7. Принцип Фейнмана – Тафти
Визуальное представление данных должно быть достаточно простым, чтобы уместиться на борту фургона
Мне давно хотелось встретиться с Эдвардом Тафти – человеком, которого The New York Times назвала «Леонардо да Винчи в сфере визуализации данных» за его кратко написанные, искусно иллюстрированные и изящно изданные книги о графическом представлении данных. Я мечтал пригласить его выступить в цикле научных лекций Общества скептиков, который я организую в Калтехе. Но разве мы могли позволить себе кого-то такого уровня? Он ответил на мое предложение так: «В качестве гонорара я хочу посмотреть на фургон Фейнмана».
Покойный физик из Калтеха Ричард Фейнман известен многими талантами: он участвовал в создании атомной бомбы в Лос-Аламосе, получил Нобелевскую премию по физике, вскрывал сейфы, играл на ударных, рисовал обнаженную натуру и рассказывал невероятные истории о своей полной приключений жизни (собранные в книге «Вы, конечно, шутите, мистер Фейнман»[2]). Здесь, в Пасадене, слава Фейнмана распространялась на фургон Dodge Tradesman Maxivan 1975 г., бока которого были украшены странными диаграммами. Большинство видевших фургон озадаченно пялились на извилистые линии, но когда кто-нибудь спрашивал водителя, почему его фургон расписан диаграммами Фейнмана, то получал ответ: «Да потому что я – Ричард Фейнман!»
Фейнман впервые обнародовал свои диаграммы в 1949 г. в статье под названием «Пространственно-временной подход к квантовой электродинамике», после чего они стали штатным инструментом физиков для вычисления вероятностей квантовых событий. Диаграммы Фейнмана – упрощенное графическое представление крайне сложного мира квантовой электродинамики, где фотоны изображаются волнистыми линиями, электроны – прямыми или изогнутыми неволнистыми линиями, а на пересечениях линий электрон испускает или поглощает фотон. Фейнман мыслил зрительными метафорами, примером может служить это описание закона физики: «Природа ткет свой узор только из самых длинных нитей, так что каждый крошечный участок ткани отражает устройство всего гобелена». Коллега Фейнмана – физик Фримен Дайсон вспоминал: «Когда фейнмановские приемы впервые стали доступны, они невероятно расширили возможности. С ними можно было проделывать массу такого, что раньше никак не удавалось». Физик Ханс Бете соглашался: «Великая сила диаграмм Фейнмана в том, что они сводят воедино множество шагов прежних вычислений».
В диаграмме на задней двери фургона, изображенной на снимке, время течет снизу вверх. Если прикрыть диаграмму листом бумаги и потянуть его вверх, мы увидим пару электронов (прямые линии), движущихся навстречу друг другу. Когда левый электрон испускает фотон (пересечение с волнистой линией), он отклоняется влево, наружу; правый электрон поглощает фотон и отклоняется вправо. (Наклейка на бампере «Тува или смерть» напоминает о попытке Фейнмана съездить в крошечную республику Тува в составе России, потому что «место, столица которого называется К-Ы-З-Ы-Л, просто обязано быть интересным!» Он умер, не успев добраться туда.) На втором снимке Тафти фотографирует другие диаграммы Фейнмана на фургоне, большинство из них изображает несколько испущенных или поглощенных фотонов.
Диаграммы Фейнмана – воплощение того, чему учит и что проповедует Эдвард Тафти на своих семинарах (http://edwardtufte.com) и в своих книгах («Визуальное представление количественной информации» (The Visual Display of Quantitative Information), «Визуальные объяснения» (Visual Explanations) и «Воображая информацию» (Envisioning Information)) по информационному дизайну: «Хорошее представление данных помогает раскрыть информацию, связанную с пониманием механизма, процесса и динамики, причины и следствия». Люди – весьма визуальные приматы, они видят непредставимое и представляют невидимое. Глаз и мозг неразделимы. «Визуальное представление фактов должно подчиняться принципам объяснения количественных фактов. Ясное и точное видение становится ясным и точным мышлением».
Мастер ясного и точного мышления встречается с мастером ясного и точного видения в том, что я называю принципом Фейнмана – Тафти: визуальное представление данных должно быть достаточно простым, чтобы уместиться на борту фургона.
Как убедительно показал Тафти в своем анализе катастрофы космического челнока Challenger, «ее явной непосредственной причиной была неспособность заметить связь низких температур и повреждений уплотнительного кольца в предшествующих полетах» по 13 графикам, подготовленным для НАСА компанией Thiokol (изготовителем взорвавшегося твердотопливного ускорителя). Потеря шаттла Columbia, считает Тафти, напрямую связана с «фестивалем бюрократического гиперрационализма в презентациях PowerPoint», когда на одном слайде было шесть иерархических уровней текста, за которыми сложно заметить, что повреждение левого крыла может иметь критические последствия. Как замечает Тафти в своем классическом учебнике 1963 г. «Фейнмановские лекции по физике», Фейнман освещает всю физику – от небесной механики до квантовой электродинамики, – довольствуясь лишь двумя уровнями: заголовками и подзаголовками.
Тафти устанавливает для процесса представления данных шесть принципов: «(1) документирование источников и характеристик данных, (2) постоянное проведение уместных сравнений, (3) демонстрация причинно-следственных связей, (4) количественное выражение этих связей, (5) признание внутренней многомерности аналитических проблем, (6) рассмотрение и оценка альтернативных объяснений». Короче говоря, «представление информации должно быть документальным, сравнительным, причинно-следственным и разъясняющим, количественным, многомерным, исследовательским, скептическим».
Скептическим – ну прямо-таки специально для этой колонки. Когда я попросил Тафти сформулировать общую цель его работы, он ответил: «Простая структура, глубокое содержание». Нам всем нужен ориентир, а простая структура, глубокое содержание – логичная цель для будущих статей этой серии.
Дополнение: у Тафти открылась выставка в Лаборатории Ферми – ускорителе частиц в Чикаго, там можно увидеть и диаграммы Фейнмана, и даже его фургон, восстановленный Шимусом Блэкли и Ральфом Лейтоном (http://bit.ly/1nuSlEn).
