Dynamik von Gruppen : Marathonläufer als Flüssigkeit
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Beim Start eines Marathons werden die Läufer in Gruppen zum Start geleitet - und verhalten sich dabei dynamisch wie eine Flüssigkeit. Bild: Reuters
Welchen Gesetzen folgt die Bewegung von Menschenmassen? Zumindest für Marathonläufer haben französische Physiker eine erstaunlich einfache Beschreibung gefunden. Eine Glosse.
Individualität ist uns Menschen ein hohes Gut. Unsere jeweilige Einzigartigkeit stellen wir gerne immer wieder zur Schau – sei es in den sozialen Medien oder im direkten Kontakt mit anderen Einzigartigen. Sehr viel weniger gerne verstehen wir uns als anonyme Mitglieder der Massen, als unbedeutende Teilchen im Strom der vielen. Das überlassen wir lieber den Vögeln und Fischen, die im Schwarm ganz wunderbare transindividuelle Muster zu formen verstehen.
Beschreiben können wir solche tierischen Kollektivphänomene denn auch mit relativ einfachen mathematischen Modellen: Man betrachtet einzelne „Agenten“, die einer überschaubaren Anzahl von Regeln folgen – etwa die eigene Bewegung an Gruppennachbarn anzupassen und sich nicht zu weit von den anderen zu entfernen. Damit kann man Schwarmmuster zufriedenstellend reproduzieren.
Eine offene Frage
Beim Menschen aber scheint dieser Ansatz weit weniger gut zu funktionieren. „Die Bestimmung der Bewegung von Menschengruppen bleibt dagegen eine offene Frage“, beklagen die französischen Physiker Nicolas Bain und Denis Bartolo in der aktuellen Ausgabe von „Science“ im Kontext agentenbasierter Modelle. Kein Wunder, möchte man einwenden, die Modellierung von Gruppen menschlicher Individuen sollte natürlich schwieriger sein als die von einfach gestrickten Schwarmtieren. Doch dieser Einwurf bleibt uns im Halse stecken, sofern wir in der Veröffentlichung nur wenige Sätze weiter lesen.
Bain und Bartolo haben nämlich ein mathematisches Modell gefunden, das menschliche Bewegungen offenbar deutlich besser beschreibt als eines, das auf dem Verhalten von simpel gestrickten Einzelagenten aufbaut. Sie simulieren Menschen als Flüssigkeit – und das mit Erfolg. Dafür beobachteten sie Marathonläufer in Chicago, die eingeteilt in Läufergruppen im Startkorridor Richtung Startlinie vorrückten. Das Vorrücken wurde jeweils durch Ordner gesteuert, die in Sequenzen von Voranschreiten und erneutem Stehenbleiben am Kopf der verschiedenen Läuferblöcke die Bewegung im Korridor steuerten, um die verschiedenen Gruppen zeitlich versetzt starten zu lassen.
Damit wird die Bewegung der Läufer in physikalischer Perspektive zu einem wunderbar definierten Problem mit klaren Randbedingungen (dem eingegrenzten Korridor) und zeitlich veränderlicher Anregung (den vorrückenden Ordnern), die einen direkten Einfluss auf die lokale Dichte und Geschwindigkeit der Läufer-„Flüssigkeit“ haben. Die nachrückenden Athleten verhielten sich nun genau so, wie man es von einer Flüssigkeit erwarten würde, in der Masse und Impuls erhalten bleiben. Die Information über das Vorrücken der Ordner breitete sich wie eine lineare Welle aus.
Die beobachteten Eigenschaften dieser Welle konnten die Physiker nutzen, um die Flüssigkeitsparameter der hydrodynamischen Bewegungsgleichung zu bestimmen. Daraufhin konnten sie ihren Ansatz erfolgreich für die Vorhersage der Bewegung von Läufern auch bei anderen Laufereignissen nutzen. Der Mensch als gleichsam bloß mitschwimmender Flüssigkeitsbestandteil – da wären wir dann ja doch lieber einfachen Regeln folgende Einzelagenten geblieben.
