Математика любви. Закономерности, доказательства и поиск идеального решения

Фрай Ханна

Казалось бы, что общего у любви и математики? Автор книги, профессор математики Лондонского университета Ханна Фрай, убедительно доказывает: математические формулы вполне способны рассказать нам что-то новое о любви и отношениях. Пусть наши чувства хаотичны и с трудом поддаются анализу, но ведь математика давно научилась работать с хаосом – идет ли речь о поведении элементарных частиц или демографических проблемах. Как бы причудливы и изменчивы ни были законы любви, математика в состоянии не только описать их, но и предложить ряд практических идей – от теории флирта и оптимального алгоритма поведения на вечеринке до прогнозирования числа гостей на свадьбе и даже их рассадки за столом. Математика – это язык мироздания. Так почему бы не поговорить на этом языке о любви?

В формате pdf A4 сохранен издательский дизайн.

 

The Mathematics of Love

Patterns, Proofs, and the Search for the Ultimate Equation

HANNAH FRY

TED, the TED logo, and TED Books are trademarks of TED Conferences, LLC

TED BOOKS and colophon are registered trademarks of TED Conferences, LLC Cover and interior design by MGMT. design

© 2015 by Hannah Fry. All rights reserved.

© Е. Валкина, перевод на русский язык, 2015

© ООО “Издательство АСТ”, 2015

Издательство CORPUS ®

* * *

 

Предисловие

Хочу начать с признания: я не специалист в вопросах любви. Я никогда не изучала психологию, я лишь в общих чертах знакома с основами биохимии человека, и моя собственная личная жизнь – как и у большинства из нас – представляет собой пеструю смесь успехов и разочарований.

Зато я математик. И в ходе моей повседневной работы – а я занимаюсь выявлением и объяснением закономерностей поведения человека – я пришла к выводу, что математика может предложить новый взгляд на очень многие явления – даже на такую загадочную и эфемерную вещь, как любовь.

Эта книга ни в коей мере не призвана заменить собой другие (и превосходные) источники знаний о человеческих отношениях. Описывать нежный трепет, всепоглощающую страсть или беспросветное отчаяние, которые может принести любовь, – вне моей компетенции. Если же вас интересует именно это, то тут вам сможет помочь едва ли не каждая картина, стихотворение, статуя или песня, созданные за последние пять тысяч лет.

Я же, вооружившись математикой, хочу лишь попытаться предложить вам новый взгляд на самый обсуждаемый в течение всей истории человечества предмет.

Вас вполне можно понять, если вы полагаете, что любовь и математика плохо сочетаются друг с другом. Человеческие эмоции, в отличие от математических уравнений, непросто предсказать или точно классифицировать, а нежный трепет и романтическое настроение – тем более.

Но это не значит, что математика ничего не может здесь предложить. Потому что математика – это в первую очередь поиск закономерностей, идет ли речь о предсказании погоды или прогнозе роста городов, о формулировании космологических законов или поведении субатомных частиц. И если мы непредвзято посмотрим на все эти вещи, то будем вынуждены признать, что и они тоже не очень-то поддаются упорядочиванию и не слишком предсказуемы.

Но, к счастью, любовь – как и все в нашей жизни – тоже подчиняется закономерностям, идет ли речь о числе наших сексуальных контактов или выборе потенциального партнера на сайте знакомств. Эти закономерности так же разнообразны, причудливы, запутаны и изменчивы, как сама любовь, и лишь математика в состоянии их описать.

Математика может предложить ряд полезных решений в области знакомств и флирта, однако (и это еще одно признание) цель данной книги – не только пролить свет на вашу любовную жизнь, но и показать, что математика столь же полезна, сколь и прекрасна. Мне захотелось написать эту книгу потому, что меня всегда немного огорчало отношение большинства людей к математике, хотя я не могу сказать, чтобы “дурная репутация” этой науки меня удивляла. Многие из нас вспоминают математику лишь как самый ненавистный из школьных предметов: скучные заголовки, столетиями не меняющиеся теоремы, ответы к заданиям, поджидающие нас в конце учебника. Ничего удивительного, что от математики мало кто ждет чего-нибудь нового. Но нет ничего более далекого от истины, чем это заблуждение.

