Дэн Гарднер - Думай медленно – предсказывай точно. Искусство и наука предвидеть опасность
В 1972 году американский метеоролог Эдвард Лоренц написал статью с заголовком, приковывавшим внимание: «Предсказуемость: может ли бабочка, взмахнувшая крыльями в Бразилии, вызвать торнадо в Техасе?». За десять лет до этого Лоренц случайно обнаружил, что крошечные вариации в компьютерной имитации погодных условий (например, округление 0,506127 до 0,506) могут вызвать существенные изменения в прогнозах на отдаленное будущее. Это открытие вдохновило создание «теории хаоса»: в нелинейных системах, таких как атмосфера, даже маленькие изменения изначальных условий могут стремительно вырасти до огромных пропорций. Иными словами, говоря абстрактно, какая-нибудь бабочка в Бразилии действительно может взмахнуть крыльями и вызвать торнадо в Техасе – хотя, с другой стороны, целые полчища бразильских бабочек могут отчаянно махать крыльями всю свою жизнь и не породить ни малейшего ветерка на расстоянии нескольких миль. Конечно, Лоренц не имел в виду, что бабочка может оказаться причиной торнадо в том же смысле, в котором я окажусь причиной разбитого стакана, если стукну по нему молотком. Он имел в виду, что если бы эта конкретная бабочка в конкретный момент не взмахнула крыльями, то невообразимо сложный комплекс атмосферных явлений и реакций развернулся бы по-другому – и торнадо могло бы не быть, так же как могло бы не быть «Арабской весны», по крайней мере в той форме, в которой все случилось, если бы тем декабрьским утром в 2010 году полиция оставила в покое Мохаммеда Буазизи и разрешила ему продавать фрукты и овощи.
Эдвард Лоренц обратил внимание ученых на серьезную ограниченность предсказуемости, затронув тем самым глубоко философский вопрос[4]. Веками считалось, что растущее количество знаний должно вести к большей предсказуемости; что поскольку реальность похожа на часы, пусть потрясающе огромные и сложные, но все-таки часы, – то чем лучше ученые станут разбираться, как они устроены, как крутятся их шестеренки, как функционируют пружины и гири, тем легче будет описать их действия детерминированными уравнениями и предсказать, что эти «часы» будут делать. В 1814 году французский математик и астроном Пьер-Симон Лаплас довел эту мечту до логического завершения:
Мы можем рассматривать настоящее состояние Вселенной как следствие его прошлого и причину его будущего. Разум, которому в каждый определенный момент времени были бы известны все силы, приводящие природу в движение, и положение всех тел, из которых она состоит, будь он также достаточно обширен, чтобы подвергнуть эти данные анализу, смог бы объять единым законом движение величайших тел Вселенной и мельчайшего атома; для такого разума ничего не было бы неясного, и будущее существовало бы в его глазах точно так же, как прошлое[5].
Лаплас назвал свою воображаемую сущность демоном. Если бы демону было известно все о настоящем, думал Лаплас, он мог бы предсказать все в будущем. Он был бы всезнающим[6].
Однако Лоренц вылил на мечтателей ушат холодной воды. Если часы символизируют идеальную предсказуемость Лапласа, то их противоположность – облако Лоренца. Школьное естествознание учит, что облака образуются из испарений воды в соединении с частицами пыли. Это просто. Однако то, почему то или иное облако принимает ту или иную форму, зависит от сложного взаимодействия капель. Чтобы зафиксировать эти взаимодействия, разработчикам компьютерных моделей нужны уравнения, высокочувствительные к малейшим ошибкам сбора информации, из серии «эффекта бабочки». Так что, даже если узнать о формировании облаков все, что только можно, все равно не удастся предсказать форму, которую примет каждое из них. Можно только подождать и увидеть. Тут кроется одна из величайших иронических улыбок истории: в наши дни ученые знают гораздо больше, чем их коллеги столетие назад, и обладают гораздо большими мощностями для обработки данных, однако гораздо меньше верят в возможность абсолютной предсказуемости.
