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

Я говорю об этом доктору Ричарду Лофту, директору NCAR по технологическому развитию, контролирующему работу суперкомпьютерной лаборатории. Метеорологи привыкли к подобному юмору. Ларри Дэвид в своем шоу Curb Your Enthusiasm («Умерь свой энтузиазм») уверяет, что метеорологи иногда предсказывают дождь, когда его не ожидается, просто для того, чтобы занять лучшие места на поле для гольфа{245}. Политические рекламные ролики часто используют погодные метафоры для атаки на своих оппонентов{246}, заявляя, к примеру, что оппоненты переменчивы, как мнение метеорологических центров. Большинство людей полагает, что специалисты по прогнозированию погоды плохо делают свою работу.

Крайне забавно разглядывать ряды жужжащих компьютеров и думать: неужели все это бесполезно? Неужели все эти сложные устройства придуманы, чтобы предсказывать? И неужели, несмотря на всю свою сложность, они так и не могут сказать нам, будет ли завтра дождь?

Лофт не удивлялся моим вопросам. Увеличение мощности компьютеров никоим образом не улучшило качество прогнозирования землетрясений или процессов в экономике. Однако в метеорологии наметился значительный и даже примечательный прогресс. И во многом он был вызван именно ростом мощности суперкомпьютеров Лофта.

Очень короткая история прогнозирования погоды

«Позвольте мне отклониться от обычного повествования, – сказал мне Лофт, сидя в своем офисе. Оказалось, что он обладает чувством юмора – необычным и неординарным, чем-то напоминавшим героя сериала “Офис” Двайта Шрута[64]. По его словам, с самых древних времен человек пытался предсказать поведение окружавшей его среды. – Вы едете в каньон Чако или Стоунхендж и понимаете, что люди каким-то образом поняли, что могут предвидеть наступление и самого короткого, и самого длинного дня в году. Движение Луны по небу предсказуемо. Однако есть вещи, предсказать которые древним людям было не под силу: внезапное нападение хищного зверя, наводнение или гроза».

В наши дни мы принимаем как данность то, что можем прогнозировать местность, на которую через несколько дней обрушится ураган, однако метеорология довольно поздно развилась в успешную науку. На протяжении столетий в этой области почти не было никакого прогресса. Вавилоняне, знаменитые астрономы, создавали прообразы прогнозов и фиксировали их на каменных табличках уже более 6000 лет назад{247}. Однако в конечном итоге они сдавались на волю бога дождей Нингирса. Аристотель написал трактат о метеорологии{248} и даже выдвинул несколько интересных догадок, однако в целом эта часть его деятельности была довольно слабой. Лишь в последние 50 лет, когда существенно выросла мощность вычислительных машин, появилась возможность для реального прогресса.

О метеорологической сводке не стоит думать как о метафизическом упражнении, однако сама идея предсказания погоды заставляет нас задуматься о старых спорах на тему предначертания и свободной воли. «Написано ли все до нас или мы сами пишем свою историю? – спросил Лофт. – Это была основная проблема для человеческих существ. И в реальности существовало две школы мыслителей. Одна из них была связана со св. Августином и кальвинизмом», – продолжил он, имея в виду людей, веривших в предначертание. Согласно этой философии, люди способны предсказывать предстоящие события, однако они не могут ничего сделать для того, чтобы их изменить. Все происходит в соответствии с божьим планом. «Это направление противоречит идеям иезуитов и Фомы Аквинского о том, что у нас имеется свобода воли. И вопрос состоит, в конечном итоге, в том, считаем ли мы мир предсказуемым или непредсказуемым».

Дискуссии о предсказуемости в том или ином виде обрели новую жизнь во времена Возрождения и промышленной революции. Из механики Исаака Ньютона, казалось бы, следовало, что во Вселенной, упорядоченной и предсказуемой, все подчиняется сравнительно простым физическим законам. Идеи научного, технического и экономического прогресса, которые в предыдущие столетия никто не мог принять как данность, обрели жизнь. Многие стали верить, что человечество способно научиться управлять собственной судьбой. Предначертание сменилось новой идеей – идеей научного детерминизма.

Эта идея приобретала множество форм, но мало кто способствовал ее развитию так же сильно, как французский астроном и математик Пьер-Симон Лаплас. В 1814 г. Лаплас выдвинул постулат, впоследствии ставший известным под названием «Демон Лапласа»: