Кванты. Как волшебники от математики заработали миллиарды и чуть не обрушили фондовый рынок

Паттерсон Скот

Более того, основой большинства важных прорывов в истории квантов стали идеи этого странноватого хитроумного математика, одним из первых научившегося использовать математику, чтобы делать деньги — поначалу за игорными столами Лас-Вегаса, а потом во всемирном казино Уолл-стрит. Не подай Торп пример, будущие финансовые титаны, например Гриффин, Мюллер, Эснесс и Вайнштейн, возможно, и не собрались бы поиграть в покер в гостинице St. Regis мартовской ночью 2006 года.

От Эдварда Оукли Торпа вечно были одни неприятности. Родился в Чикаго 14 августа 1932 года в семье боевого офицера, сражавшегося на Западном фронте в Первую мировую. Его математические способности проявились еще в детстве: в 7 лет он уже мог в уме сосчитать количество секунд в году. Впоследствии его семья перебралась в калифорнийский городок Ломита неподалеку от Лос-Анджелеса, и Торп стал типичным проказником-вундеркиндом.

Его

часто надолго оставляли без присмотра — во время Второй мировой мать работала в вечернюю смену на авиастроительном заводе Douglas Aircraft, а отец — в ночную смену на верфях в Сан-Педро. Мальчик был предоставлен самому себе и давал волю своему воображению. Особенно он любил что-нибудь взрывать. В гараже была устроена лаборатория, где он экспериментировал с маленькими самодельными взрывными устройствами. Он делал бомбы из железных трубок и нитроглицерина (нитроглицерин ему приносила подруга сестры, работавшая на химическом заводе). Испытывал свои бомбы Торп в зеленой глуши холмов Палос-Вердес.

Когда у него было более миролюбивое настроение, он забавлялся с самодельным радиоприемником и играл по радио в шахматы на расстоянии.

Однажды они с приятелем налили красной краски в бассейн Plunge в Лонг-Бич — самый большой по тем временам закрытый бассейн. Купающиеся с воплями выскакивали из воды при виде расплывающегося красного пятна, и история попала в местную газету. В другой раз он присоединил автомобильную фару к телескопу и подключил всю конструкцию к автомобильному аккумулятору. Свое изобретение он приволок на боковую аллею парка — излюбленное укромное местечко влюбленных пар, находившееся в километре от его дома — и стал дожидаться, пока припаркуются машины. Когда окна автомобилей начали запотевать, проказник нажал на кнопку и осветил сборище машин, как полицейский прожектор. А потом со смехом наблюдал, как перепуганные подростки в панике спасаются бегством.

В старших классах Торп начал заглядываться на азартные игры. Один из его любимых учителей вернулся из поездки в Лас-Вегас с целой коллекцией поучительных историй о том, как игроки в пух и прах проигрывались в рулетку. «Выиграть просто невозможно», — говорил учитель. Торп не был в этом так уверен. В окрестностях их городка было несколько игровых автоматов, изрыгавших поток монеток, если правильно дернуть за рычаг. У рулетки наверняка есть похожая ахиллесова пята — статистическая уязвимость. Торп продолжал размышлять о ней и весной 1955 года, на второй год обучения в аспирантуре на физическом факультете Калифорнийского университета. Сможет ли он разработать математическую систему, чтобы постоянно выигрывать в рулетку?

Уже тогда он думал, как при помощи математики описать скрытое устройство систем, кажущихся случайными. И этот подход он в один прекрасный день применит на рынке ценных бумаг и создаст теорию, которая ляжет в основу количественных методов инвестирования.

Проще всего было найти рулетку с каким-нибудь дефектом. В 1949 году два соседа по общежитию Чикагского университета, Альберт Гиббс и Рой Уолфорд, обнаружили дефекты у некоторых рулеток в казино Лас-Вегаса и Рино и заработали несколько тысяч долларов. Описания их подвигов попали на страницы журнала Life. Степень бакалавра Гиббс и Уолфорд получали в Калифорнийском технологическом университете в Пасадене. Об их подвиге было прекрасно известно хитроумным воспитанникам ближайшего соседа, Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе.

Торп верил, что обыграть рулетку можно, даже если дефектов в ней нет. Более того, их отсутствие упрощало задачу: шарик будет следовать по предсказуемой траектории, как планета на орбите. Ключ к разгадке таков: поскольку крупье принимает ставки, пока шарик катится, теоретически можно определить его местонахождение, скорость шарика и вращающейся части рулетки и приблизительно предсказать, где он остановится.

Человеку такое, естественно, не по силам. Торп мечтал о компьютере, который можно носить на себе и который отслеживал бы движения шарика и рулетки и прогнозировал, в какую ячейку попадет шарик. Он верил, что создаст машину, которая сможет статистически предсказывать кажущиеся случайными параметры движения колеса: наблюдатель наденет компьютер и задаст ему информацию о скорости колеса; игрок, находящийся на некотором расстоянии, получит информацию по радиосвязи.

