Нейт Сильвер - Сигнал и шум. Почему одни прогнозы сбываются, а другие – нет

• Название: Сигнал и шум. Почему одни прогнозы сбываются, а другие – нет
• Автор: Нейт Сильвер
• Жанр: Публицистика
• Год: 2015
• ISBN: 978-5-389-09938-8

Мы считаем, что наш мир во многом логичен и предсказуем, а потому делаем прогнозы, высчитываем вероятность землетрясений, эпидемий, экономических кризисов, пытаемся угадать результаты торгов на бирже и спортивных матчей. В этом безбрежном океане данных важно уметь правильно распознать настоящий сигнал и не отвлекаться на бесполезный информационный шум.

О том, как этому научиться, рассказывает Нейт Сильвер, политический визионер и гуру статистики, разработавший систему прогнозов, позволившую дважды максимально точно предсказать результаты президентских выборов почти во всех штатах Америки. Его книга во многом близка исследованиям Нассима Талеба и столь же значима для всех, кто имеет дело с большими объемами данных и просчитывает различные варианты развития событий. И если Талеб говорит о законах зарождения «черных лебедей», Сильвер исследует модели и способы, позволяющие поймать этих птиц в расставленные нами сети. Он обобщает опыт экспертов-практиков, изучает различные модели и подходы, позволяющие делать более точные прогнозы. Как и Даниэль Канеман, автор бестселлера «Думай медленно… Решай быстро», наблюдая за поведением и мышлением людей, оценивающих неопределенные события, Сильвер утверждает: да, компьютеры незаменимы при работе с огромными массивами данных, но для максимальной точности результатов необходим гибкий человеческий ум и опыт, ведь прогнозирование – это планирование в условиях неопределенности.

---

Почему же тогда Л’Акуила – довольно зажиточный город в богатой, промышленно развитой стране – подверглась столь значительным разрушениям? Одна из причин – геологическое строение местности: Л’Акуила располагается на древнем озерном пласте, усиливающем любые колебания Земли. На таком же пласте построен Мехико-Сити{305}, и во время землетрясения 1985 г., эпицентр которого находился на удалении 200 миль, в городе погибло 10 тыс. жителей.

Однако основная причина проста и заключается в том, что жители города были благодушны и слишком спокойно относились к сейсмической угрозе, находившейся всего в 15 км ниже уровня земли. В городе не было ничего, что хоть как-то демонстрировало бы надлежащий уровень готовности к землетрясениям{306}: ни норм на строительство, ни запасов предметов первой необходимости, ни тренировок населения. В результате землетрясения разрушились не только столетние здания, но и множество новых, в том числе крыло госпиталя, выстроенного не далее как в 2000 г. Даже небольшое заблаговременное предостережение могло бы спасти огромное количество жизней.

Но можно ли считать предостережением заявление Джанпаоло Джулиани? В итальянских таблоидах его изображали как настоящего подвижника и мученика. Этот человек с мягким голосом и растрепанными волосами, часто одевавшийся в форму местной футбольной команды, играл роль скромного государственного служащего или рассеянного профессора, открытия которого были проигнорированы научным истеблишментом. Он заявил, что предупредил о землетрясении в Л’Акуиле всех своих друзей и членов семьи и что полиция не дозволила ему рассказать об этом остальным. Также он потребовал, чтобы власти принесли извинения – не ему лично, а жителям Л’Акуилы.

Стоит помнить, что на самом деле Джулиани не предсказывал землетрясения. Его прогноз был вполне конкретным – риску подвергалась Сульмона, а не Л’Акуила, а само землетрясение должно было произойти в марте, а не в апреле. По сути, он даже сообщил местной газете о том, что опасность миновала. «Если говорить просто, – заявил он, прежде чем пуститься в бессвязные рассуждения о лунных циклах, – система Земля – Луна оказалась на уровне перигелия… минимального расстояния от Земли и на одной линии с планетой Венера… думаю, что могу успокоить моих соотечественников, поскольку «рой землетрясений» будет уменьшаться с конца марта»{307}.

Перигелий с планетой Венера? Газ радон? Что общего у всего этого с землетрясением? А что можно сказать о неудачном предсказании Джулиани относительно Сульмоны? Казалось, что все это не имеет никакого значения. Когда случается катастрофа, мы принимаемся искать сигнал в шуме – мы ищем хоть какое-то объяснение окружающего нас хаоса и пытаемся вновь навести порядок в мире. И лучшим, что было в нашем распоряжении в тот момент, оказались путаные объяснения Джулиани.

Никакой другой тип катастрофы не разрушает наше ощущение порядка так, как землетрясения. Они буквально потрясают нас до самого основания. Если ураганы спускаются на нас с небес и иногда даже ассоциируются с Божьей волей[75], то землетрясения возникают глубоко под землей и порой воспринимаются как знаки гнева Бога{308}, его безразличия{309} или даже отсутствия (Лиссабонское землетрясение 1755 г. стало одной из искр, из которых разгорелось пламя светской философии{310}). И если ураганы – равно как и наводнения, торнадо и извержения вулканов – часто можно предсказывать заранее, усилия множества ученых на протяжении столетий так и не дали нам надежного инструмента для предсказания землетрясений.

