为什么当很多人在桥上行走的时候，桥会左右摇摆

如果您曾走上一座桥有大量行人的桥，那可能经历过令人不安的摇晃。现在，我们对这种令人担忧的结构运动的原因有了一个引人入胜的新解释。

直到现在，人们的想法是这样的：人们在走路时彼此步调一致，当每个人重心从左脚移到右脚再向后发力时，会产生同步钟摆效应。这被称为藏本模型(Kuramoto model)。

然而，新研究提出证据表明，桥梁振荡可能始于许多行人以自己的步调行走。然后，一旦开始摇晃，每个人都会尝试保持直立，这些调整会进一步破坏桥梁的稳定性。

乔治亚州立大学的数学家 Igor Belykh 说：“想想在暴风雨中左右摇摆的船上行走。它们会根据船的晃动来调整横向和向前的运动。特别是，它们会减慢前进的速度。”

能量从脚传递到桥梁，以及随后的桥梁摇摆，是负阻尼的一个例子——非常小的振动会导致更大的最终结果。研究人员将它比作操场上生锈的秋千，如果有足够多的人对它施力，它最终可以移动。

该团队使用对不同桥梁摇摆事件的观察、实验和建模来计算，以得出结论，尽管有些事件的记录比其他事件更详细。很少有记录提到行人同步行走。

伦敦千禧桥因过度摇晃而关闭了两年，被用作提出藏本模型的主要案例研究。视频分析确实显示了行人的头部和躯干一起移动，就像齐头并进。

另一个著名的桥梁摇摆事件发生在 2003 年，当时东海岸的一次停电导致很多人步行通过纽约布鲁克林大桥，以至于大桥开始大幅摆动。行人报告说，如果他们站着不动，就会感到晕船并且无法保持平衡。

在计算过程中，研究人员发现，一般而言，桥梁可能比以前认为的更容易摇晃。

为了进一步支持自然变化的脚步而不是同步步行导致这种效果的解释，研究人员希望对人群中的人的运动做更多的记录。

正如团队早期的工作所概述的那样，每座桥梁都有一个阈值，在此之后振荡开始(顺便说一下，千禧桥大约有 165 人)。未来，工程师可以提前弄清楚这一点，并根据需要调整他们的设计，尽管计算起来并不容易。

“桥梁设计师应该意识到负阻尼的危险情况总是存在的，”Belykh 说。

“考虑到使用桥梁的行人的预期数量，我们的公式提供了有用的估计。”

该研究已发表在《自然通讯》上。