Торп купил маленькое дешевое колесо рулетки и снимал его на камеру во время вращения, отмеряя время секундомером, способным фиксировать сотые доли секунды. Вскоре он понял, что у колеса слишком много дефектов, чтобы с его помощью разработать предсказуемую систему. Разочарованный, он временно оставил эту идею: нужно было заканчивать аспирантуру. Но мысль о рулетке не оставляла его в покое, и вскоре он продолжил эксперименты.

Однажды на ужин к Торпу пришли родители его жены Вивиан. Они удивились, когда Торп не вышел их встречать; им стало любопытно, чем же он занят. Они обнаружили его на кухне, катающим стеклянные шарики по желобку в форме буквы V и отмечающим, насколько далеко укатился каждый из них. Торп объяснил, что он имитировал путь шарика на рулетке. Странно, что после этого они не решили, будто их дочь вышла замуж за какого-то психа.

Торпы впервые приехали в Лас-Вегас в 1958 году, когда Эд защитился и начал преподавать. Бережливый профессор прослышал, что можно остановиться в недорогой гостинице. Да и со своей мечтой обыграть рулетку он все еще не расстался. Плавность хода рулеток в Лас-Вегасе убедила его, что он сможет предсказать результат. Теперь ему нужно качественное полноразмерное колесо и подходящее оборудование для опытов. Заодно Торп решил проверить одну стратегию игры в блэкджек, на которую он недавно наткнулся в журнале Американской статистической ассоциации. [12] Это была 10-страничная статья [13] военного математика Роджера Болдуина и троих его коллег — Джеймса Макдермотта, Герберта Майсела и Уилберта Кэнти, — которые работали на Абердинском военном испытательном полигоне в Мэриленде. Среди поклонников блэкджека группа Болдуина получила прозвище «Всадники Апокалипсиса». Однако никто из них никогда не пробовал испытать свою стратегию в Лас-Вегасе. В течение полутора лет Всадники скармливали своим вычислительным машинам тонны информации, исследуя закономерности, связанные с тысячами разных комбинаций карт в блэкджеке. Как истинный ученый, Торп решил испытать в Лас-Вегасе и эту стратегию. И хотя результат был неубедителен (он проиграл целых 8 долларов 50 центов), он по-прежнему считал, что стратегию просто нужно доработать. Он связался с Болдуином и попросил предоставить все данные по их разработкам.

12

Американская статистическая ассоциация (American Statistical Association, ASA) — главная профессиональная ассоциация для специалистов в области статистики и смежных дисциплин, основана в 1839 году. Выпускает свой журнал (в 2003 году признанный одним из самых качественных изданий в своей области) раз в три месяца с 1888 года. Прим. ред.

13

Информация из статьи Джозефа Кана: Getting a Hand: They Wrote the First Blackjack Book but Never Cashed In // Boston Globe, 20 февраля 2008 года.

Торп получил их весной 1959 года, как раз перед тем, как перевестись из Калифорнийского университета в Массачусетский технологический институт (Massachusetts Institute of Technology, MIT). В MIT Торп обнаружил плодороднейшую почву для научной и творческой деятельности, результаты которой уже влияли на современное общество.

Торпа пригласили на столь желанную должность C. L. E. Moore Instructor, [14] которую ранее занимал Джон Нэш. Этот гений в области математики в 1994 году будет удостоен Нобелевской премии по экономике за свою работу, посвященную теории игр, математическому подходу к исследованию соревновательных стратегий людей. (Впоследствии Нэш станет знаменитым благодаря написанной о нем книге «Игры разума» [15] и одноименному фильму, в которых показан конфликт его гения и душевной болезни.)

14

Должность преподавателя названа в честь Кларенса Лемуэла Элиши Мора (1876–1931), преподававшего математику в MIT с 1904 года до самой смерти в 1931 году. Прим. перев.

15

Nasar S. A Beautiful Mind. Simon & Schuster, Reprint edition, 2011. На русском официально не публиковалась, но существуют любительские переводы. Прим. ред.

В то лето в Кембридже Торп продолжал комбинировать числа в блэкджеке и постепенно подходил к открытию, которое станет прорывом в истории игры. Он загружал в компьютер невероятные объемы громоздких данных, искал скрытые схемы, которыми он мог бы воспользоваться для победы. К осени он обнаружил в системе блэкджека элементы, с помощью которых можно выиграть у дилера.

Торпу не терпелось опубликовать результаты своих исследований. Он выбрал для этих целей престижный отраслевой журнал The Proceedings of the National Academy of Sciences (Известия Национальной академии науки). Одна беда: статьи журнал принимал только от членов Академии. Тогда Торп познакомился с единственным работавшим в MIT математиком — членом Академии наук: доктором Клодом Элдвудом Шенноном, одним из самых блестящих и неординарных умов планеты.