Mathematisches Modell der La-Ola-Welle

Menschenmengen reagieren wie Teilchen aus der Chemie

In der aktuellen Ausgabe des Wissenschaftsmagazins Nature wird eine Computersimulation vorgestellt, mit der die Mechanismen der La-Ola-Welle in Fußballstadien erklärt werden.

La-Ola-Welle der Fußballfans, Bild: Universität Budapest

Alles begann 1986 während der Fußball-Weltmeisterschaft in Mexiko. Die Masse der Fans im Stadion entwickelte eine neue Form, ihrer Begeisterung oder Frustration Ausdruck zu verleihen: nacheinander springen die Zuschauer auf, reißen ihre Arme in die Höhe und setzen sich dann wieder. Zeitversetzt folgen ihnen die direkten Nachbarn im nächsten Abschnitt der Tribüne mit demselben Bewegungsmuster. Dadurch entsteht eine wellenförmige Gruppenbewegung, die von den menschlichen Körpern erzeugt durch das Stadion schwappt: die La-Ola-Welle. Dieser kollektive Ausdruck von Freude oder Anspornung wird seit Jahren auch bei Popkonzerten und anderen Großveranstaltungen gezeigt (Vgl. Simulation Stadionwellen bei Physik 2000).

Die Biophysiker Tamas Vicsek und Illés Farkas von der Universität Budapest sowie Dirk Helbing von der Technischen Universität Dresden haben Videobänder von insgesamt 14 La-Ola-Wellen analysiert, die in Fußballstadien aufgenommen wurden und mehr als 50 000 beteiligte Personen zeigen. Sie stellten fest, dass die Welle normalerweise im Uhrzeigersinn rollt, mit einer Geschwindigkeit von 12 Metern pro Sekunde, was einer Distanz von 20 Sitzen entspricht. Dabei hat sie eine Breite von 6-12 Metern oder etwa 15 Sitzplätzen. Sie wird von einigen Dutzend Leuten initiiert, die simultan aufstehen. Für die kritische Masse zur Erzeugung der La-Ola sind 25 bis 35 Personen erforderlich, so die Ergebnisse des deutsch-ungarischen Teams. Einzelne sind nicht fähig, eine Welle auszulösen, es bedarf einer Gruppe.

Die Wissenschaftler nutzten zur Interpretation und Quantifizierung des beobachteten kollektiven menschlichen Verhaltens theoretische Modelle, die ursprünglich zur Beschreibung von Prozessen wie der Ausbreitung von Waldbränden oder von Erregungswellen im Gewebe des Herzens entworfen wurden. Diese Theorien von so genannten erregbaren oder anregbaren Medien (Vgl. Excitable media) beschreibt die Mechanismen von Wellenausbreitung analog zu chemischen Reaktionen. Erregbare Medien sind beispielsweise Nerven, Zellgewebe oder chemische Flüssigkeiten. Durch einen kleinen lokalen Reiz werden die Medien aus ihrem Ruhezustand gebracht und sichtbare Erregungswellen rollen durch das Material. Im Fall eines Waldbrandes ist es das Feuer, dass sich durch die Gruppen der Bäume voranfrisst.

Das Team um Farkas legte sie ihren zwei Computersimulationen zugrunde und konnte zeigen, dass es wichtige Übereinstimmungen der naturwissenschaftlichen Modelle zu menschlichem Gruppenverhalten gibt. Voraussetzung für eine erfolgreiche, fortschreitende La-Ola-Welle ist, dass die Menge nicht allzu aufgeregt oder abgelenkt ist, ein guter Moment ist eine fade Spielszene, in der die Bewegung der Nachbarn auf der Tribüne intensiv wahrgenommen wird.

Das Fazit der Forscher lautet, dass Menschenmengen ähnlich wie Teilchen aus der Chemie reagieren. Nachdem kürzlich Naturwissenschaftler das Wahlverhalten anhand von Magnetismus-Theorien zu erklären versuchten (Vgl. Die neue Physik des Gruppenzwangs), wird hier erneut die Mathematik bemüht, um sozialpsychologische Phänomene zu beschreiben. Allerdings schränken Farkas und Kollegen selbst ein, dass Menschen im Gegensatz zu chemischen Medien nicht wirklich deterministisch reagieren, sondern dass Zufallseinflüsse und Reaktionen der Personen aufeinander eine wichtige Rolle spielen. Und im Gegensatz zur chemischen Reaktion schwappt die La-Ola-Welle nur in eine Richtung und breitet sich nicht kreisförmig aus.

Die Wissenschaftler hoffen dennoch, dass ihre Analysen dazu beitragen können, Menschenmengen zu kontrollieren, um zum Beispiel zu verhindern, dass es nach einen Fußballspiel oder bei einer Demonstration zu Ausschreitungen kommt. Die neue Studie soll dazu beitragen, künftig besser zu verstehen, wie und unter welchen Umständen eine relativ kleine Gruppe von Personen eine Masse von Leuten manipuliert, bzw. welche Rolle solche Initiatoren bei der Entstehung von Phänomenen wie Massenhysterie oder Panik spielen.

Übertragen werden sollen die neuen Erkenntnisse auch auf die Verkehrsforschung, zum Beispiel bezogen auf die Frage, wie es zu Verkehrsstaus kommt.

Wer jetzt selbst eine La-Ola-Welle auslösen will, kann das online tun. (Andrea Naica-Loebell)