Искусство большего. Как математика создала цивилизацию

22
18
20
22
24
26
28
30

Этот довольно простой и скучный набор инструментов оказал огромное влияние на человечество. Не стоит удивляться, что сестра милосердия и специалист по медицинской статистике Флоренс Найтингейл, как утверждается, полагала, что изучение статистики поможет людям заглянуть в мысли Бога. Может, это и преувеличение, но тех, кто умеет ею пользоваться, статистика явно наделяет силой. Именно поэтому, когда Джонатан Розенберг занимал должность старшего вице-президента Google, он сказал: “Данные – меч XXI века, а тот, кто хорошо владеет им, – самурай”[172].

Знающие люди понимают, что упомянутый меч – обоюдоострый. Хотя мы привыкли представлять самураев блестящими и опытными воинами, правда в том, что многие из них в итоге становились чиновниками, которые собирали и обрабатывали статистику, а таких людей мы обычно считаем скучноватыми. Сложно не испытать разочарования, узнав об этом, но самураи были прекрасно образованными членами японского общества, и потому, когда воины не требовались, они действительно убирали мечи на полку и становились государственными служащими.

Чиновники всегда осуществляли статистические подсчеты на основе данных: слово “статистика” происходит от немецкого существительного die Statistik, предложенного в 1749 году для обозначения совокупности “фактов о государстве”. В Англии соответствующую дисциплину сначала называли “политической арифметикой”, а “статистика” была впервые упомянута в англоязычной публикации в 1791 году, когда вышло “Статистическое обозрение Шотландии”[173]. Затем, в XIX веке, статистика громко заявила о себе. И надо отметить, что причина была не слишком жизнеутверждающей.

При всех преимуществах статистики никак нельзя сказать, что ее изобретение принесло человечеству одно лишь благо. Статистику можно даже назвать одной из самых проблемных областей математики. Можно по-разному относиться к применению логарифмов для создания атомной бомбы, но изобретатель логарифмов и не подозревал, что их будут использовать именно так. Вы можете – как Тарталья – сказать, что вообще-то нам стоило бы задуматься о применении алгебры для совершенствования военных машин. Я возражу вам, отметив, что война – часть истории человечества, а алгебру – например, в теории игр – использовали и для того, чтобы ее избегать. Однако, когда речь заходит о раннем применении статистики в евгенике – учении о регулировании рождаемости, основанном на ущербных представлениях о расе, умственных способностях, криминальных наклонностях и др., – этой дисциплине лишь остается стыдливо склонить голову. И особенно ей должно быть стыдно за труды Фрэнсиса Гальтона.

Гальтон был умен, обеспечен (он приходился двоюродным братом Чарльзу Дарвину, и оба ученых выиграли от своего привилегированного происхождения) и поразительно отстранен от своих собратьев. Посвятив немало сил развитию статистики и науки об измерениях, он решил создать расу сверхлюдей, в которой не будет места ни бедным, ни слабым, ни немощным, ни даже некрасивым.

Не пытаясь скрыть свои стремления, он изложил эту идею в книге “Наследственный гений”, вышедшей в 1869 году. Он заявил, что наука должна “проверять уровень рождаемости слабых и улучшать расу, повышая производительность сильных путем раннего заключения браков с лучшими представителями рода”. Гальтон создал карту красоты Великобритании и пришел к выводу, что самые некрасивые в Британии женщины, которых он называл “пугалами”, жили в шотландском городе Абердине. На страницах “Наследственного гения” Гальтон ввел понятие “евгеника”, которое произвел от греческого словосочетания “[человек] хорошего рода”. В опубликованном в 1904 году очерке “Евгеника: определение, предмет и цели” он написал: “То, что природа делает слепо, медленно и безжалостно, человек может сделать осторожно, быстро и милостиво. Поскольку это в его силах, он обязан работать в этом направлении”[174].

Взгляды Гальтона у многих нашли отклик. Прославленные британские и американские интеллектуалы строем последовали за ним, ухватившись за идею создания высшей расы и ограничения воспроизводства “нежелательных элементов”. Например, Герберт Уэллс однажды сказал: “Именно стерилизация дефективных, а не отбор успешных особей при размножении дает возможность улучшить человеческий род”. На лекции в лондонском Обществе евгенического образования драматург Джордж Бернард Шоу пошел еще дальше и призвал к “широкому применению камеры смерти”[175]. Он провозгласил, что во имя создания лучшего мира “огромное число людей придется уничтожить просто потому, что уход за ними – пустая трата чужого времени”.

