Кванты. Как волшебники от математики заработали миллиарды и чуть не обрушили фондовый рынок
Шрифт:
Торп верил, что обыграть рулетку можно, даже если дефектов в ней нет. Более того, их отсутствие упрощало задачу: шарик будет следовать по предсказуемой траектории, как планета на орбите. Ключ к разгадке таков: поскольку крупье принимает ставки, пока шарик катится, теоретически можно определить его местонахождение, скорость шарика и вращающейся части рулетки и приблизительно предсказать, где он остановится.
Человеку такое, естественно, не по силам. Торп мечтал о компьютере, который можно носить на себе и который отслеживал бы движения шарика и рулетки и прогнозировал, в какую ячейку попадет шарик. Он верил, что создаст машину, которая сможет статистически предсказывать кажущиеся случайными параметры движения колеса: наблюдатель наденет компьютер и задаст ему информацию о скорости колеса; игрок, находящийся на некотором расстоянии, получит информацию по радиосвязи.
Торп купил маленькое дешевое колесо рулетки и снимал его на камеру во время вращения, отмеряя время секундомером, способным фиксировать сотые доли секунды. Вскоре он понял, что у колеса слишком много дефектов, чтобы с его помощью разработать предсказуемую систему. Разочарованный, он временно оставил эту идею: нужно было заканчивать аспирантуру. Но мысль о рулетке не оставляла его в покое, и вскоре он продолжил эксперименты.
Однажды на ужин к Торпу пришли родители его жены Вивиан. Они удивились, когда Торп не вышел их встречать; им стало любопытно, чем же он занят. Они обнаружили его на кухне, катающим стеклянные шарики по желобку в форме буквы V и отмечающим, насколько далеко укатился каждый из них. Торп объяснил, что он имитировал путь шарика на рулетке. Странно, что после этого они не решили, будто их дочь вышла замуж за какого-то психа.
Торпы впервые приехали в Лас-Вегас в 1958 году, когда Эд защитился и начал преподавать. Бережливый профессор прослышал, что можно остановиться в недорогой гостинице. Да и со своей мечтой обыграть рулетку он все еще не расстался. Плавность хода рулеток в Лас-Вегасе убедила его, что он сможет предсказать результат. Теперь ему нужно качественное полноразмерное колесо и подходящее оборудование для опытов. Заодно Торп решил проверить одну стратегию игры в блэкджек, на которую он недавно наткнулся в журнале Американской статистической ассоциации. [12] Это была 10-страничная статья [13] военного математика Роджера Болдуина и троих его коллег — Джеймса Макдермотта, Герберта Майсела и Уилберта Кэнти, — которые работали на Абердинском военном испытательном полигоне в Мэриленде. Среди поклонников блэкджека группа Болдуина получила прозвище «Всадники Апокалипсиса». Однако никто из них никогда не пробовал испытать свою стратегию в Лас-Вегасе. В течение полутора лет Всадники скармливали своим вычислительным машинам тонны информации, исследуя закономерности, связанные с тысячами разных комбинаций карт в блэкджеке. Как истинный ученый, Торп решил испытать в Лас-Вегасе и эту стратегию. И хотя результат был неубедителен (он проиграл целых 8 долларов 50 центов), он по-прежнему считал, что стратегию просто нужно доработать. Он связался с Болдуином и попросил предоставить все данные по их разработкам.
12
Американская статистическая ассоциация (American Statistical Association, ASA) — главная профессиональная ассоциация для специалистов в области статистики и смежных дисциплин, основана в 1839 году. Выпускает свой журнал (в 2003 году признанный одним из самых качественных изданий в своей области) раз в три месяца с 1888 года. Прим. ред.
13
Информация из статьи Джозефа Кана: Getting a Hand: They Wrote the First Blackjack Book but Never Cashed In // Boston Globe, 20 февраля 2008 года.
Торп получил их весной 1959 года, как раз перед тем, как перевестись из Калифорнийского университета в Массачусетский технологический институт (Massachusetts Institute of Technology, MIT). В MIT Торп обнаружил плодороднейшую почву для научной и творческой деятельности, результаты которой уже влияли на современное общество.
Торпа пригласили на столь желанную должность C. L. E. Moore Instructor, [14] которую ранее занимал Джон Нэш. Этот гений в области математики в 1994 году будет удостоен Нобелевской премии по экономике за свою работу, посвященную теории игр, математическому подходу к исследованию соревновательных стратегий людей. (Впоследствии Нэш станет знаменитым благодаря написанной о нем книге «Игры разума» [15] и одноименному фильму, в которых показан конфликт его гения и душевной болезни.)
14
Должность преподавателя названа в честь Кларенса Лемуэла Элиши Мора (1876–1931), преподававшего математику в MIT с 1904 года до самой смерти в 1931 году. Прим. перев.
15
Nasar S. A Beautiful Mind. Simon & Schuster, Reprint edition, 2011. На русском официально не публиковалась, но существуют любительские переводы. Прим. ред.
В то лето в Кембридже Торп продолжал комбинировать числа в блэкджеке и постепенно подходил к открытию, которое станет прорывом в истории игры. Он загружал в компьютер невероятные объемы громоздких данных, искал скрытые схемы, которыми он мог бы воспользоваться для победы. К осени он обнаружил в системе блэкджека элементы, с помощью которых можно выиграть у дилера.
Торпу не терпелось опубликовать результаты своих исследований. Он выбрал для этих целей престижный отраслевой журнал The Proceedings of the National Academy of Sciences (Известия Национальной академии науки). Одна беда: статьи журнал принимал только от членов Академии. Тогда Торп познакомился с единственным работавшим в MIT математиком — членом Академии наук: доктором Клодом Элдвудом Шенноном, одним из самых блестящих и неординарных умов планеты.
Ноябрьским вечером 1960 года Эд Торп быстро шагал по усыпанному желтыми листьями двору MIT. С реки Чарльз дул ледяной ветер. Новоиспеченный профессор математики дрожал не только от холода. Его заставляла трепетать одна только мысль о том, что вскоре он будет сидеть за столом лицом к лицу с Клодом Шенноном. В MIT было мало столь же грандиозных личностей. Шеннон стоял у истоков двух крупнейших интеллектуальных достижений XX века. Одно из них — применение двоичной системы счисления в электронных схемах, заложившее основу для компьютера. Он использовал двухсимвольную логику (решение задач с помощью комбинации цифр 1 и 0) применительно к схеме, где 1 — включенный тумблер, а 0 — выключенный. Последовательностью включений-выключений — цепочкой единиц и нулей — можно передать почти любую информацию.
Шеннон также был отцом-основателем теории информации. Он показал, как закодировать и передать информацию из пункта А в пункт Б. Поначалу — и это был существенный и противоречивый момент — Шеннон утверждал, что, хотя сообщения «зачастую наполнены смыслом… [такие] семантические аспекты коммуникации для инженерных задач значения не имеют». Иными словами, информация с технической точки зрения полностью лишена смысла и контекста. Она статична, а следовательно, может быть закодирована.
Это полностью противоречило здравому смыслу. Большинство ученых до Шеннона считали, что смысл и ничто иное был основным компонентом сообщения. Шеннон полностью изменил этот подход.
И все же Торп не собирался говорить с Шенноном о бинарном коде или теории информации. Он хотел побеседовать с ним о блэкджеке.
Когда он входил в офис Шеннона, его нервы были предельно напряжены. Секретарша предупредила его, что чрезвычайно занятой профессор сможет уделить ему всего несколько минут.
Торп впопыхах изложил результаты своих исследований и показал Шеннону статью. Тот заинтересовался и честно в этом признался. Торп совершил важное теоретическое открытие. Шеннон согласился представить работу, которую Торп озаглавил «Стратегия выигрыша в блэкджек» (Strategy for Blackjack). Но у него было одно замечание.
— Думаю, вам стоит изменить название.
— Правда? — удивился Торп. — Почему?
— Ну, Академия довольно консервативна. А от этого названия попахивает казино. Как насчет «Предпочтительная стратегия для игры в “Двадцать одно”»? Звучит достаточно скучно, они ни о чем не догадаются.
Торп согласился, да и отведенные ему несколько минут уже истекли. Когда он поднялся, чтобы уйти, Шеннон вдруг спросил: «А еще над чем-нибудь из области азартных игр вы работаете?» Торп замер. Свои эксперименты с рулеткой он хранил в тайне, [16] да и не возвращался к ним уже несколько месяцев. Но, может, Шеннону интересна эта тема?
16
Информация из книги Эдварда Торпа «Изобретение первого портативного компьютера» (The Invention of the First Wearable Computer,.
— Я исследовал игры в рулетку, — ответил он, — и мне удалось получить некоторые… занятные результаты.
— Серьезно? — у Шеннона загорелись глаза. Жестом он усадил Торпа обратно в кресло. — Продолжайте.
Через несколько часов Торп вышел из офиса Шеннона в темноту ноябрьской ночи.
С того дня Торп стал регулярно бывать у Шеннона дома. Ученые начали вместе работать над загадкой рулетки. Шеннон называл свой дом «Домом энтропии», намекая на основную концепцию теории информации, позаимствованную из второго закона термодинамики. Она гласит, что все во Вселенной со временем превратится в гомогенную недифференцированную массу. В теории информации Шеннон использовал энтропию для поиска закономерностей в кажущихся хаотичными последовательностях на первый взгляд случайных чисел.
Шеннон жил в нескольких километрах от Кембриджа в трехэтажном деревянном доме с видом на озеро Мистик. Стоило Торпу ступить на порог, как он сразу же понял, почему Шеннон сравнил дом с теорией о стремлении Вселенной к полному хаосу. Этот «рай для изобретателя», как его позже описывал Торп, был завален электронными и механическими устройствами; везде царил страшный беспорядок. Шеннон был помешан на роботах и аппаратах, подражающих человеческому поведению. С особенным энтузиазмом он мастерил механических кукол-жонглеров и устройства, бросающие монетку. Он был известным моноциклистом [17] и удивлял своих гостей тем, что катался по канату, натянутому во дворе. Еще большее удивление у одного посетителя вызвала дочь Шеннона, которая могла на моноцикле прыгать через скакалку. Шеннон одно время пытался выяснить, насколько маленьким может быть моноцикл, на котором можно кататься.
17
Моноцикл — транспортное средство с одним колесом, часто велосипед. Прим. ред.