Это серьезная причина существования «скептической» части моего «я». Мы живем в мире, где действия одного практически бесправного человека могут вызвать волновой эффект, который распространится на весь мир – и в той или иной степени затронет всех нас. Женщина, живущая в пригороде Канзас-Сити, может думать, что Тунис – это вообще где-то на другой планете и ее жизнь никак с ним не связана; но если она выйдет замуж за штурмана ВВС, совершающего полеты из близлежащей базы Уайтмен, то с удивлением обнаружит, что действия одного никому не известного жителя Туниса привели к протестам, которые привели к бунтам, которые привели к свержению диктатора, которое привело к протестам в Ливии, которые привели к гражданской войне, которая привела к интервенции НАТО в 2012 году, которая привела к тому, что ее мужу теперь приходится уворачиваться от зенитного огня над Триполи. Такую цепь событий проследить легко. Другие связи вычислить сложнее, однако они повсеместны и касаются всех – начиная с цены бензина на ближайшей заправке и заканчивая массовыми сокращениями на соседнем предприятии. В мире, где бабочка в Бразилии может заменить солнечный техасский день на бушующий в городе торнадо, ошибочно считать, что кому-нибудь под силу заглянуть далеко в будущее[7].
ОптимистОднако одно дело – признавать пределы предсказуемости, а другое – объявить все предсказания бессмысленным занятием. Давайте поближе посмотрим на день из жизни женщины, живущей в пригороде Канзас-Сити. В 6:30 утра она кладет документы в дипломат, садится в машину, едет привычным маршрутом в деловой центр города, на работу, и паркуется там. Как и каждое буднее утро, она входит в офисное здание с античными колоннами и статуями львов у дверей – Компанию по страхованию жизни Канзас-Сити. Сев за свой стол, женщина какое-то время работает с таблицами, в 10:30 участвует в селекторном совещании, несколько минут тратит на сайт «Амазона», до 11:50 отвечает на электронные письма. После этого она идет в итальянский ресторанчик пообедать с сестрой.
На жизнь этой женщины влияет множество непредсказуемых факторов: лотерейный билет в кошельке, «Арабская весна», которая привела к тому, что теперь ее муж летает над Ливией, подорожание бензина на пять центов за галлон из-за военного переворота в стране, о которой она даже не слышала. Но в той же или даже большей степени ее жизнь предсказуема. Почему она ушла из дома в 6:30? Потому что не хотела попасть в пробку. Или, иначе говоря, женщина предсказала, что позже попадет в пробку, и почти наверняка была права, потому что час пик очень легко спрогнозировать. Сидя за рулем, она постоянно предсказывала поведение других водителей: что на красный свет они остановятся на перекрестке, что будут ехать каждый по своей полосе и предупреждать о маневрах указателями поворота. Она ожидала, что люди, заявившие об участии в селекторном совещании, действительно примут в нем участие, – и не ошиблась. Она договорилась встретиться с сестрой в полдень, так как указанные на двери ресторана часы работы свидетельствовали, что он в это время будет открыт, а часы работы – надежный источник информации.
Подобным обыденным прогнозированием мы занимаемся постоянно – так же, как другие люди постоянно делают предсказания, которые определяют наши жизни. Когда сотрудница страховой компании включает утром компьютер, она немного увеличивает потребление электричества в Канзас-Сити, и то же самое делают остальные «рабочие пчелки». Коллективно они вызывают резкий подъем потребления электричества, причем примерно в одно и то же время каждое рабочее утро. Но для поставщиков электроэнергии это не проблема: они предсказывают суточные взрывы спроса и в соответствии со своими прогнозами распределяют нагрузку. Когда женщина заходит на «Амазон», сайт предлагает товары, которые могут ей понравиться: этот прогноз сделан на основе ее предыдущих приобретений, истории посещения других сайтов и множества прочих факторов. Вообще в интернете мы постоянно сталкиваемся с подобными предсказаниями: программы-поисковики персонифицируют результаты наших запросов, помещая то, что нам должно быть интереснее всего, на верхние строчки, но так ненавязчиво, что мы редко обращаем на это внимание. Наконец, взглянем на место работы нашей героини. Компания по страхованию жизни Канзас-Сити занимается прогнозированием инвалидности и смерти, причем весьма успешно. Конечно, точную дату своей смерти никому из нас знать не дано, однако люди, которые работают в этой компании, отлично представляют, какова примерная продолжительность жизни человека определенного пола и благосостояния. Эта компания была основана в 1895 году, и, если бы ее актуарии не были хорошими прогнозистами, она бы давным-давно обанкротилась.
В такой же или даже большей степени предсказуема и вся наша реальность. Я только что погуглил время завтрашних рассвета и заката в Канзас-Сити, штат Миссури, и узнал его точно, до минуты. Эти прогнозы надежны, будь они на завтра, послезавтра или пятьдесят лет вперед. То же самое касается приливов, затмений и лунных фаз – все это можно предсказать с помощью точных как часы научных законов, а аккуратность таких прогнозов удовлетворит и самого демона-предсказателя Лапласа.