Математика – это язык мироздания. Это краеугольный камень, на котором воздвигнуты все достижения современной науки и техники. Математика жива, и она процветает. Вот слова британского физика и популяризатора науки Пола Саймона Дэвиса:

Человек, далекий от математики, никогда не сможет осознать все значение того естественного порядка вещей, который пронизывает всю ткань физической реальности.

В попытке убедить вас, насколько глубокой, злободневной и могущественной может быть математика, я сознательно выбрала предмет, который кажется настолько далеким от уравнений и теорем, насколько это вообще возможно. Тем не менее я попытаюсь показать вам, что даже в таком случае математика может быть полезной. Я хочу поделиться с вами своими излюбленными (и математически подтвержденными) способами понимания того, как работает любовь.

Мы подсчитаем, каковы ваши шансы встретить человека, которого вы давно искали. Я математически докажу вам, что знакомиться в барах можно и нужно. А с помощью некоторых математических приемов мы даже облегчим вам подготовку к свадьбе.

Для примеров я использую традиционную пару – мужчину и женщину. Однако это лишь потому, что два различных и просто определяемых партнера, к тому же нацеленных друг на друга, делают расчеты более наглядными. Но в принципе все выводы и советы, которые есть в этой книге, как правило, применимы в отношении любого пола и типа сексуальности.

В некоторых случаях, обсуждая стратегию поиска партнера, мы будем использовать примеры из реальной жизни, в других, как это часто делают математики, прибегнем к абстракции и сильному упрощению. Многие примеры связаны в большей степени с экономикой и естествознанием, но математика всегда тут как тут, даже когда она играет не очень заметную роль. Конечно, не все описанные случаи вы сможете примерить к своей собственной жизни, но я надеюсь, что все они в той или иной степени будут для вас интересны.

И самое главное – несмотря на то, что цель этой книги – раскрыть закономерности, лежащие в основе одной из величайших тайн жизни, я надеюсь также, что, узнав о математике любви, вы ощутите чуть бóльшую любовь к математике.

 

1. Каковы шансы найти свою вторую половинку?

Все мы в главном похожи. Если не считать совсем уж откровенных чудаков, мало кто из нас откажется от возможности испытать настоящую романтическую любовь. В той или иной форме всех нас объединяет стремление к устойчивому личному счастью. Тем, как привлечь и удержать партнера вашей мечты, мы займемся позже, но эти важные моменты бессмысленно обсуждать, пока не избран объект нашей любви – единственный и неповторимый.

Тем из нас, кто долго оставался в одиночестве, иногда может показаться, что найти такого человека невозможно. Череда бесплодных свиданий с занудой Б. или психопаткой С. порождает фрустрацию, раздражение и ощущение, что сама судьба ополчилась против вас. И кое-кто скажет вам, что эти чувства не лишены оснований. Например, в 2010 году Питер Бакус, математик из Университета Уорвика и убежденный холостяк, даже предположил, что девушек, достойных стать его подругой, существует меньше, чем форм разумной жизни во Вселенной.

Но, возможно, на самом деле все не так плохо, как кажется. В конце концов, население Земли – это семь миллиардов человек. Пусть далеко не каждый из них вам подходит, но в этой главе, используя метод Бакуса, мы попробуем вычислить, какова вероятность найти подходящего партнера – и, в частности, продемонстрируем, что немного бóльшая снисходительность в выборе критериев увеличивает ваши шансы.

В статье, озаглавленной “Почему у меня нет девушки. Применение уравнения Дрейка для исследования любви в Великобритании”, Бакус попытался рассчитать, сколько женщин отвечает его критериям потенциальной подруги. Для этого он использовал формулу, при помощи которой ученые в свое время пытались найти ответ на вопрос, почему инопланетяне до сих пор не посетили Землю.

Уравнение, сформулированное Фрэнком Дрейком, предназначено для определения возможного числа внеземных цивилизаций в нашей Галактике, с которыми у человечества есть шанс вступить в контакт. Метод достаточно прост – Дрейк делит большой вопрос на более мелкие: какова средняя скорость образования звезд в нашей Галактике, какова доля тех звезд, у которых есть планеты; какова доля планет, на которых возможна жизнь; и, наконец, какова доля цивилизаций, владеющих технологиями, которые позволяют отправить в космическое пространство распознаваемый сигнал.

