Я любил и продолжаю любить рок-концерты. В студенчестве мне нравилось поорать песни и поколбаситься под них с друзьями, сейчас я предпочитаю смотреть и слушать концерты сидя. Но ни тогда, ни сейчас я не понимал слэм — когда разгоряченные фанаты устраивали непонятную толкучку в середине танцпола.

В моей компании были люди, которые обожали так делать. Я вспоминаю 2011 год: музыканты из System of a Down снова объединились после многолетнего творческого отпуска, отправились в европейское турне и посетили Москву. На тот момент это был самый большой рок-концерт, на котором я побывал, и, конечно, там был слэм. Один мой приятель с удовольствием в этом участвовал, и когда он «выныривал» оттуда и возвращался к нам, он был счастлив. Понять его счастья я не мог, но беспорядочное на первый взгляд движение людей — меня заинтересовало. Такое ли оно беспорядочное?

Редкий концерт рок-группы, играющей в каком-либо из тяжелых стилей вроде харкорд-панка или хэви-метала, обходится без громкой и быстрой музыки, мерцающего освещения и употребления психотропных препаратов. Все это настраивает на то, чтобы выпустить энергию и получить свою дозу адреналина за счет физической активности. Слэм или мош — хаотический танец посреди толпы зрителей — как будто вполне закономерное следствие такого настроя.

Опросы показывают, что для одних слэм — это сублимация агрессии в безопасной форме, для других — способ выразить одобрение играющей группе. А третьи — считают, что такое поведение удовлетворяет потребность в безопасности и приобщении к группе, поскольку взрослые участники моша строго придерживаются этикета и учат правилам младших. В частности, мош строго доброволен: неформальные правила запрещают насильно затягивать в толпу танцующих того, кто этого не хочет. Правила предписывают помогать упавшим и уважать товарищей, объясняют, как выбрать одежду, чтобы был меньше риск упасть или поцарапать других фурнитурой.

Антропологи считают, что этикет моша схож с ритуалами племен Папуа Новой Гвинеи: в обоих случаях старшие обучают младших правильно танцевать под катарсическую музыку. Но когда я — физик — смотрю на двигающихся в толпе людей, я скорее думаю об их сходстве с атомами или молекулами в газе или в жидкости, чем о ритуальных практиках жителей Новой Гвинеи. И не я один: например, движение пешеходов довольно часто исследуют с помощью гидродинамических или сыпучих моделей.

Это работает, поскольку люди в движущейся толпе, независимо от того, спешат они на работу или убегают от опасности, не задействуют сложные системы принятия решений. Они могут быть погружены в свои мысли или наушники и идти «на автомате», могут стараться как можно быстрее покинуть опасное место. Их движением управляют простые мотивы, и поэтому понятно, как их моделировать. В этом смысле толпы людей мало отличаются от стада баранов.

Такие модели — не просто игра ума. С их помощью можно проектировать более удобные для перемещения города или снижать риск давки во время чрезвычайных ситуаций.

Но в отличие от путешествия на работу или бегства от опасности, мош ненаправлен. Мошерам никуда не надо. Их ничто не притягивает и ничто не отталкивает. Кроме того, мошпиты — так называются области на танцполе, где происходит мош — образуются на концертах спонтанно. В какой-то момент люди на танцполе самопроизвольно начинают толкаться. Иногда мош могут инициировать сами музыканты, но никогда нет явно выраженного лидера, который управляет мошем, указывая, кому как двигаться.

Впрочем, хаотическое движение мошеров может так же спонтанно приобрести менее беспорядочный характер. Например, иногда участники, не сговариваясь, начинают бегать по кругу, образуя сёрклпит (circle pit). Люди становятся похожи на стаи рыб (или роборыб), собирающихся в цилиндрические косяки.

Поэтому и модели, описывающие мош и слэм, должны принципиально отличаться от тех, которые традиционно используют для исследования толп. Исследовали ли физики мош? Я вышел в интернет с таким вопросом.

Оказалось, что такое исследование было, но всего одно. Его первый автор, физик Джесси Сильверберг любил посещать рок-концерты во время обучения в аспирантуре в Корнеллском университете. В то время он активно интересовался вопросами механики и самоорганизации, и идея нового исследования пришла ему в голову во время наблюдения за пляшущими фанатами хэви-метала.

