Случайность

Что такое три закона случайности и почему непредсказуемость дает нам возможность делать самые надежные предсказания.

Наш разум всеми силами противится идее случайности. В ходе нашей эволюции как биологического вида у нас развилась способность во всем искать причинно-следственные связи. Задолго до возникновения науки мы уже знали, что багрово-красный закат предвещает опасную бурю, а лихорадочный румянец на личике младенца означает, что его матери предстоит непростая ночь. Наш разум автоматически пытается структурировать полученные данные таким образом, чтобы они помогали нам делать выводы из наших наблюдений и использовать эти выводы для понимания и предсказания событий.

Идею случайности так трудно принять, потому что она противоречит базовому инстинкту, заставляющему нас искать в окружающем мире рациональные закономерности. А случайности как раз и демонстрируют нам, что подобных закономерностей не существует. Значит, случайность фундаментально ограничивает нашу интуицию, поскольку доказывает, что существуют процессы, ход которых мы не можем полностью предсказать. Эту концепцию нелегко принять, даже несмотря на то, что она является важнейшей составной частью механизма Вселенной. Не понимая того, что такое случайность, мы оказываемся в тупике идеально предсказуемого мира, которого просто-напросто не существует за пределами нашего воображения.

Я бы сказал, что лишь тогда, когда мы усвоим три афоризма — три закона случайности, — мы сможем освободиться от нашего примитивного стремления к предсказуемости и принять Вселенную такой, какая она есть, а не такой, какой мы хотели бы ее видеть.

Первый закон случайности: случайность существует.

Мы используем любые ментальные механизмы, лишь бы не взглянуть в лицо случайности. Мы рассуждаем о карме, об этом космическом уравнителе, который связывает явно несвязанные между собой вещи. Мы верим в хорошие и плохие приметы, в то, что «бог троицу любит», мы утверждаем, что на нас влияют расположение звезд, фазы Луны и движение планет. Если у нас обнаружили рак, мы автоматически пытаемся возложить ответственность за это на что-то (или на кого-то).

Но многие события невозможно полностью предсказать или объяснить. Катастрофы происходят непредсказуемо, и страдают при этом как хорошие, так и плохие люди, в том числе и те, кто родился «под счастливой звездой» или «под благоприятным знаком». Иногда нам удается что-то предугадать, но случайность может легко опровергнуть даже самые надежные прогнозы. Не удивляйтесь, если ваш сосед, страдающий ожирением и непрерывно курящий байкер-лихач, проживет дольше, чем вы.

Более того, случайные события могут притворяться неслучайными. Даже у самого проницательного ученого могут возникнуть трудности с различением действительного следствия и случайной флуктуации. Случайность может превратить плацебо в волшебное лекарство, а безобидные соединения в смертельный яд; и даже может из ничего сотворить субатомные частицы.

Второй закон случайности: некоторые события предсказать невозможно.

Если зайти в какое-нибудь казино в Лас-Вегасе и понаблюдать за толпой игроков у игральных столов, вы, вероятно, увидите кого-то, кто считает, что ему сегодня везет. Он выиграл несколько раз подряд, и его мозг уверяет его, что он будет и дальше выигрывать, поэтому игрок продолжает делать ставки. Вы также увидите кого-нибудь, кто только что проиграл. Мозг проигравшего, как и мозг победителя, также советует ему продолжать игру: раз уж ты проиграл столько раз подряд, значит, теперь наверняка начнет везти. Глупо уйти сейчас и упустить такой шанс.

Но что бы ни говорил нам наш мозг, не существует ни таинственной силы, способной обеспечить нам «полосу везения», ни вселенской справедливости, которая позаботилась бы о том, чтобы неудачник наконец начал выигрывать. Вселенной абсолютно безразлично, проигрываете вы или выигрываете; для нее все броски костей одинаковы.

Сколько бы усилий вы ни тратили на наблюдения за тем, как в очередной раз легли кости, и как бы пристально ни всматривались в игроков, считающих, что им удалось оседлать удачу, вы не получите абсолютно никакой информации относительно следующего броска. Результат каждого броска совершенно не зависит от истории предыдущих бросков. Следовательно, любой расчет на то, что можно получить преимущество, наблюдая за игрой, обречен на провал. Подобные события — не зависящие ни от чего и полностью случайные — не поддаются никаким попыткам найти закономерности, потому что этих закономерностей просто не существует.

Случайность ставит барьер на пути человеческого хитроумия, поскольку демонстрирует, что вся наша логика, вся наша наука и способность к рассуждению не могут в полной мере предсказать поведение мироздания. Какие бы методы вы ни использовали, какую бы теорию ни изобретали, какую бы логику ни применяли, чтобы предсказать результаты броска костей, вы в пяти из шести случаев будете проигрывать. Всегда.

Третий закон случайности: комплекс случайных событий предсказуем, даже если отдельные события — нет.

Случайность пугает, она ограничивает надежность даже самых утонченных теорий и скрывает от нас те или иные элементы природы, как бы настойчиво мы ни пытались проникнуть в их суть. Тем не менее нельзя утверждать, что случайное — синоним непознаваемого. Это вовсе не так.

Случайность подчиняется собственным правилам, и эти правила делают случайный процесс доступным для понимания и прогнозирования.

Закон больших чисел гласит, что хотя одиночные случайные события полностью непредсказуемы, достаточно большая выборка этих событий может быть весьма предсказуемой — и чем больше выборка, тем точнее предсказание. Другой мощный математический инструмент — центральные предельные теоремы — также показывает, что сумма достаточно большого количества случайных величин будет иметь распределение, близкое к нормальному. С помощью этих инструментов мы можем довольно точно предсказывать события в долгосрочной перспективе, независимо от того, насколько хаотичными, странными и случайными они будут в краткосрочном плане.

Правила случайности настолько мощны, что легли в основу самых незыблемых и неизменных законов физики. Хотя атомы в емкости с газом движутся хаотично, их общее поведение описывается простым набором уравнений. Даже законы термодинамики исходят из предсказуемости большого количества случайных событий; эти законы непоколебимы именно из-за того, что случайность столь абсолютна.

Парадоксально, что именно непредсказуемость случайных событий дает нам возможность делать самые надежные наши предсказания.

Автор:
Чарльз Сейфе,
профессор журналистики Нью-Йоркского университета;
сотрудник журнала Science, математик и писатель.
Esquire