Дрейк использовал хорошо известный в науке прием разделения одной большой задачи на множество маленьких. Этот прием может привести к результату, на удивление близкому к истине, поскольку ошибки при вычислении каждого сомножителя в итоге компенсируют друг друга. Имеющиеся оценки каждого из сомножителей (относительно некоторых из них до сих пор существуют разногласия) позволяют предположить существование в нашей Галактике порядка десятков тысяч разумных цивилизаций. И речь вовсе не о научной фантастике: ученые действительно убедили себя, что где-то во Вселенной есть иные формы жизни.

Разумеется, ни точное количество возможных обитаемых миров, ни точное число ваших потенциальных партнеров вычислить невозможно. Тем не менее умение делать численные оценки для величин, которые вряд ли когда-нибудь удастся проверить на практике, – это важный навык любого ученого. Авторство этого метода приписывается Энрико Ферми, и применять его можно в самых разных случаях – от проблем квантовой механики до головоломных вопросов, которые при устройстве на работу в компании вроде Google задают соискателям в ходе интервью.

Этот метод можно применить и для решения задачи Питера Бакуса: существуют ли на свете умные и социально успешные женщины, которые при этом “дышали бы с ним в унисон” и которым он, следовательно, был бы готов назначить свидание? Делим проблему на более мелкие вопросы, а те, в свою очередь, на еще более мелкие, пока не появится возможность сделать обоснованную оценку. Бакус использовал следующие критерии:

1. Сколько женщин живет поблизости от меня? (В Лондоне больше четырех миллионов женщин.)

2. Сколько из них подходят мне по возрасту? (20 %, то есть > 800 000 женщин.)

3. Какая часть их не состоит в отношениях? (50 %, то есть > 400 000 женщин.)

4. Сколько из них имеет высшее образование? (26 %, то есть > 104 000 женщин.)

5. Сколько из них могут оказаться привлекательными? (5 %, то есть > 5 200 женщин.)

6. К акая часть из них может счесть меня привлекательным? (5 %, то есть > 260 женщин.)

7. Со сколькими из них я смог бы ужиться? (10 %, то есть > 26 женщин.)

Итак, остается лишь двадцать шесть женщин, с которыми Бакус счел бы возможным встретиться. Чтобы оценить, много это или мало, давайте вспомним: это в четыреста раз меньше, чем возможное количество внеземных цивилизаций.

Лично я считаю, что Бакус чересчур привередлив: он предполагает, что мог бы поладить лишь с одной из десяти женщин, с которыми смог бы встречаться, и считает только одну из двадцати достаточно привлекательной, чтобы начать с ней встречаться. Это означает, что ему придется познакомиться примерно с двумя сотнями девушек, прежде чем ему встретится хотя бы одна, соответствующая всем его критериям (и еще не факт, что ей понравится он сам).

Мне кажется, можно позволить себе быть не таким придирчивым. Например, цифры могли бы выглядеть так:

1. Сколько женщин живет поблизости от меня? (В Лондоне больше четырех миллионов женщин.)

2. Сколько из них подходят мне по возрасту? (20 %, то есть > 800 000 женщин.)

3. Какая часть их не состоит в отношениях? (50 %, то есть > 400 000.)

4 Сколько из них имеет высшее образование? (26 %, то есть > 104 000.)

5. Сколько из них могут оказаться привлекательными? (20 %, то есть > 20 800)

6. К акая часть из них может счесть меня привлекательным? (20 %, то есть > 40 160.)

7. Со сколькими из них я смог бы ужиться? (20 %, то есть > 832 женщин.)

Итак, почти тысяча потенциальных партнеров всего в одном городе!

Но есть еще один аспект.

Если Бакус вообще откажется от некоторых из своих требований, то круг претенденток, из которых он сможет выбирать, станет гораздо более обширным. Например, он может сразу в четыре раза увеличить свои шансы, если не будет настаивать на том, чтобы у его будущей возлюбленной было высшее образование. Кроме того, число кандидаток возрастет еще во много раз, если он не будет ограничиваться Лондоном.

