То же самое можно сказать и о математике. Конечно, если теоремы уже доказаны, они всегда остаются верными. Правило Пифагора дает нам соотношение между длинами сторон прямоугольного треугольника, и эта зависимость всегда сохраняется. Но реальный мир не состоит из правильных треугольников, и когда математика сталкивается с реальностью, может случиться все что угодно. Иногда выстроенная нами математическая модель мира корректна, в других случаях мы ошибаемся. Иногда мы, как и футбольные тренеры, создаем прекрасную в теории идею лишь для того, чтобы увидеть, что результаты оказываются противоположными. Применение математики на практике столь же важно, как и точное понимание деталей в теории.
Именно сочетание теории и практики делает футбол тем видом спорта, который мы любим. Вы можете владеть мячом, как Месси, или играть, как Бекхэм, но если вашей команде не хватает структуры в игре, вы никогда не получите шанс продемонстрировать свои навыки. Вы можете исполнять национальный гимн с гордостью и чувством, а спустя 30 минут проигрывать 0:5 хорошо организованной сборной Германии. И вы можете знать все тактические схемы по книгам, но без часов практики на школьном дворе или тренировочном поле все равно не сможете овладеть теми навыками, которые нужны для успеха в игре. Футбол – это больше, чем просто тактика, больше, чем мастерство владения мячом; футбол – это даже больше, чем чувство победы.
Каждый футбольный эксперт знает, что теория и тактика – лишь малая часть футбола. Если же мы говорим о математике, эта точка зрения принята не так широко. Мы слышим о таких персонажах, как Эндрю Уайлс, который заперся в своем кабинете в Принстоне, чтобы лишь через семь лет появиться с доказательством Великой теоремы Ферма. Фильмы изображают математиков как вундеркиндов, профессоров, покрытых с ног до головы мелом, или упрямых гениев, у которых нет друзей. Нам говорят, что математика – это сложная, постоянно развивающаяся игра в шахматы, которую вы должны осваивать годами, чтобы изучить правила. Это почти полная противоположность фанатичному миру футбола. Чаще всего мы восхищаемся чистотой математики и преданностью ученых, а не их импульсивностью или изобретательностью.
Какой бы красивой ни была чистая математика, не она будоражит меня больше всего. Я всегда стремился применять математику в необычных местах. Я использовал сети для планирования городской застройки, сети железных дорог или отдельных кварталов. Я вижу уравнения во взглядах городских жителей, в аплодисментах студентов после услышанной презентации и в мошпите, который устраивают фанаты хэви-метала на концертах. Я смоделировал движение рыб среди кораллов на Большом Барьерном рифе, демократические перемены на Ближнем Востоке, движение кубинских муравьев-листорезов, путешествие роев саранчи по Сахаре, распространение болезней в деревнях Уганды, принятие решений европейскими политиками, танцующих пчел из Сиднея, американских инвесторов и даже трубчатые структуры, которые создаются японскими слизевиками. Для меня нет предела. Все может быть и все должно быть смоделировано.
В начале карьеры я понял, что отличаюсь от многих коллег, которые специализируются на конкретных уравнениях и отдельных областях применения. Я хотел увязнуть в данных и работать вместе с биологами и социологами. Мне нравится абстрактная красота уравнений, но формулы бессмысленны до тех пор, пока они не говорят что-то о реальности. Именно поэтому, хоть и бо́льшая часть моего дня проходит перед компьютером или у доски, иногда я сооружаю гоночную трассу для саранчи, разговариваю с министрами государств о решении социальных проблем, околачиваюсь в лесу, считая муравьев, или раздаю планшеты в школе, чтобы понять, как дети играют в интерактивные математические игры. Я не позволяю логике диктовать мне, какие проблемы нужно изучать, – я даю волю эмоциям, чувствам (в том числе и чувству юмора). Я играю в математику так же, как я играю в футбол, только намного, намного лучше.
У всех моих, казалось бы, случайных проектов всегда было единое обоснование. Я вижу очень разные части мира связанными друг с другом и использую математику для создания соединений между ними. Я использую математику, которая не боится запачкаться, чтобы поменять тактику в перерыве или привлечь игроков со всего мира для того, чтобы попинать мяч. Это та математика, целью которой является развлечь и впечатлить. В этой математике мы отдаем должное не только отдельным личностям, но и всей команде. Именно такой подход и является футболоматикой.
В этой книге я использую футболоматику, чтобы приступить к решению целой порции проблем. Футбол всегда является отправной точкой, но я не останавливаюсь на этом. Каждая глава – это рассказ о том, как футбол и математика могут работать вместе, чтобы создать мощные аналогии. Я показываю, что тренеры сражаются за очки по той же тактике, по которой птицы воюют с червяками, а раковые клетки борются с нашими телами. Я раскладываю сетевую структуру команд из Лиги чемпионов; я показываю, как распространение футбольных чантов[2] может объяснить все – от вежливых аплодисментов и трансферных слухов до болезней в беднейших районах Африки. Я показываю, что, хотя «волна» на стадионе может быть забавой для болельщиков, для рыб она жизненно важна. Эти истории связывают воедино физический, биологический, социальный и футбольный миры.
За этими рассказами прячется более глубокое сообщение. Философия футболоматики – это более податливый и креативный стиль математики. Речь идет о математике, которая пересекает границы, создает связи и аналогии. Речь идет о математике, которая может быть применена ко всему. Я использую футбольные аналогии, чтобы объяснить другие сферы жизни; и я использую примеры из других областей для объяснения футбола. Эти аналогии становятся возможными, потому что математические модели открывают мощный способ видеть эти связи. Когда вы работаете разработчиком математических моделей, вы видите взаимоотношения, которые другие люди не замечают.
Как и в футбол, любой способен играть в моделирование. Если вы тот, кто видит вещи отчетливее через аналогии с футболом, спортом, погодой, фильмами и музыкой, аналогии с природой или любой другой тип аналогии, вы уже на шаг ближе к тому, чтобы стать математическим моделистом. Если вы можете проводить хорошие аналогии, тогда вы сможете создавать хорошие математические модели. Быть моделистом – это прежде всего использовать ваше воображение, а затем фокусировать внимание на проблеме. Это творческая деятельность, но она подчинена правилам и процедурам. Я хочу показать вам, как научиться думать таким образом и помочь (я надеюсь на это) лучше понять вашу жизнь и окружающий мир. Математика – это способ увидеть проблемы и найти решения.
Думая футболоматично, вы увидите игроков, команды, тренеров и болельщиков в новом свете. Вы поймете, почему Бастиан Швайнштайгер – торнадо, защитники «Баварии» – львы, а команда «Барселоны» 2015 года – это реактивный истребитель. Вы узнаете, как мотивировать команду, заставляя их работать как муравьи, и как противодействовать бездельникам путем изменения стимулов. Вы увидите, почему ставки похожи на попытку построить коммуникационный кабель в будущее; поймете, почему беттеры, которые почти ничего не знают об игре, могут сделать умные прогнозы вместе, и осознаете, почему вы никогда не должны доверять экспертам. Вы даже можете узнать, как заработать пару фунтов у букмекеров.