Фрэнсис Гальтон был основателем и президентом Общества евгенического образования, в котором состоял до самой смерти. Еще одним известным сторонником его идей был Уинстон Черчилль (в 1910 году Черчилль написал британскому премьер-министру Герберту Генри Асквиту служебную записку, в которой отметил, что “размножение слабоумных представляет ужасную угрозу расе”[176], а двумя годами позже стал вице-президентом первого Международного евгенического конгресса). В 1989 году, в запоздалой попытке избавиться от скандального слова на букву “Е”, Общество евгенического образования было переименовано в Институт Гальтона. И это не первое объединение евгенических взглядов, названное в его честь. В Америке его труды дали толчок к появлению множества евгенических организаций, самой престижной из которых было Гальтоновское общество. Одним из его основателей был Мэдисон Грант, автор вышедшей в 1916 году книги “Конец великой расы”. В ней, отчаянно сетуя на американскую иммиграционную политику, Грант призывал к строительству более совершенного общества путем принудительной стерилизации и внедрения ряда других мер, которые позволили бы обеспечить появление расы сверхлюдей. Эту книгу считали “самым влиятельным трактатом американского научного расизма”[177], но на деле она получила широкое распространение по всему миру. В начале 1930-х годов Адольф Гитлер написал Гранту письмо, в котором поблагодарил его за готовность делиться своими идеями и назвал его книгу “своей Библией”. Когда нацисты пришли к власти в Германии, они приказали перевыпустить “Конец великой расы”.

Нельзя оправдывать Гальтона и его современников, ссылаясь на специфику соответствующего исторического периода. Двоюродный брат Гальтона Чарльз Дарвин тоже отличался великим умом, прокладывал новые пути в науке и не боялся расширять горизонты. Но его шокировали псевдонаучные доводы, в которых утверждалось, что людей можно ранжировать по расе, и он, пусть и неявно, призывал к отмене рабства[178]. Рабовладелец, написал однажды Дарвин, “порочит свою природу и идет против всех инстинктов, превращая в раба своего чернокожего собрата”.

И все же сложно сформировать однозначное мнение о Гальтоне. Его взгляды возмутительны и непростительны. Его работа задала тон многим направлениям научных исследований, и его наследие живет в опасных современных попытках делить род человеческий на основе генетических истоков расовых характеристик[179]. Тем не менее стоит признать, что Гальтон предоставил нам и ряд наиболее широко применяемых математических техник. Например, он заново открыл то, что сегодня называется “мудростью толпы”: как оказалось, изучив множество случайных предположений о величине, можно получить неплохой усредненный ответ.

Древние узнали об этом во время Пелопоннесской войны в V веке до нашей эры, когда платейский полководец велел своим воинам считать ряды кирпичной кладки в открытом, неоштукатуренном фрагменте стены, которую пелопоннесцы и беотийцы возвели вокруг их города. Полководец взял значение, которое воины называли чаще всего, – моду, – умножил его на оценочную толщину кирпича и получил высоту стены. Затем он приказал построить достаточно высокие лестницы, чтобы перебраться через стену и бежать.

Снова открыв эту технику, Гальтон использовал медиану. В 1907 году он посетил прибрежный город Плимут на юге Англии. Бродя по рынку, он увидел, как люди пытаются угадать, сколько весит бык, выставленный на продажу в отделе откормленного скота и птицы. Его внимание привлек большой разброс величин, выставленных на всеобщее обозрение, и когда состязание закончилось, он уговорил организаторов передать ему билеты со ставками всех участников. Отбросив билеты с неразборчивыми надписями, он разложил оставшиеся 787 штук по возрастанию и выяснил, что серединным – медианным – предположением стало 1207 фунтов, а это значение всего на 1 % отличалось от реального веса быка, который составлял 1198 фунтов. Гальтон написал об этом в журнал Nature[180].

Здесь нам стоит сделать паузу, поскольку в его статье затаились угрозы наивного применения статистики. Гальтон начинает с наблюдения: “В наши демократические времена любое исследование достоверности и специфики общественных суждений представляет интерес”. Далее он заявляет: “Средний участник [состязания], вероятно, был настолько же в состоянии дать справедливую оценку… как средний избиратель в состоянии судить о большинстве политических вопросов, по которым голосует”. В конце концов Гальтон приходит к выводу о том, что результат “свидетельствует о степени доверия к демократическому волеизъявлению”. Но это рискованное сравнение. Статистики выяснили, что то, что прекрасно работает в одном контексте, редко хорошо работает в другом. Даже поверхностный анализ показывает, что демократические процессы отличаются от взвешивания быков. Например, в них не используются ни медианные, ни даже средние значения народного волеизъявления. Успех в одном контексте нельзя считать поводом использовать такой же инструмент в другом, и поэтому статистики очень осторожно подходят к своему анализу и его применению. В конце концов, как известно из старой шутки, статистически у человека в среднем чуть меньше одного яичка.

