În 2007, valoarea totală a unei forme exotice de asigurare financiară numită Credit Default Swap (CDS) a ajuns la 67 de trilioane de dolari. Acest număr a depășit PIB-ul global în acel an cu aproximativ cincisprezece procente. Cu alte cuvinte – cineva de pe piețele financiare a făcut un pariu mai mare decât valoarea a tot ceea ce se produce în lume în acel an.
Pe ce pariau băieții de pe Wall Street? Dacă anumite casete de pirotehnică financiară numite Obligații de datorie garantată (CDO-uris) vor exploda. Pariarea unei sume mai mari decât lumea necesită un grad semnificativ de certitudine din partea furnizorului de asigurări.
Cu ce a fost susținută această certitudine?
O formulă magică numită Modelul Copula Gaussian. Casetele CDO conțineau creditele ipotecare a milioane de americani, iar modelul cu denumirea amuzantă estima probabilitatea comună ca deținătorii oricăror două credite ipotecare alese aleatoriu să nu accepte ipoteca.
Ingredientul cheie în această formulă magică a fost coeficientul gamma, care a folosit date istorice pentru a estima corelația dintre ratele de nerambursare a creditelor ipotecare în diferite părți ale Statelor Unite. Această corelație a fost destul de mică pentru cea mai mare parte a secolului al XX-lea, deoarece nu existau motive pentru care creditele ipotecare din Florida ar trebui să fie cumva legate de creditele ipotecare din California sau Washington.
Dar în vara lui 2006, prețurile imobiliarelor din Statele Unite au început să scadă și milioane de oameni s-au trezit datorând mai mult pentru casele lor decât meritau în prezent. În această situație, mulți americani au decis în mod rațional să nu plătească creditul ipotecar. Deci, numărul creditelor ipotecare delincvente a crescut dramatic, dintr-o dată, în toată țara.
Coeficientul gamma din formula magică a sărit de la valori neglijabile la unu și cutiile de CDO au explodat dintr-o dată. Finanțatorii – care au pariat pe PIB-ul întregii planete că acest lucru nu se va întâmpla – au pierdut cu toții.
Întregul pariu, în care câțiva speculatori au pierdut întreaga planetă, s-a bazat pe un model matematic pe care utilizatorii săi l-au confundat cu realitate. Pierderile financiare pe care le-au provocat erau neplătibile, așa că singura opțiune era ca statul să plătească pentru ele. Desigur, nici statele nu aveau tocmai un PIB global în plus, așa că au făcut ceea ce fac de obicei – au adăugat aceste datorii neplătibile pe lista lungă de datorii neplătibile pe care o făcuseră înainte. O singură formulă, care are abia 40 de caractere în codul ASCII, a crescut dramatic datoria totală a lumii „dezvoltate” cu zeci de procente din PIB. Probabil că a fost cea mai scumpă formulă din istoria omenirii.
Rămâneți informat cu Brownstone Institute
După acest fiasco, s-ar presupune că oamenii vor începe să acorde mai multă atenție predicțiilor diferitelor modele matematice. De fapt, s-a întâmplat invers. În toamna lui 2019, un virus a început să se răspândească din Wuhan, China, care a fost numit SARS-CoV-2 după frații săi mai mari. Frații lui mai mari erau destul de urâți, așa că la începutul anului 2020, întreaga lume a intrat într-un mod de panică.
Dacă rata mortalității prin infecție a noului virus ar fi comparabilă cu frații săi mai mari, civilizația s-ar putea prăbuși cu adevărat. Și exact în acest moment, mulți personaje academice dubioase au apărut în întreaga lume cu modelele lor matematice și au început să arunce predicții sălbatice în spațiul public.
Jurnaliştii au trecut prin predicţii, le-au ales fără greşeală doar pe cele mai apocaliptice şi au început să le recite cu o voce dramatică politicienilor năuciţi. În „lupta împotriva virusului” ulterioară, orice discuție critică despre natura modelelor matematice, ipotezele lor, validarea, riscul de supraadaptare și mai ales cuantificarea incertitudinii a fost complet pierdută.
Majoritatea modelelor matematice care au apărut din mediul academic au fost versiuni mai mult sau mai puțin complexe ale unui joc naiv numit SIR. Aceste trei litere reprezintă Susceptibil–Infectat–Recuperat și provin de la începutul secolului al XX-lea, când, datorită absenței calculatoarelor, doar cele mai simple ecuații diferențiale au putut fi rezolvate. Modelele SIR tratează oamenii ca pe niște bile colorate care plutesc într-un recipient bine amestecat și se ciocnesc unele de altele.