Волшебные жабы и поиск Святого Грааля

Город Пасадена, штат Калифорния, уже давно считается мировым эпицентром исследований в области землетрясений. Именно там находится Калифорнийский технологический институт, в котором Чарльз Рихтер разработал в 1935 г. свою знаменитую логарифмическую шкалу. Также там располагается один из офисов Службы геологии, геодезии и картографии США (USGS), в котором работает большое количество специалистов по исследованию землетрясений. Я поехал туда в сентябре 2009 г., чтобы встретиться с доктором Сьюзен Хоф, одной из ведущих сейсмологов USGS и автором ряда книг по вопросу предсказания землетрясений. Она с немалым подозрением изучила телевизионные интервью Джулиани, а затем написала яркую редакторскую статью в газете New York Times{311}, где раскритиковала как самого Джулиани, так и внимание, которое ему уделялось.

По мнению, высказанному Хоф, успех Джулиани был результатом совпадения. «Все услышали о предсказаниях Джулиани только потому, что оно смогло выплыть на поверхность, – писала она. – Но я знаю массу других [неверных] предсказаний, о которых широкая публика никогда не слышала». Если в мире есть сотни людей, пытающихся обратить внимание на свои прогнозы, и при этом ежегодно происходят сотни землетрясений, то кому-то неминуемо удастся попасть со своим прогнозом в цель.

Теории Джулиани о радоне и лунных циклах неоднократно изучались{312}, однако, по мнению признанных сейсмологов, данные теории не могут использоваться для достоверного предсказывания землетрясений. Джулиани просто повезло, как везет обезьянке, которой удается напечатать на машинке текст пьесы Шекспира, или осьминогу, успешно предсказавшему результаты Кубка мира по футболу.

Офис Хоф в USGS располагается в тихом уголке университетского кампуса, где количество эвкалиптовых деревьев намного превышает количество находящихся в этом районе студентов. Во время нашей встречи Хоф выглядела немного уставшей от странствий – она только что вернулась из Турции, где изучала систему разломов коры при землетрясениях. Эта женщина с мягкими манерами, темными глазами и вьющимися волосами общается в устало-скептическом тоне. «А какова ваша основная работа?» – озадачила она меня вопросом уже через несколько минут после знакомства.

В какой-то момент во время разговора она взяла со стола небольшой глобус, наподобие тех, что продаются в сувенирных лавках аэропортов, и провела указательным пальцем линию в направлении востока и юго-востока, начав с Японского моря.

«Самые разрушительные землетрясения концентрируются в этом поясе – от южного Китая до Греции, – объяснила Хоф. – Это довольно сложная зона – в ней располагается множество зданий с довольно уязвимой конструкцией. Крупное землетрясение где-нибудь под Тегераном может убить миллион человек».

Фактически почти все самые ужасные землетрясения в современной истории (рис. 5.1) произошли на отмеченном Хоф пути, проходящем через колыбель цивилизации на Ближнем Востоке и некоторые самые густонаселенные регионы на планете, включая Китай и Индию. Эти регионы, часто бедные и перенаселенные, порой просто не имеют возможности подготовиться даже к одной катастрофе в 300 лет. Однако, если землетрясения в них все же происходят, последствия бывают катастрофическими, а количество жертв измеряется сотнями тысяч[76].

Рис. 5.1. Расположение мест, где произошли землетрясения с наибольшим количеством жертв, начиная с 1900 г. Размер кругов соответствует количеству жертв. Источник: USGS

Во время землетрясений погибает больше людей, чем при ураганах{313}, несмотря на то что происходят они значительно реже{314}. Возможно, это связано с тем, что обычно не удается сделать достаточно точные предсказания их времени и места. Если в наши дни точность предсказания места зарождения урагана в три и более раз выше, чем 25 лет назад, то наука прогнозирования землетрясений почти не развилась с IX в. н. э., когда японцы впервые заявили о возможности предсказывать землетрясения, основываясь на изучении поведения сомов{315} (в различные периоды времени сообщалось также о необычном поведении коров, свиней, угрей, крыс, попугаев, чаек, черепах, золотых рыбок и змей в преддверии землетрясений).

Чудаков типа Джулиани до сих пор принимают всерьез, причем не только в итальянских таблоидах{316}. Калифорнийский Центр по предсказаниям землетрясений ежегодно получает сотни неожиданных прогнозов землетрясений, большинство из которых, по словам представителя агентства, «описывает странное поведение домашних питомцев, интуицию, ноющие кости тети Агаты или другие таинственные знаки и предзнаменования, которые ученые просто не понимают»{317}. При этом некоторые публикации в научной прессе сложно отличить от средневекового японского фольклора. В одной из работ 2010 г.{318}, опубликованной в сравнительно престижном журнале Journal of Zoology, сообщалось о том, что жабы в пруду, расположенном в 80 км от Л’Акуилы, перестали квакать за пять дней до крупного землетрясения{319}. Примечательно, что, по мнению авторов, это было достаточным свидетельством того, что жабы способны предсказывать землетрясения.