Олег Власов - Футболоматика: как благодаря математике «Барселона» выигрывает, Роналду забивает, а букмекеры зарабатывают состояния

Вы можете этого не заметить, но поля потока управляют многими вашими повседневными движениями. Например, вы идете по узкому коридору, а незнакомец движется вам навстречу. Вы должны позволить ему пройти, но вам отходить влево или вправо? Такое происходит с нами каждый день, но каждый раз кажется немного затруднительным. В Великобритании существует договор, который ввел в практику знаки в лондонской подземке. Они сообщают пассажирам, что им необходимо держаться левой стороны. Но нет ничего необычного в том, что вы двигаетесь из стороны в сторону в попытке понять, что сделает другой человек. Когда я жил в Оксфорде, иногда обнаруживал, что еду на своем велосипеде в группе иностранных туристов, потому что не смог выяснить, куда они будут двигаться, и поэтому не смог перестроиться. Теперь же, когда я живу в Швеции, я – тот самый несчастный иностранец, который не знает, с какой стороны он должен ехать.

Может показаться, что такие прочные устои «держитесь левой стороны» и «держитесь правой стороны» являются ключом к предотвращению аварий. Возможно, именно эти соглашения виноваты в том, что местные жители и туристы врезаются друг в друга. Однако, если мы внимательно рассмотрим динамику, мы обнаружим, что все не так просто. Именно это сделал Мехди Муссаид, будучи аспирантом в Тулузе. Он создал узкий коридор и собрал горстку студентов для наблюдения за тем, как они будут обходить друг друга [22] Moussaïd, M. Experimental study of the behav-ioural mechanisms underlying self-organization in humancrowds. – Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences. DoI: 10.1098/rspb.2009.0405. . В своем первом эксперименте Мехди попросил одного студента встать посреди коридора. Затем он попросил второго пройти мимо неподвижного товарища.

Рисунок 3.4. Влияние стоящего на месте студента (расположенного справа) на студента, идущего к нему по коридору. Каждая стрелка – это усредненная реакция движущегося студента на неподвижного. Стрелка вверх указывает на тенденцию обходить слева, стрелка вниз – на тенденцию обходить справа. Адаптировано с оригинального рисунка Мехди Муссаида [23] Стрелки на рисунке 3.4 показывают только эффект неподвижного студента, а не общую тенденцию движущегося студента. В пустом коридоре движущийся студент идет вперед с относительно постоянной скоростью. Чтобы создать рисунок, это движение вперед в отсутствие неподвижного студента вычитается из движения, измеряемого в присутствии неподвижного студента, что и дает общий эффект. .

Снимая студентов сверху, Мехди смог построить поле потока (как я делал это для игры «в собачку»). На рисунке 3.4 показано поле потока для перемещений движущихся студентов, чтобы избежать столкновений с неподвижно стоящим. Каждая стрелка – это усредненная реакция студентов на присутствие неподвижного человека перед ними. Наиболее очевидная тенденция заключается в том, что движущиеся студенты пытаются обойти неподвижных студентов. Все стрелки указывают от него или нее, что само по себе не слишком удивительно. Как только движущийся студент оказывается на расстоянии двух метров от стоящего, есть сильная тенденция, что идущий свернет в сторону. В конце концов, нам не нравится врезаться в людей.

Удивляет тот факт, что на рисунке слабо выражено предпочтение обхода слева или справа. Внимательно посмотрите на стрелки. Указывающих направо немного больше, чем тех, которые указывают налево. У этих французских студентов есть небольшая тенденция обходить препятствие справа, но настолько слабая, что она значима только для статистики [24] В 148 испытаниях идущий студент прошел слева 60 раз (40,6 %) и справа 88 раз (59,4 %). .

Сила математических моделей заключается в том, что они позволяют нам экстраполировать то, что происходит в одной ситуации, чтобы предсказать результат других ситуаций.

Сила математических моделей заключается в том, что они позволяют нам экстраполировать то, что происходит в одной ситуации, чтобы предсказать результат других ситуаций. Мехди использовал исход первого эксперимента, чтобы предсказать, что произойдет для двоих людей, движущихся навстречу. Он создал симуляцию, в которой два движущихся студента следуют приведенной выше динамике, взаимодействуя по мере приближения друг к другу. Моделируемые ученики подходят друг к другу в коридоре, одновременно корректируют свои позиции и успешно обходят друг друга.

В своих симуляциях Мехди заметил кое-что еще. Моделируемые студенты обошли друг друга справа в 77 % симуляций, а слева – всего в 23 %. Такие цифры были гораздо большей предрасположенностью к правостороннему движению, чем в эксперименте с неподвижным студентом. Теперь Мехди мог проверить модель. Он провел эксперимент, в котором двое студентов шли навстречу друг другу и проходили мимо. Результаты эксперимента были в целом такими же, как и у модели: 80 % обходов были справа, а 20 % – слева. Движущиеся французские студенты показали четкую правостороннюю тенденцию.

Модель и эксперименты Мехди бросают вызов идее, что у нас есть сильно укоренившееся национальное предпочтение относительно того, обходим ли мы людей слева или справа. Поодиночке французские студенты проявляли слабое предпочтение в движении направо. Намного сильней эта норма правостороннего или левостороннего движения проявляется, когда люди взаимодействуют. Когда люди движутся навстречу друг другу, они постоянно обновляют свое направление, а небольшая предрасположенность усиливается. Именно в этот момент и появляется правосторонняя закономерность.

Общественные нормы, подобные этим, кажутся нам существенными, когда мы смотрим на культуру в целом. Однако, когда мы смотрим на отдельных людей, обнаружить такие нормы сложно. Результаты Мехди объясняют, почему нам нужно попотеть, чтобы не врезаться в туристов. Проблема не в том, что туристы упорно придерживаются своих норм даже за границей; просто предпочтения настолько слабы, что ни местные, ни туристы не могут решить, в какую сторону пойти. Правила возникают только при повторных взаимодействиях.

В футболе поле потока для игроков атаки было бы очень похоже на то, которое представил Мехди для движущихся навстречу людей. Нападающий хочет пройти мимо защитника и выберет самый короткий маршрут. Для защиты нормы совершенно другие. Защитники не пытаются избежать столкновения с противником. Первостепенная задача для них – оказаться на пути атаки. Им не нужно вежливо уступать дорогу. Поле потока защитника указывает на игрока с мячом, а не в обратную сторону. Если в ситуации один на один атакующий перемещается влево, тогда защитник перемещается вправо, и наоборот. Нападающий должен заставить поверить защитника в то, что он пойдет в одну сторону, а самому уйти в другую.