Când bile roșii (infectate) și verzi (susceptibile) se ciocnesc, se produc două roșii. Fiecare roșu (infectat) devine negru (recuperat) după ceva timp și încetează să-i mai observe pe ceilalți. Și asta-i tot. Modelul nici măcar nu captează spațiu în niciun fel – nu există nici orașe, nici sate. Acest model complet naiv produce întotdeauna (cel mult) un val de contagiune, care se stinge în timp și dispare pentru totdeauna.
Și exact în acest moment, căpitanii răspunsului la coronavirus au făcut aceeași greșeală ca și bancherii în urmă cu cincisprezece ani: au confundat modelul cu realitate. „Experții” se uitau la modelul care arăta un singur val de infecții, dar in realitate, un val a urmat altul. În loc să tragă concluzia corectă din această discrepanță între model și realitate – că aceste modele sunt inutile – au început să fantezie că realitatea se abate de la modele din cauza „efectelor intervențiilor” prin care „gestionau” epidemia. S-a vorbit despre „relaxarea prematură” a măsurilor și alte concepte preponderent teologice. De înțeles, au fost mulți oportuniști în mediul academic care s-au grăbit înainte cu articole fabricate despre efectul intervențiilor.
Între timp, virusul și-a făcut treaba, ignorând modelele matematice. Puțini oameni au observat, dar pe parcursul întregii epidemii, niciun model matematic nu a reușit să prezică (cel puțin aproximativ) vârful valului actual sau debutul valului următor.
Spre deosebire de Gaussian Copula Models, care – pe lângă faptul că au un nume amuzant – a funcționat cel puțin atunci când prețurile imobiliare erau în creștere, modelele SIR nu au avut nicio legătură cu realitatea de la bun început. Mai târziu, unii dintre autorii lor au început să adapteze modelele pentru a se potrivi cu datele istorice, derutând astfel complet publicul non-matematic, care de obicei nu face distincția între un model adaptat ex-post (unde datele istorice reale sunt potrivite frumos prin ajustarea parametrilor modelului). ) și o adevărată predicție ex-ante pentru viitor. După cum ar spune Yogi Berra: este greu să faci predicții, mai ales despre viitor.
În timp ce în timpul crizei financiare, folosirea abuzivă a modelelor matematice a adus în mare parte pagube economice, în timpul epidemiei nu a mai fost vorba doar de bani. Pe baza unor modele fără sens, s-au luat tot felul de „măsuri” care au afectat sănătatea mentală sau fizică a multor oameni.
Cu toate acestea, această pierdere globală de judecată a avut un efect pozitiv: conștientizarea potențialului rău al modelării matematice s-a răspândit de la câteva birouri academice la cercuri publice largi. În timp ce în urmă cu câțiva ani conceptul de „model matematic” era învăluit de reverență religioasă, după trei ani de epidemie, încrederea publicului în capacitatea „experților” de a prezice orice a ajuns la zero.
Mai mult decât atât, nu doar modelele au eșuat – o mare parte a comunității academice și științifice au eșuat și ea. În loc să promoveze o abordare prudentă și sceptică bazată pe dovezi, ei au devenit majorete pentru multe prostii cu care au venit în față factorii de decizie politică. Pierderea încrederii publicului în știința contemporană, medicina și reprezentanții acesteia va fi probabil cea mai semnificativă consecință a epidemiei.
Ceea ce ne aduce la alte modele matematice, ale căror consecințe pot fi mult mai distructive decât tot ceea ce am descris până acum. Acestea sunt, desigur, modele climatice. Discuția despre „schimbările climatice globale” poate fi împărțită în trei părți.
1. Evoluția reală a temperaturii pe planeta noastră. În ultimele decenii, am avut măsurători directe rezonabil de precise și stabile din multe locuri de pe planetă. Cu cât mergem mai departe în trecut, cu atât mai mult trebuie să ne bazăm pe diferite metode de reconstrucție a temperaturii, iar incertitudinea crește. Pot apărea și îndoieli cu privire la ceea ce temperatura este de fapt subiectul discuției: temperatura se schimbă constant în spațiu și timp și este foarte important cum sunt combinate măsurătorile individuale într-o valoare „globală”. Având în vedere că o „temperatura globală” – oricum ar fi definită – este o manifestare a unui sistem dinamic complex care este departe de echilibrul termodinamic, este destul de imposibil ca acesta să fie constant. Deci, există doar două posibilități: în fiecare moment de la formarea planetei Pământ, „temperatura globală” fie crește, fie scade. În general, este de acord că a existat o încălzire generală în timpul secolului al XX-lea, deși diferențele geografice sunt semnificativ mai mari decât se recunoaște în mod normal. O discuție mai detaliată a acestui punct nu face obiectul acestui eseu, deoarece nu are legătură directă cu modelele matematice.
2. Ipoteza că creșterea concentrației de CO2 determină creșterea temperaturii globale. