О пользе математического аппарата

В СССР была популярна тема «Наука – народному хозяйству». От фундаментальной науки требовали открытий, приносящих немедленную практическую пользу. И в рамках этой темы на кафедре ядерной физики то ли МГУ, то ли МФТИ родили идею повышать яйценоскость кур малыми дозами радиации. По теории вроде должно было работать. Доложили товарищам из ЦК КПСС, те идею одобрили и выделили птицефабрику для практического эксперимента.

Физики завезли туда свои установки (самих несушек, кажется, не облучали, добавляли понемногу изотопов в корм), подсчитали яйца на выходе и сами обалдели: выход яиц увеличился чуть ли не на 20%. Расширили эксперимент на десяток птицефабрик в разных частях страны – работает! Где-то больше, где-то меньше, но количество яиц увеличилось везде. Стали готовить внедрение по всему СССР, подали заявку на Ленинскую премию. Товарищи из ЦК пообещали, что дадут: тема важная, польза для народного хозяйства очевидна, и к тому же полностью отечественная разработка. На Западе ничего подобного не было. Кое-где пробовали, но статистически значимого результата получить не смогли.

Вот на статистике они и погорели. Физики, помимо премий, захотели еще и диссертации защитить на этой теме, а в диссертации вставить красивые графики и таблицы. Привлекли для этого коллег с кафедры математики. Может, и не привлекли, а сами достаточно хорошо владели математическим аппаратом, но мне для дальнейшего изложения удобнее разделять физиков и математиков.

Математики взяли больший массив данных – количество яиц по каждой фабрике по дням, сравнили с такими же данными за прошлый год до эксперимента, нарисовали графики и сказали: что-то у вас дисперсия неправильная. Где-то какая-то лажа в данных. Причем, судя по величине дисперсии, лажа очень существенная.

Кто в школе не прогуливал математику, следующий абзац могут пропустить, а для остальных разжую. Не очень грамотно, но как получится. Я тоже, бывало, математику прогуливал.

Куры не могут нести одинаковое количество яиц каждый день. 100 яиц на 100 кур в среднем – это, например, 92 вчера, 105 сегодня и 103 завтра. Эти колебания состоят из закономерностей (к примеру, летом куры несутся лучше, чем зимой) и случайных отклонений. Случайные отклонения тоже подчиняются своим законам – законам статистики. Грубо говоря, если нарисовать на графике 100 или больше случайных результатов, должна получиться кривая Гаусса, такой колокол с максимумом в центре и плавным снижением по краям. А если получается что-то другое, значит, величина не случайная. Отклонение результата от гауссианы – это и есть дисперсия.

В нашей истории оказалось, что после начала эксперимента стала получаться идеальная гауссиана, а вот до того было черт-те что. Дело в том, что на всех птицефабриках яйца воровали. Где-то больше, где-то меньше, где-то рядовые работники, где-то начальство, но в целом – везде. Брали, разумеется, не по яичку в день, а иногда, но помногу. А оставшиеся расписывали по дням более-менее равномерно, чтобы отчетность не вызывала подозрений. Она и не вызывала, пока математики не попытались построить по этим данным кривую Гаусса. Сымитировать вручную случайное распределение практически невозможно, даже если понимать, что это такое, и специально стараться. А работники птицефабрик не понимали. А после начала эксперимента воровать яйца они перестали, потому что боялись радиации. Или, может быть, потому, что в присутствии физиков, которые каждое яйцо записывали в свои тетрадки, это стало невозможно.

В общем, математики объяснили физикам, что количество яиц увеличилось не оттого, что облученные куры стали лучше нестись, а оттого, что прекратились хищения. Посоветовали по-тихому свернуть разработку и не позориться. А для программы «Наука – народному хозяйству» предложили другую тему. Повсеместно проверять отчетность на соответствие кривой Гаусса. Не только на птицефабриках, но и в других отраслях. Где гауссиана не получается, там наверняка воровство и приписки. Но товарищи из ЦК эту тему попросили не развивать. Не вашего, сказали, ума дело.