Лаура Спинни - Шанс есть! Наука удачи, случайности и вероятности

Джек Коэн, Йен Стюарт, Ричард Вайсман, Ник Лейн, Роберт Мэтьюз, Пол Дэвис, Дилан Эванс, Стивен Баттерсби, Лаура Спинни, Анил Анантасвами, Марк Бучанан, Влатко Ведрал, Катрин де Ланж, Грэм Лоутон, Генри Николс, Регина Нуццо, Кейт Равилиус, Анджела Саини, Элен Томпсон, Клэр Уилсон, Боб Холмс, Грегори Чайтин, Дэвид Шига

Шанс есть! Наука удачи, случайности и вероятности

© New Scientist, 2015

© Лаборатория знаний, 2017

Введение

В 1989 году английский подросток по имени Ричард Хилл, один из жителей городка Суиндон, отправился в небольшое путешествие. Он двинулся на север и добрался до Манчестера, где переночевал у друга одного из своих приятелей. На следующий день Энн, мать этого друга, собиралась в Оксфорд и предложила Ричарду подвезти его, поскольку оказалось, что им по дороге. Он согласился.

Во время поездки Ричард упомянул, что живет в одном из близлежащих городков – в Суиндоне.

– Вот как, – отозвалась Энн. – Может быть, вы знаете такого Майкла Брукса? Он как раз живет в Суиндоне. Ему лет двадцать.

Возникла пауза.

– Он помолвлен с моей сестрой, – сообщил Ричард.

– Ну и ну, – удивилась Энн. – Он мой пасынок.

Я не видел мужа Энн – моего отца – примерно с годовалого возраста. Но по чистой случайности мой будущий шурин остановился в доме моего отца. По чистой случайности жена моего отца на следующий день направлялась в ту же сторону, что и путешественник. По чистой случайности в разговоре всплыла тема, вскрывшая эту странную и в чем-то почти пугающую связь между ними.

Наверняка вы тоже можете рассказать что-нибудь подобное. Такие истории упорно сопротивляются попыткам объяснить их, и мы невольно наделяем их каким-то глубоким смыслом. Мы, Ричард, Энн и я (кстати, мы теперь регулярно общаемся – как раз благодаря тому случайному событию), до сих пор не знаем, какой вывод сделать из этого необыкновенного совпадения. Мы относимся к нему серьезно – как к некоему поворотному моменту в нашей жизни. Но вот правильно ли это?

Чтобы ответить на сей вопрос, следует разобраться, что же такое «случайность». Оказывается, это гораздо труднее, чем может показаться на первый взгляд.

«Каковы шансы?..», «какова вероятность?..». Такие вопросы слышишь каждый день повсюду, где есть люди. Обычно у нас нет ответа – во всяком случае, правильного. Али Биназир, автор научно-популярных книг, подсчитал, прикинув вероятность встречи ваших родителей, успешного оплодотворения яйцеклеток и продолжительности жизни человека, что шансы вашего существования составляют якобы 1 из 102685000 (как нетрудно догадаться, приведенное число – единица с 2 685 000 нулями).

Такая вероятность кажется на первый взгляд очень впечатляющей. Возникает чувство ужаса, трепета и восторга. Но все это чушь. Вы – результат всех этих событий, происходящих на самом деле, каковы бы ни были шансы для двух случайно выбранных людей полюбить друг друга или для определенного сперматозоида оплодотворить определенную яйцеклетку. То же самое касается и всех других людей на планете. Нет какого-то набора людей, которые не рождаются, так что нет и никакого способа вычислить вероятность вашего успешного появления на свет и дальнейшего существования. Мне очень неприятно вас разочаровывать, но вы никакое не чудо, что бы там ни утверждал Бина-зир. Вы просто звено в длинной цепочке событий.

Впрочем, нельзя отрицать роль случайности в нашей Вселенной. В конце концов, именно случай, судя по всему, является самой глубинной и фундаментальной основой законов физики. Как следует вглядитесь в то, как устроен мир, – и вы обнаружите, что имеете дело с квантовой теорией. Она описывает мир чрезвычайно малых штуковин, из которых состоит материя. Атомы, электроны, протоны (и кварки – составные части протона) подчиняются законам квантовой физики. А эти законы во многих смыслах «беззаконны». По сути, в основе квантовой теории не лежат причинно-следственные связи. К примеру, если я измеряю такое квантовое свойство как спин электрона, спин может оказаться положительным или отрицательным. Но результат каждого отдельного измерения совершенно непредсказуем: он ведет себя как случайная величина. Одно из самых известных крылатых высказываний в науке – реакция Эйнштейна на этот факт, его отказ поверить, что Вселенная и в самом деле действует именно так. Некогда он сказал физику Нильсу Бору: «Бог не играет в кости».

