Десять уравнений, которые правят миром. И как их можете использовать вы
- Автор: Самптер Дэвид
- Год: 2022
- Язык: русский
- Год: Манн, Иванов и Фербер
- ISBN: 9785001699866
- Переводчик: Евгений В. Поникаров
- Жанр: Математика
Электронная книга - «Десять уравнений, которые правят миром. И как их можете использовать вы». Краткое содержание книги:
Красота приведенных здесь 10 уравнений в том, что пронизывают все сферы жизни, будь то грамотные ставки, фильтрование значимой информации, точность прогнозов, степень влияния или эффективность рекламы.
Если научиться вычленять из происходящего данные и математические модели, то вы начнете видеть взаимосвязи, словно на рентгене. Более того, вы сможете управлять процессами, которые другим кажутся хаотичными.
В этом и есть смысл прикладной математики.
На русском языке публикуется впервые.
Далее человеку предлагается определить, какое значение тот сочтет минимальной правдоподобной вероятностью того, что солнце восходит ежедневно. Если человек думает, что шансы на восход превышают 50 %, то θ > 0,5. Если он считает, что они превысят 90 %, то θ > 0,9.
Теперь представим, что человек увидел 100 восходов подряд и пытается сделать из этого вывод о вероятности восхода в один день: он заявляет, что солнце поднимается чаще 99 раз из 100. Иными словами, он дает оценку θ > 0,99. Выражение P{θ > 0,99|100 восходов} определяет вероятность того, что он прав в своей оценке. Байес показал с помощью определенной разновидности уравнения 2, что P{θ > 0,99|100 восходов} = 1–0,99100+1 ≈ 63,8 %. Соответственно, с вероятностью 36,2 % наш человек ошибается и солнце встает реже, чем он полагает[26].
Если человек прожил 60 лет и видел восход солнца каждый день, он мог бы определенно быть уверен, что вероятность восхода солнца каждый день превышает 99 %. Но если он желает быть уверенным, что вероятность восхода солнца превосходит 99,99 %, мы бы посоветовали проявлять осторожность: 1–0,9999365×60+1 ≈ 88,8 %. Так что остается еще 11,2 %, что он ошибается. Мы заставляем новоприбывшего обитателя мира определить свою модель, высказать минимальное возможное значение θ, а затем сообщаем ему вероятность, с которой он прав в своем предположении.
Ричард Прайс осознал, что формула Байеса связана со спорами о чудесах, которые происходили в XVIII веке. Как и Байес, Прайс был священником и интересовался, как новые научные открытия того времени могут сочетаться с чудесами, в которые он верил после чтения Библии.
Десятилетием ранее философ Дэвид Юм утверждал, что «никакое свидетельство недостаточно для установления чуда, кроме такого, ложность которого была бы большим чудом, нежели тот факт, который оно стремится установить»[27]. Эти слова можно рассматривать как обращение к уравнению суждений. Он просит нас сравнивать модель M, что чудеса происходят, с альтернативной моделью M–, что они не происходят. Юм говорит, что, поскольку мы никогда раньше не были свидетелями чуда, P{M–}близка к 1, а P{M} очень мала, поэтому, чтобы убедить нас в обратном, понадобится очень серьезное чудо, у которого будет очень большая P{Д|M} и маленькая P{Д|M–}. Аргументация Юма очень близка к моим рассуждениям о болтанке в начале этой главы: нужны очень веские доказательства, чтобы убедить нас, что в целом надежный самолет разобьется. Нам необходимы очень веские доказательства, чтобы убедить нас, что Иисус Христос воскрес.
Прайс счел, что рассуждения Юма «противоречат разуму»[28], что Юм неправильно понял Байеса. Он объяснял, что Юму следовало быть более точным, когда он говорит о θ – вероятности чуда. Даже те, кто верит в чудеса, не считают, что они происходят каждый день. Конкретизируем: представьте, что Прайс предложил Юму дать какую-то оценку частоте чудес, а тот говорит, что они случаются реже одного раза в 10 миллионов дней (27 400 лет), что дает θ > 99,99999 %. Предположим, Прайс верит, что 99,99999 % > θ > 99,999 %, то есть в то, что чудеса происходят реже, чем раз в 274 года, но чаще, чем раз в 27 400 лет. Теперь представьте, что 2000 лет подряд не происходило ни одного чуда. Вероятность того, что при таком условии прав Юм, составляет 7,04 %[29]. Вероятность, что прав Прайс, – 92,89 %[30]. Даже если за несколько тысячелетий не произошло ни одного чуда, это недостаточно надежно подтверждает, что чудес не существует. Просто за время жизни одного человека не набирается достаточного объема данных, чтобы подтвердить заявление Юма, будто чудес не существует.
Ричард Прайс направил «Десятку» на путь христианской морали. Он верил в воскресение Христа и использовал рациональные аргументы, чтобы поставить под сомнение само сомнение. Прайс полагал, что логическое мышление поможет обнаружить истины о мире, скрытые от нашего повседневного опыта. Бог был одной из этих истин.
Двумя тысячелетиями ранее в своей аллегории греческий философ Платон описал находящихся в пещере людей в оковах, которые смотрят на тени и способны видеть только смутные проекции истинного, более логичного мира снаружи. Аллегорию Платона часто используют для объяснения силы математики, и Прайс воспринимал ее очень серьезно. Он считал, что мы открываем новые истины, когда признаём, что тени на стене пещеры не реальны. Наш повседневный опыт – путаное представление о какой-то большей истине. Размышляя четче об истинной форме мира – посредством моделей, не зависящих от данных, – мы можем яснее рассуждать о путаных ситуациях, о тенях нашей повседневной жизни.
26
Этот результат противоречит интуитивным представлениям, но математически он верен. Чтобы дополнительно убедить себя, предположим, что θ = 0,98, а истинная вероятность восхода составляет 98 %. В этом случае кажется неудивительным, если бы солнце вставало во все 100 дней его наблюдения. Вероятность 100 восходов подряд в этом случае равна 0,98100 ≈ 13,3 %. Число небольшое, но и не пренебрежимо малое. Ту же логику можно приложить к числу θ = 0,985 ∙ (0,985100 ≈ 22,1 %) и к другим значениям θ < 0,99. Хотя более вероятно, что значение θ превосходит 99 %, вполне правдоподобно, что оно меньше 99 % (точнее, вероятность – 36,2 %).
27
Юм Д. Исследование о человеческом разумении / Пер. С. И. Церетели. М.: РИПОЛ классик, 2017.
28
Рассуждения из этого абзаца взяты из работы Дэвида Оуэна «Юм против Прайса о чудесах и априорных вероятностях: свидетельство и байесовские вычисления» (Hume versus Price on miracles and prior probabilities: testimony and the Bayesian calculation // Philosophical Quarterly. 1987. April. Vol. 37. No. 147. Pp. 187–202.
29
Это вычисление предоставляется заинтересовавшемуся читателю. Используйте в помощь примечание 7 выше.
30
Аналогично. Используйте примечание 7 выше.