在今年的搞笑诺贝尔奖上，在众多获奖研究一片和睦的氛围中，有这么两项奖项“怼”上了。物理学奖：为什么行人不会碰撞？动力学奖：为什么行人会碰撞？行人既不是质点也不是什么斜坡上的滑块，下一步会往哪个方向走可能行人自己都不知道，又怎么对行人的运动进行研究？早在上世纪30年代就有科学家开始了对行人集群运动的研究，到今天已经有专门的一门学科来研究这一现象——行人动力学。
今天小编就带大家看一下，怎样利用建模去分析行人的复杂运动。建模的思想，在一只鸡中。《生活大爆炸》里有这样一个关于“真空中的球形鸡”的笑话：一个农夫找上了物理学家，要求物理学家解决农场的鸡不下蛋的问题。物理学家经过计算之后告诉农夫，我找到了解决问题的方法，但这个方法只对在真空中的球形的鸡有效。
虽然这个笑话本意只是吐槽物理学家，但“球形鸡”精神在物理学研究中有着重要意义：忽略事物一部分微观特征，将复杂问题简化。
高中物理课上学到第一个重要概念——质点，其实就是“球形鸡”精神的一种应用。把行人变成“真空中的球形人”。为了简化问题，我们在研究时，首先要将行人转变成一个方便研究的“粒子”。最简单的简化，就是假设行人所在的空间是一个位于真空中的球。行人问题只需要研究平面运动，球退化为圆。要研究行人的运动，只需要研究这些圆在一定条件下的运动情况就可以了。
为了让模拟结果更贴合实际，我们可以根据研究的主要对象在上述的圆球模型上进行修改。例如研究需要考虑行人以自身为轴的转向运动，我们就可以将圆修正为套着球形的椭圆，用椭圆的长轴来体现行人的肩宽，短轴方向就是行人的朝向。在社会力模型中，行人的坐标、时间都是连续的。在给定初始条件之后，通过上述的基本解析方程，就可以模拟出之后任意时刻的行人运动状态。
行人通过预判避免彼此碰撞，自然发生碰撞便是因为其他因素导致了预判失败。Hisashi Murakami等人通过实验证明了这一点。在实验中，众多被试分成两组，相向而行，其中一部分实验者被要求边玩手机边进行移动，实验者负责统计突然转身发生的次数以及突然程度。结果可想而知，玩手机的人突然转身的次数和突然程度都要远高于其他人。
在日常生活中，我们也可以利用“真空中的球形鸡”思想去分析一些其他的常见问题。比如在坐车时会遇到的，前方明明没有什么意外事故，却莫名其妙发生了堵车，也就是“幽灵堵车”问题。我们可以直接利用社会力模型来对这种现象进行分析：汽车行车时会有一个安全距离，当两车距离小于安全距离时，后车就要进行减速，表现为前后车辆之间有一个排斥力。
在诸如站台、购票机以及景区入口等地方，行人有时会自发排成队列。这种自发排队当然是因为大家都很讲文明啦！我们知道，当粒子受到外力时，会具有一定的势能，并且能量越低的结构越稳定。在社会力作用下，我们可以认为行人也会有一定的社会势能，行人自发排队是因为，与杂乱无序的分布相比，在队列这种有序结构下，人群总的社会势能更低。