Но, как ни странно, вместо того чтобы открываться для максимального числа потенциальных партнеров, некоторые люди ведут себя прямо противоположным образом. Недавно я узнала о некоем джентльмене с весьма жесткими требованиями к будущей избраннице. В анкете сайта знакомств OkCupid (там можно указать и качества, которые вы ни при никаких обстоятельствах не готовы терпеть в потенциальном партнере) он перечислил около ста требований, причем настолько экстравагантных, что даже стал героем статьи на другом сайте – BuzzFeed. Под заголовком “Не пишите мне, если…” были помещены следующие перлы:

1. Вы без необходимости убиваете пауков.

2. У вас есть татуировки, которые вы можете увидеть только с помощью зеркала.

3. Вы обсуждаете Facebook в реальной жизни.

4. Вы считаете себя счастливой.

5. Вы считаете, что мир во всем мире – это цель, за которую, в общем, стоит бороться.

Сколь бы разумными ни казались подобные ограничения (в самом деле, почему бы сразу не отсечь покрытых татуировками и ненавидящих пауков пацифистов!), но в действительности чем больше условий вы ставите, тем меньше ваши шансы обрести любовь. Как только вы преобразуете обширный список ваших требований в уравнение Бакуса, тут же выяснится, что число потенциальных партнеров, отвечающих всем вашим критериям, стремится к нулю.

Конечно, в том, что касается отношений, у всех у нас есть свои “непременно” и “ни в коем случае”. Но когда речь идет о длинном списке наподобие приведенного выше, возникает интересный вопрос: насколько именно наши “отсекающие критерии” снижают наши шансы найти любовь?

Беда в том, что когда одинокий человек начинает искать партнера, он очень часто включает в свой список все мыслимые и немыслимые “непременно” и “ни в коем случае”, что резко снижает шансы на успех поисков. Одна моя близкая подруга прекратила потенциально перспективный роман, потому что кавалер надел на очередное свидание джинсы с черными туфлями. Еще один умник из моих знакомых вечно твердит, что никогда бы не смог встречаться с девушкой, которая использует в электронной почте восклицательные знаки! (Этот я поставила лично для него.) А сколько у каждого из нас есть друзей, которые не будут даже рассматривать кандидата, если он покажется им недостаточно целеустремленным, или недостаточно красивым, или недостаточно богатым?

На самом деле привлекательная анкета мало что значит. Нет смысла ограничивать поиск лишь теми, кто будет соответствовать абсолютно всем вашим пожеланиям, потому что тем самым вы ставите перед собой невыполнимую задачу. Вместо этого выберите один-два пункта, которые для вас по-настоящему важны, и затем дайте потенциальным партнерам шанс. Возможно, вы будете приятно удивлены.

Признайтесь себе: вам наверняка знакомы пары, “половинки” которых когда-то никак не могли вообразить себя вместе – даже если бы оказались последними людьми на земле. В конце концов, как говаривала тетушка Мэйм: “Жизнь – это банкет, на котором простаки остаются голодными!”.

Не верите? Спросите Питера Бакуса. Этот человек – живое опровержение собственной теории: в прошлом году он женился!

 

2. Насколько важна внешность?

 

Если история Питера Бакуса убедила вас, что нужно более гибко отбирать критерии, следующим шагом должно стать умение привлечь объект ваших желаний.

Выбор партнера – одно из самых важных решений в вашей жизни, от него в огромной степени зависит ваше будущее счастье. Есть ряд качеств, которые нам всем хотелось бы видеть в своем партнере: способность к компромиссу, умение поддержать вас и обеспечить семью, душевную теплоту, умение прощать. А вы когда-нибудь задавались вопросом: если все это – действительно самое главное, то почему же все помешаны на внешности, на том, насколько сексуально выглядит человек?

Сейчас вам, конечно, приятно смотреть на пухлые губки или накачанные бицепсы вашего партнера, но от всего этого будет мало толку в четыре часа утра, когда нужно будет встать, чтобы поменять ребенку памперс, не говоря уже о том грустном моменте лет через шестьдесят, когда кому-то придется менять ваш памперс. Тем не менее человек с доисторических времен одержим красотой. Возможно ли, что во всех существовавших на планете обществах люди обманывались, ставя на первое место нечто столь легкомысленное и преходящее, как красота? Или, учитывая, какую роль играла красота на всем протяжении человеческой истории, этому есть какое-то объяснение?