Вместе с коллегами он стал отсматривать видеоролики на YouTube с записями слэма, моша и других характерных танцпольных явлений и искать среди них те, которые легко обработать с помощью компьютерного зрения. Из сотни просмотренных роликов таких нашлось всего шесть штук.

Компьютер отследил перемещение каждого участника на видео и построил карту скоростей в зависимости от времени. Первое открытие, которое сделали физики, заключалось в том, что для слэма, в котором люди только толкаются, скорости участников подчинялись двумерному распределению Максвелла — Больцмана, тому самому, которое характеризует

газы. Более того, каждому мошпиту удалось сопоставить температуру и посмотреть, как он

.

Этот результат удивил физиков, ведь опыт исследования человеческих толп в экстремальных условиях показывает, что к ним неприменима равновесная статистика. Кроме того, люди на танцполе расположены гораздо плотнее, чем атомы или молекулы в типичном газе.

Чтобы понять, почему графики показывают то, что показывают, авторы промоделировали мош численно. Мошеры в этой модели в виде мягких кружочков толкались на двумерном танцполе. Человечки получили название «мобильных активных смоделированных гуманоидов» (mobile active simulated humanoid, сокращенно MASH).

Физики поделили всех MASH’еров на две группы: пассивных и активных, то есть слэмящихся. На активных участников — их авторы поместили в центр танцпола — действовали четыре силы: упругая сила отталкивания, сила тяги вдоль вектора своей скорости, группирующая сила, которая подстраивала скорость человечка под скорости соседей, и дополнительная случайная сила. Пассивные MASH’еры участвовали только в упругом отталкивании.

Моделирование показало, что исход симуляции зависит от баланса между тягой мошеров собраться в группу и столкновениями, разрушающими порядок. Когда столкновения происходили достаточно часто или с достаточно большой силой, мошпит напоминал колбу с газом. В противном же случае в толпе начинали образовываться вихри — сёрклпиты — и фанаты становились больше похожи на жидкость.

Другими словами, толпа испытывала фазовый переход между «газообразным» и «жидким» состоянием по мере того, как фактор коллективности доминировал над случайностью столкновений. Переход можно было заметить и по изменению статистики скоростей — равновесное больцмановское распределение превращалось в неравновесное, менялся и характер корреляции скоростей.

Примечательно, что симуляции с «жидким» исходом делились ровно пополам на две группы в зависимости от того, запускался ли сёрклпит по или против часовой стрелке. Анализ же видеороликов показал другую статистику: 95 процентов против и 5 процентов по часовой стрелке. По данным со своей небольшой выборки авторы предположили, что асимметрия не зависит от того, правосторонее или левостороннее движение на дорогах в стране, в которой проходил концерт, а вызвана разницей между левшами и правшами.

И все же стоит помнить: omnis comparatio claudicat — всякая аналогия хромает. К исследованию Сильверберга и его коллег это относится в полной мере. В первую очередь нужно сказать, что «температура» моша, которую выводят физики, — это просто статистический параметр, отличный от меры средней кинетической энергии, принятой в физике газов. Авторы никак не комментируют «остывание» мошпита, но из общих соображений можно утверждать, что этот процесс не следует интерпретировать как обмен энергией с неким резервуаром. На снижение «температуры» надо смотреть под бытовым углом: люди побесились и устали или им надоело — их скорость снизилась.

Авторы также не пытались сопоставить увиденное на Youtube с результатами моделирования. Да это, наверное, и невозможно в силу сложности людей как объекта исследования. В модели человечков присутствуют четыре силы, но не ясно, где в живых людях эти силы искать. Но главное физики сделали: описали статистику реальных мошеров и воспроизвели особенности этой статистики в модели.

Своим исследованием Сильверберг сотоварищи поделились на страницах журнала Physical Review Letters в 2013 году. К сожалению, за последующие десять лет новых серьезных исследований поведения слэмящихся на концертах не появилось. Например, без заботливого внимания уравнений остались такие формы поведения на танцполе как cтена смерти, пого, краудсерфинг и многое другое.

Хотя пользу такие работы принести бы могли. Наблюдение за мошем — это один из немногих способов этично исследовать экстремальное поведение толпы. Результаты исследований помогли бы уменьшить число жертв из-за давки или иных причин во время чрезвычайных ситуаций. Например, в 2006 году более 300 человек погибло из-за давки во время одного из ритуалов хаджа. Примечательно, что ритуал включает в себя хождение по кругу и этим напоминает сёрклпит.