Саймон Сингх - Симпсоны и их математические секреты

• Название: Симпсоны и их математические секреты
• Автор: Саймон Сингх
• Жанр: Прочая научная литература
• Год: 2016
• ISBN: 978-5-00100-034-1

Саймон Сингх рассказывает о самых интересных эпизодах мультсериала, в которых фигурируют важнейшие математические идеи – от числа π и бесконечности до происхождения чисел и самых сложных проблем, над которыми работают современные математики.

Книга будет интересна поклонникам сериала «Симпсоны» и всем, кто увлекается математикой.

На русском языке публикуется впервые.

---

Хотя Лиза обладает разнообразными талантами, директор Скиннер отмечает ее особые способности к математике в эпизоде «Маленький домик ужасов на дереве 10» (Treehouse of Horror X, сезон 11, эпизод 4; 1999 год). Когда на Лизу падает большой штабель многоместных сидений, Скиннер восклицает: «Ее раздавило!.. А вместе с ней и надежды нашей команды по матлетике».

Мы наблюдаем способности Лизы в действии в эпизоде «Игра до победного конца» (Dead Putting Society, сезон 2, эпизод 6; 1990 год), в котором Гомер и Барт предлагают соседям Неду и Тодду Фландерсам, уверенным в своем превосходстве, сыграть в мини-гольф. В процессе подготовки к большой игре Барт изо всех сил старается отработать удар клюшкой и обращается за помощью к Лизе. Ей следовало бы посоветовать Барту взять клюшку в другую руку, поскольку он от рождения левша, но на протяжении всего эпизода пытается толкать мяч к лунке, удерживая клюшку правой рукой. Но вместо этого Лиза фокусируется на геометрии как на ключе к правильному удару клюшкой, так как может использовать эту область математики для расчета идеальной траектории мяча, чтобы гарантировать Барту попадание в лунку при каждом ударе. Во время тренировки Лиза показывает Барту, как ударить по мячу таким образом, чтобы он отскочил от пяти стенок и попал в лунку, что дает ему повод сказать: «Просто не могу поверить. Ты и вправду нашла геометрии практическое применение!»

Это изящный ход, но сценаристы используют персонаж Лизы для изучения более глубоких математических идей в эпизоде «ДеньгоБАРТ» (MoneyBART, сезон 22, эпизод 3; 2010 год). В первой сцене эпизода в начальной школе Спрингфилда встречают эффектную Далию Бринкли, единственную выпускницу школы, поступившую в один из университетов Лиги плюща[21]. Неудивительно, что директор Скиннер и суперинтендант Чалмерс пытаются заискивать перед мисс Бринкли, так же как и некоторые ученики. К их числу относится и Нельсон Манц, который старается произвести впечатление на самую успешную выпускницу Спрингфилда, притворяясь другом Лизы. Делая вид, что интересуется математическими способностями Лизы, он побуждает ее продемонстрировать их мисс Бринкли:

Нельсон. Она даже знает математику с буквами. Смотрите. Чему равен х, Лиза?

Лиза. Ну, это зависит от условий.

Нельсон. Извините, вчера у нее получилось.

Во время этой встречи Далия объясняет Лизе, что результатов экзаменов будет недостаточно для поступления в лучший университет и что ее собственный путь к успеху отчасти опирался на участие во множестве разных внеклассных кружков и занятий во время учебы в начальной школе Спрингфилда. Лиза рассказывает о том, что она казначей джазового клуба, а также основала школьное общество по переработке мусора, но это не производит впечатления на Далию: «Всего пара кружков! Это ставка в покере, а не заявление в Лигу плюща».

Тем временем бейсбольная команда Барта Isotots теряет тренера. Лиза решает воспользоваться представившимся шансом улучшить свое резюме для поступления в университет Лиги плюща и берет на себя эту роль. При этом Лиза прекрасно понимает, что не знает основ бейсбола, и потому отправляется в бар Мо, чтобы попросить совета у Гомера. Вместо того чтобы поделиться собственным опытом, Гомер указывает дочери на необычную четверку гиков, сидящих в углу бара. К удивлению Лизы, Бенджамин, Даг и Гари из Спрингфилдского университета активно обсуждают тонкости бейсбола с профессором Фринком. Когда Лиза спрашивает, почему они говорят о спорте, Фринк объясняет это так: «В бейсбол играют спортсмены, но по-настоящему его могут понять только мозголомы».

Другими словами, Фринк утверждает, что единственный способ освоить бейсбол – выполнить глубокий математический анализ игры. Он вручает Лизе целую стопку книг для изучения. Когда Лиза уходит, Мо подходит к гикам и сетует на то, что они не пьют пиво: «И зачем я дал рекламу бара в научном журнале?»