Ученые, математики и психологи столетиями ломали головы над определением неуловимой сущности красоты. Хотя многие из этих наблюдений связаны скорее с естествознанием, нежели с математикой, вам будет полезно узнать, насколько трудна борьба за внимание других людей и почему красота – это не только то, что видно сразу. Но это не значит, что я советую вам срочно бежать и покупать себе новое лицо – из этой главы, помимо всего прочего, мы узнаем, как использовать законы человеческого восприятия, чтобы сделать себя более привлекательным без помощи пластического хирурга.

 

Универсальный закон красоты

Споры о том, красив или некрасив тот или иной человек, возможны лишь потому, что у всех нас есть собственное представление о красоте. Однако существует некоторое количество счастливцев – в основном они водятся в Голливуде, – чьи лица так хороши, что это признают все. Значит, должны быть какие-то базовые критерии, которые все мы разделяем. И раз уж мы подсознательно признаем эти правила, то, вероятно, нетрудно будет определить, что именно делает эти лица столь выдающимися.

Некоторые знатоки вопроса считают, что секрет красоты давно раскрыт и что разгадка сводится к математической пропорции, которая именуется “золотое сечение”.

Если вы никогда не слышали о золотом сечении, то это иррациональное число, приблизительно равное 1,61803399… Обычно оно обозначается греческой буквой φ (“фи”). Определение термина дается в геометрии, но, как оказалось, эту пропорцию можно обнаружить во множестве систем и явлений: от количества лепестков у цветка до закономерностей размножения кроликов. И, наконец, с золотым сечением неоднократно связывали человеческую красоту.

Возможно, вам тоже приходилось слышать, что идеальное лицо должно иметь строго определенные пропорции: рот должен быть в 1,618… раза шире, чем основание носа, брови – в 1,618… раз шире, чем глаза, и так далее.

На первый взгляд может показаться, что во всем этом есть смысл. Возможно, слишком широко или слишком узко посаженные глаза не соответствуют представлениям большинства людей о красоте. И действительно, использование золотого сечения при оценке пропорций человеческого лица дает, по-видимому, убедительные результаты. Доктор Стивен Марквардт, пластический хирург, даже разработал “маску золотой пропорции”, которую он использует при планировании наиболее сложных операций. Маску накладывали на изображения признанных красавиц, таких, как Анджелина Джоли или Элизабет Тейлор, и черты их лиц вполне соответствовали маске.

Иными словами, связь красоты с золотым сечением – изящная теория, изложение которой вы найдете во множестве бьюти-блогов и видео на YouTube. У этой теории только одна проблема – ее нельзя считать хорошей научной теорией.

Настоящая наука всегда старается всеми способами опровергнуть собственные теории. Чем больше вы пытаетесь – и безуспешно – доказать себе, что вы ошибаетесь, тем больше появляется убедительных доказательств того, что вы правы. Как бы мне самой ни хотелось, чтобы красоту можно было описать одним-единственным числом, я вынуждена признать: измерение пропорций тысяч и тысяч лиц и последующий отбор тех из них, которые укладываются в вашу теорию – это не очень похоже на научный метод.

Проблема в том, что если вы достаточно упорно пытаетесь найти закономерность, то почти наверняка ее найдете, особенно если будете достаточно снисходительны к критериям. Как вы решите, где именно “начинается” ухо или “кончается” нос? И как вы сможете измерить это с точностью до пяти и более десятичных знаков?

Возможно, когда-нибудь мы найдем убедительные доказательства связи красоты человеческого тела с золотым сечением. Но до тех пор, как говорит стэнфордский математик Кит Девлин, золотое сечение как основа определения красоты остается “надоедливым мифом”.

К счастью – и это большая удача для моей книги, – математические теории, которые, по-видимому, можно связать с красотой, в самом деле существуют. И каждая из них по-своему объясняет, зачем эволюция запрограммировала нас таким образом, чтобы мы оценивали потенциального партнера по совершенно определенному набору критериев.

Одним из первых было найдено объяснение того, почему мы предпочитаем определенную форму лица. Уже в XIX веке ученые знали: если совместить изображения множества лиц представителей той или иной этнической группы, можно получить “усредненное” лицо, которое большинство людей из этой же группы сочтет привлекательным. У каждой этнической группы есть свой идеал, но, в сущности, как только вы уберете двойные подбородки, торчащие уши и слишком высокие лбы, у вас получится в общем и целом миловидное лицо (пусть и не поражающее выдающейся красотой).