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.
Иэн рассказывает нам о принципах байесовского мышления. Мои примеры в этой главе относились к одной модели или использовали один параметр, но обычно ученые имеют дело с несколькими конкурирующими гипотезами. Задача Иэна – рассмотреть все эти альтернативные модели и присвоить им какие-то вероятности. Ни одна гипотеза не верна на 100 %, но по мере накопления свидетельств одни становятся правдоподобнее других. Он демонстрирует разные примеры, начиная с поиска нефтяных месторождений. Нефтедобывающие компании используют алгоритм, запатентованный Иэном и его коллегами, для поиска месторождений, которые дают наилучшие долговременные перспективы. Затем он переходит к здравоохранению. Когда исследователи планируют действия против малярии или ВИЧ, они сначала проводят математическое моделирование для прогнозирования результатов своих действий. Фонд Билла и Мелинды Гейтс использует методы Иэна для планирования своих программ по искоренению заболеваний.
Наконец Иэн переходит к одному из самых масштабных вопросов. Что происходило на первых стадиях существования Вселенной? Как впервые после Большого взрыва образовались галактики и какие модели объясняют размер и форму тех из них, что мы наблюдаем сегодня? Иэн смог уменьшить количество возможных моделей ранней Вселенной, найдя вероятные значения для семнадцати различных параметров, определяющих, как галактики расширяются в космическом пространстве[35]. Презентация Иэна идеально ложится на аудиторию, демонстрируя мощь математических методов и широчайший спектр приложений. Семья и друзья Бьорна ахают, когда видят моделирование вращения и столкновения галактик, возможную модель начального этапа эволюции нашей Вселенной, параметры для которой были восстановлены с помощью формулы преподобного Байеса.
Приходит очередь Бьорна представить свою работу. Введение в масштабах Вселенной могло легко ошеломить и без того нервничающего аспиранта. Возможно, Бьорн обеспокоен сравнением его исследования всего одной страны в Скандинавии с огромным масштабом работ Иэна. Однако когда я смотрю на своего ученика, то вижу, что он спокоен и готов. А когда оглядываюсь на аудиторию, вижу гордость на их лицах. Бломквисты думают: вот что можно сделать с помощью математики, которую изучал Бьорн. Вот чем овладел их Бьорн: математикой Вселенной.
Социальные изменения так же сложны, как происхождение Вселенной, хотя и совершенно иначе. Бьорн показывает, как рост «Шведских демократов» можно объяснить преимущественно географическим положением. Эту партию поддерживают определенные регионы страны, особенно в самой южной области Сконе; однако поддержка есть и в центральной Даларне. Как ни странно, это не районы с самым высоким процентом иммигрантов. Возмущение появляется не потому, что в какую-то область приезжают иммигранты. Скорее, растет поддержка антииммиграционной политики в сельских областях – особенно там, где у людей низкий уровень образования.
После окончания презентации Иэн и комиссия задают Бьорну вопросы. Иэн и другие математики желают знать технические детали того, как Бьорн сравнивал модели и данные. Экономистка Линь Лерпольд, коллега Ранжулы и член комиссии, указывает на некоторые важные ограничения этого исследования. Бьорн не до конца разобрался в причинах антииммиграционных настроений. Он изучил закономерности изменений в местных сообществах, но не понял мышление их представителей. Чтобы ответить на вопросы Линь, нужны подробные беседы и анкеты.
Расспросы комиссии были дотошными, но справедливыми, а решение единогласным. Бьорн защитил диссертацию. Он присоединился к спецназу байесовских ученых.
Байесовское мышление изменило принципы науки в последние десятилетия. Оно идеально соответствует научному взгляду на мир. Экспериментаторы собирают данные (Д), а теоретики разрабатывают гипотезы или модели (М). Формула Байеса объединяет оба эти компонента.
Рассмотрим следующую научную гипотезу: использование мобильного телефона плохо влияет на психическое здоровье подростков. В моей семье этот вопрос горячо обсуждается – два подростка (и, если честно, два взрослых) целый день приклеены к экранам. В годы моей юности родители беспокоились, где я и чем занимаюсь. У нас с женой другие проблемы: дети слишком много времени проводят дома, уставившись в телефоны. Чего бы мы только не отдали за старые добрые разборки «Почему не пришел домой вовремя», «С кем встречалась?»…
Доктор Кристина Картер, социолог и автор нескольких книг о воспитании детей и производительности, категорически против чрезмерного использования мобильных телефонов, говоря, что «время за экраном – вероятная причина волны депрессии, тревог и суицида среди подростков». Ее статья в журнале Greater Good Magazine, выпускающемся в Калифорнийском университете в Беркли, излагает аргументы в два этапа[36]. Во-первых, Картер ссылается на опрос родителей, почти половина которых считают, что их дети-тинейджеры зависимы от своих мобильных устройств, и 50 % озабочены, что это негативно скажется на их психическом здоровье. Во-вторых, она ссылается на данные, полученные при исследовании 120 115 подростков в Великобритании, которые отвечали на 14 вопросов о том, как они чувствуют себя с точки зрения счастья и удовлетворенности жизнью, и об их социальной жизни. Это исследование показало, что при превышении порога в один час в день дети отличались пониженным психическим благополучием, что измерялось с помощью опросника. Иными словами, чем больше дети используют свои телефоны, тем они несчастнее.
35
Vernon I., Goldstein M., Bower R. G. Galaxy formation: a Bayesian uncertainty analysis // Bayesian Analysis. 2010. Vol. 5. No. 4. Pp. 619–669.
36
Carter C. Is screen time toxic for teenagers? // Greater Good Magazine, 27 August 2018 // greatergood.berkeley.edu/article/item/is_screen_time_toxic_for_teenagers.