Лиза следует совету Фринка и погружается в изучение специальных книг перед своей первой игрой в качестве тренера Isotots. За этим занятием ее и застает один из репортеров. Столь необычное зрелище побуждает его сказать: «Я не видел столько книг с тех пор, как Эйнштейн решил заняться греблей».

Среди книг, которые читает Лиза, есть книги с названиями eiπ + 1 = 0, F = MA и «Бита Шредингера». Хотя все они вымышленные, под ноутбуком Лизы лежит вполне реальная книга The Bill James Historical Baseball Abstract («Краткий обзор бейсбола Билла Джеймса»), которая представляет собой настоящий каталог наиболее важных статистических данных в бейсболе, составленный одним из самых вдумчивых специалистов по этой игре.

Лиза в окружении книг, среди которых есть книга The Bill James Historical Baseball Abstract

THE SIMPSONS™ и © 1990 Twentieth Century Fox Television. Все права защищены

Билл Джеймс стал легендарной фигурой в области бейсбола и статистики, однако его исследования в этих сферах начинались не в спортивных учреждениях и тишине научных кабинетов. Самые первые грандиозные идеи пришли к нему в голову во время длинных одиноких ночей, когда он работал ночным сторожем на заводе по выпуску свинины с фасолью, принадлежавшем крупнейшей американской компании по производству консервов Stokely-Van Camp.

Охраняя национальный запас свинины с фасолью, Джеймс пытался найти те истины, которые ускользали от предыдущих поколений любителей бейсбола. Постепенно он пришел к выводу, что статистические данные, используемые для оценки сильных сторон отдельных бейсболистов, в некоторых случаях неуместны, порой малопонятны и, что хуже всего, часто вводят в заблуждение. Например, основным статистическим показателем для оценки эффективности полевого игрока было количество допущенных ошибок: чем меньше ошибок, тем лучше полевой игрок. На первый взгляд это кажется вполне разумным, однако у Джеймса были сомнения по поводу обоснованности такого статистического показателя.

Для того чтобы понять обеспокоенность Джеймса, представьте себе, что бэттер[22] отбил мяч далеко от полевых игроков. Быстрый полевой игрок пробегает пятьдесят ярдов, вовремя подбегает к мячу, но выпускает его из рук. Это событие отмечается как ошибка. Медленный же игрок не может преодолеть даже половины пути до того места, где приземлится мяч и где у него была бы хоть какая-то надежда его поймать. Следует сказать, что это событие не фиксируется как ошибка, поскольку полевой игрок не потерял мяч.

Какого игрока вы выбрали бы для своей команды на основании только этой информации? Ответ очевиден – более быстрого, так как в следующий раз он может поймать и удержать мяч, тогда как медленный игрок так и не принесет в этой ситуации никакой пользы.

Тем не менее, согласно статистике ошибок, более быстрый игрок допустил ошибку, тогда как более медленный – нет. Получается, если бы нам пришлось выбирать игрока на основании одной лишь статистики ошибок, мы бы предпочли не того игрока, которого следовало. Именно эта статистика не давала Джеймсу спать по ночам, поскольку могла создать ложное представление об эффективности игрока.

Разумеется, Билл Джеймс был не первым, кого беспокоило чрезмерное и зачастую неправильное использование статистики. Благодаря Марку Твену широкую известность получило такое утверждение: «Существует три вида лжи: ложь, наглая ложь и статистика». В аналогичном духе химик Фред Менгер писал: «Если пытать цифры достаточно долго, они скажут все что угодно». Тем не менее Джеймс был убежден, что статистика способна стать силой, действующей во благо. Он считал, что если бы ему удалось определить подходящую совокупность статистических показателей и правильно их интерпретировать, то это позволило бы понять глубинную сущность бейсбола.

Каждую ночь Джеймс внимательно анализировал данные, записывал какие-то уравнения и проверял разные гипотезы. И в конце концов начал разрабатывать эффективную статистическую модель, сформулировав свои теории в тоненькой брошюре под названием 1977 Baseball Abstract: Featuring 18 Categories of Statistical Information That You Just Can’t Find Anywhere Else («Обзор бейсбола за 1977 год: 18 категорий статистической информации, которую вы не найдете больше нигде»).

Следующий выпуск брошюры, 1978 Baseball Abstract («Обзор бейсбола за 1978 год»), содержал сорок тысяч единиц статистической информации и оказался более успешным: всего было продано 250 экземпляров. В брошюре 1979 Baseball Abstract («Обзор бейсбола за 1979 год») Джеймс объяснил мотивы публикации всех этих статистических данных: «Я работаю с числами как механик, просматривая записи бейсбольных матчей, чтобы понять, как функционирует механизм нападения в бейсболе. Я начинаю с чисел не в большей степени, чем механик начинает с разводного гаечного ключа. Я начинаю с игры, с тех вещей, которые в ней вижу, и с того, что говорят во время игры. И я задаю вопрос: правда ли это? Можно ли это обосновать? Можно ли это измерить?»