบบ” ที่เห็นได้ก่อนจะเกิดเหตุร้ายขึ้น

ดังนั้นงานวิจัยนี้จึงชี้ว่าหากอาศัยการตรวจติดตาม “รูปแบบ” ขบวนพาเหรดตามเวลาจริง (real time) ก็อาจระบุความเสี่ยงเกิดเหตุร้ายมากหรือน้อยได้ และใช้ข้อมูลการทำนายดังกล่าวป้องกันหรือยับยั้งเหตุร้ายที่อาจจะเกิดกับคลื่นมหาชนได้ทันท่วงที

ไม่น่าเชื่อว่าพฤติกรรมของมนุษย์จำนวนมากเมื่อมองโดยรวมแล้วจะไม่ต่างจากพฤติกรรมของ “ของไหล” เช่นน้ำและใช้สมการแบบเดียวกันทำนายผลลัพธ์ได้ อีกทั้งเราอาจใช้เครื่องมือพวกนี้มาป้องกันเหตุไม่คาดฝันได้อีกด้วย