桥梁是我们包扎地球上巨大裂缝的方式，这些裂缝太宽阔，我们脆弱的身体无法跨越。它们是山崖间的创可贴，是江河上的缝合线，是用钢铁和石头搭建的临时修复品，只在我们持续施治的情况下才能持久。
虽然有些桥梁可以成为工程耐久性的宏伟纪念碑，但另一些桥梁则设计得像外科手术缝线一样精巧——为人类的脚步而设计，而非我们的机动轮式交通工具。这些人行天桥鼓励人们出行，但很少设计成自己剧烈移动。
有例外。我记得当一个精力充沛的孩子决定在Mile-High Swinging Bridge上跳上跳下时，我的胃里一阵翻腾，让我这个恐高的五年级学生惊恐地盯着80英尺以下的深渊。这座钢索桥名副其实，我感觉它在晃动，我紧紧抓着栏杆。多年后，我走过了伦敦的千禧桥，它看起来足够稳定，街头艺人还在泰晤士河上方坚固的人造平台上搭建摊位。
但千禧桥却因不该摇晃时却摇晃而臭名昭著。2000年通车时，成千上万的人急切地想走过这座桥，但当他们涌上这座建筑时，它开始左右摇晃。有当时的开通日视频。
“你会看到所有人都开始同步行走，然后你就会看到桥梁出现了明显的摇晃，”乔治亚州立大学应用数学教授伊戈尔·贝利赫说。
工程师们通常不希望看到桥梁摇晃，千禧桥很快就关闭维修了。
贝利赫是发表在《科学进展》杂志上的一篇论文的作者，该论文探讨了千禧桥以及其他桥梁，比如布鲁克林的斯奎布桥，它最近在经历了一段颠簸后重新开放。
贝利赫和他的合著者从之前的研究中已经知道，他们可以使用一个简单的模型来模拟人的步态（想象一个僵硬的僵尸行走），来展示人如何与桥梁互动。
当一个人走在桥上时，尤其是在一座轻便的步行桥上，他们会推桥，他们也可能会调整自己的步态来适应桥梁细微的运动。“假设你在一艘船上。当船很稳时，你正常行走，”贝利赫说。“如果海况恶劣，你会调整步态以保持平衡。”
在桥梁上也会发生类似的事情，只是规模较小。人们会下意识地调整自己的动作来适应桥梁轻微的摇摆。当他们迈出右脚时，他们会向右推桥。当他们迈出左脚时，他们会向左推桥。右，左，右，左。
这正是这项新研究的切入点。通常情况下，走在坚固的桥上的人不会施加足够的力量来产生任何影响。但是，当我们联合起来，很多事情就可能发生。贝利赫发现，当人们集体改变步态，并且桥上有足够多的人来真正为他们的新动作提供力量时，他们就会引起摇晃。这与之前的假设不同，之前的假设认为摇晃是随着更多人走上桥梁而逐渐积累的。根据这项新研究，这根本不是一个渐进的过程；直到突然有足够多的人在活动，否则没有足够多的脚步来使桥梁摇晃。
以千禧桥为例，那个神奇的数字大约是165。
“在164名行人时，可能什么都没有，然后突然间，当又有了一两名行人时，桥就开始摇晃了，”贝利赫说。“这是一个非常复杂的关系。”
但贝利赫和他的同事们已经提出了一个数学模型，该模型应该能够让桥梁设计者和工程师计算出有多少人可以安全地通过一座桥梁；他希望这些模型能够取代目前在美国评估人行桥设计中使用的线性模型。
这是因为摇晃的桥梁不仅仅让行人感到不舒服。如果人群运动的频率与桥梁的自然频率（桥梁倾向于以该频率运动的频率）匹配，就可能发生意想不到的事情，包括潜在的倒塌。
这可以通过采取许多预防措施来解决，例如安装机械阻尼器来吸收行人对桥梁施加的力。但是设计者和工程师不希望过度设计。
“人行桥的问题在于它们被设计成轻巧的，”贝利赫说。“为什么要建造一座巨大的混凝土桥？那就有点大材小用了，而且太贵了。”
除了与工程师合作将模型纳入他们的方法外，贝利赫还在与布里斯托大学的研究人员合作，以解决另一个桥梁之谜。虽然过去人们步调一致被认为是桥梁摇晃的原因，但完美同步的行军（如一排士兵）会引发桥梁运动的说法并没有得到证据的支持。摇晃似乎更取决于运动的人数，而不是他们是否齐步前进，但还需要更多的研究来弄清楚确切的原因。
从某种意义上说，桥梁和其他建筑都是大型（通常昂贵）的实验，融合了物理学、材料科学和人类行为。在设计出现问题之前捕捉到其中的缺陷是整个过程中非常重要的一部分。我们现在知道要确保弧形玻璃建筑不会融化下面的汽车，并检查确保纽约的一座摩天大楼不会在风中倒塌，并确保空气污染足够给你的建筑一个漂亮的铜绿，而不是仅仅生锈。
至于桥梁，希望是我们了解了它们为什么会摇晃，就能确保它们不会倒塌。