Несмотря на свои шокирующие представления о социуме, к работе с числами Гальтон подходил с огромной тщательностью. В статью о мудрости толпы в журнале Nature он включил оценку “вероятной ошибки” в каждой величине. Он также предоставил нам множество статистических инструментов, которые мы доработали и используем по сей день. Так, он первым начал изучать корреляции, с помощью которых на основе изменений переменных определяется, есть ли между ними связь[181]. Вводя эту идею, Гальтон отмечает, что можно измерить множество рук и ног и решить, коррелируют ли между собой их длины. Теперь мы применяем ее, чтобы, например, искать корреляции между оценкой уровня загрязнения и количеством госпитализаций из-за проблем с дыханием.

Кроме того, Гальтон провел подготовительную работу по отделению друг от друга эффектов воздействия разных причин, что подтолкнуло его давнего соратника Карла Пирсона к созданию сложных математических моделей для отслеживания соответствующего воздействия, а затем – к изобретению критерия согласия хи-квадрат. Теперь мы используем этот критерий при анализе данных медицинских исследований, например при определении оптимального возраста для вакцинации детей. О “регрессии к среднему”, то есть тенденции серии измерений возвращаться к средним значениям после захода на территорию “статистических выбросов”, первым тоже заговорил Гальтон. Сначала он назвал это “возвращением к посредственности”, но сути это не меняет. Именно такое статистическое наблюдение говорит мне, что скоро мне станет лучше. Я знаю точно, потому что сходил к врачу: я хожу к нему только в крайнем случае, а когда вы достигли крайности, существенно возрастает вероятность, что дальше вас ждет движение в обратном направлении. Иными словами, регрессия к среднему сообщает мне, что худшая фаза болезни наступает тогда, когда намечается перелом к лучшему.

Гальтон также изобрел опросник, ставший краеугольным камнем медицинских, психологических и социологических исследований. Он применил его в другом своем творении – близнецовых исследованиях, в которых биологические различия сведены к минимуму, что позволяет ученым оценивать влияние воспитания, (почти) не обращая внимания на вопросы природы. Это, сказал Гальтон, дает “возможность справедливо оценить влияние природы и воспитания и понять, в какой степени каждый из этих факторов определяет характер и интеллектуальные способности человека”[182]. Он разослал родителям сотен близнецов опросники с вопросами о сходствах и различиях детей, а также о том, какое влияние на них оказывают жизненные обстоятельства.

Однако Гальтон не понимал, что не все ставят числа превыше всего. Порой необходимо, чтобы люди реагировали на данные эмоционально, а не рационально. Поскольку нашему мозгу сложно работать с числами, данные нужно представлять в таком виде, чтобы они взывали к первичным инстинктам. Изображение кричащего человека может привести к всплеску адреналина, а визуализация данных позволяет нам обойти ограничения нашего мозга и убедиться в истине, постичь которую нелегко. Например, если я попрошу вас подумать о том, какое влияние на природу оказывают 4 триллиона пластиковых бутылок, купленных нами за последние десять лет, мой рассказ о неминуемой экологической катастрофе произведет на вас гораздо меньшее впечатление, чем если я покажу вам гору пластиковых бутылок 2,4 километра высотой, которая вот-вот поглотит весь Манхэттен[183]. И лучше всего этой стратегией воспользовалась Леди с лампой.

Сила изображений

Флоренс Найтингейл известна тем, что во время Крымской войны она ночами заботилась о раненых в британском военном госпитале в турецком городе Скутари. Она прославилась, когда в заметке в лондонской газете Times от 8 февраля 1855 года ее сравнили с ангелом-хранителем и написали: “Ее стройный силуэт тихо скользит по коридорам, и лица страдальцев светлеют от благодарности при виде нее. Когда военные врачи уходят отдыхать и длинные ряды лежащих ничком больных погружаются в тишину и темноту, она остается одна и делает обходы с маленькой лампой в руке”[184].

Неудивительно, что солдаты выделяли ее: она была единственной женщиной, которой разрешалось заходить в палаты после восьми вечера. В стремлении защитить честь своих сестер милосердия Найтингейл ночью держала их под замком – и спала с ключом под подушкой.

Эти меры казались ей необходимыми. Ее ужасало происходящее в госпитале: в письме своему другу Генри Бонем Картеру она рассказала о сержанте, который открывал своим ключом воинский склад и проводил там ночи с женщиной из госпиталя. “Последствия вскоре стали очевидны”, – с издевкой написала Найтингейл о беременности женщины. Она обратилась к коменданту лагеря, чтобы он наказал сержанта, но его ответ ее возмутил. “Я не добилась никакого взыскания и никакого наказания для этого человека”, – сообщила она[185]. Найтингейл была поборницей дисциплины и нравственности, но еще яростнее она боролась за цифры. Она понимала, что их правильный анализ может спасать жизни.