Ответ Бора блистателен. Он пожурил Эйнштейна: мол, напрасно вы указываете Богу, что ему делать. Бор прав: не следует доверять нашему интуитивному ощущению, что всякое следствие обязано иметь причину. Такое представление постепенно сформировалось у человека на протяжении тысячелетий – из-за необходимости выживать во враждебной среде. Нашим предкам легче было существовать, предполагая, что вон тот куст шевелится, потому что за ним прячется готовый к прыжку тигр, ведь не могут же листья дрожать просто так, без всяких оснований. Действия, направленные на то, чтобы избегать опасности, не всегда бывают необходимы, но «береженого Бог бережет».

По тем же самым причинам случайность обезоруживает нас, вынуждая придавать значение событиям, которые никакого значения не имеют. Мы наивно дивимся тому, что у двух человек, встретившихся на вечеринке, совпадают дни рождения. Возникает все тот же вопрос: «Какова вероятность?..». Но если в комнате 23 человека или больше, общий день рождения – со статистической точки зрения вещь вполне вероятная.

Предупреждение: если вы станете прилюдно изображать из себя специалиста по статистике дней рождения, это не сделает вас душой компании. Видите ли, серьезная работа со случайностью требует нешуточных умственных усилий, а на праздничных сборищах они требуются редко. Однако случайность не всегда связана с напряженными размышлениями: она порой способна привести к удовольствиям и даже к нежданному успеху.

Разберитесь, как человеческий мозг оперирует со случайностью, – и вы, возможно, станете чемпионом мира по такому виду спорта, как «камень-ножницы-бумага». Познакомьтесь с ее математическими законами – и вы сможете зарабатывать, делая ставки в футбольном тотализаторе, независимо от того, кто победит в матче. Возможно, вам даже удастся обыгрывать казино – по крайней мере, некоторое время. Погрузитесь в мифы о прирожденных счастливчиках или о родившихся под несчастливой звездой (и оттого обреченных страдать) – и вы обнаружите, что способны сами ковать собственную удачу.

Шекспировский Ромео, типичный невезучий влюбленный, считал себя «шутом судьбы», игрушкой провидения. Но ученые не сидят сложа руки, праздно ожидая, чтобы судьба сделала их достойными Нобелевской премии. Они упорно повышают свои шансы, анализируя счастливые случайности, и в работе – за письменным столом или в лаборатории – делают все, чтобы с наибольшей вероятностью натолкнуться на новые открытия. Похоже, следует весьма серьезно воспринимать утверждение Луи Пастера: «Случай благоприятствует лишь подготовленному уму».

Наверное, серьезнее всего элемент случайности применяется в суде. Если вы когда-нибудь входили в число присяжных, вы наверняка испытывали не очень-то приятное чувство: вы принимаете решение, способное изменить жизнь человека (правда, тут есть небольшое утешение: речь всегда идет о жизни кого-то другого), на основе куда меньшего количества информации, чем вам хотелось бы. Судебные дела редко бывают очевидными: часто вердикт присяжных зависит от представлений членов жюри о возможности и вероятности. И здесь наш примитивный мозг, опять-таки, зачастую подводит нас. Даже судебные эксперты иногда трактуют случайность неправильно. Неудивительно, что сейчас юристы предпринимают такие усилия для того, чтобы преобразовать процедуру работы со случайностью.

На последующих страницах вы найдете рассказы об этих и многих других совершающихся сейчас кардинальных преобразованиях. К примеру, вы прочтете о возможностях взбунтоваться против устоявшихся структур цифрового мира и вернуть в вашу жизнь немного остроты и непредсказуемости. Вы научитесь использовать неожиданность как оружие и даже узнаете, как лучше всего искать потерянные ключи от машины. Попутно вам, быть может, придется столкнуться с вопросом о свободе воли (обладаете ли вы такой свободой?) и о том, является ли будущее Вселенной чем-то заранее предопределенным или же тут сплошная неопределенность. Но в итоге у вас наверняка сложится понимание тех событий, случаев и случайностей, которые вас сформировали: эти события тянутся в прошлое очень далеко – до первых моментов после Большого Взрыва.

Случайность – повсюду. И так было всегда. Она таилась в первичных квантовых флуктуациях, которые привели к возникновению Млечного Пути. Она породила нежданную генетическую мутацию, которая дала мозгу первых людей доступ к невиданным запасам глюкозы, питающей мышление. Возможно, она даже сыграла свою роль в том, что эта книга сегодня оказалась у вас в руках. Может быть, ваш друг или любимый человек вдруг ни с того ни с сего решил вам ее подарить. А может, вы сами ее купили, потому что опоздали на поезд, забрели в зал ожидания на вокзале и нашли оставленную кем-то газету с положительной рецензией. А может, вы наткнулись на эту книгу, бродя между шкафами в книжном магазине или в библиотеке. На самом деле это не очень-то важно. Важно то, что вы ухватились за этот шанс и начали читать. Вам предстоит настоящее пиршество для ума, и есть вероятность, что это будет как раз один из этих нежданных счастливых случаев – один из поворотных моментов, меняющих все. И если случай действительно благоволит подготовленному уму, считайте, вам повезло.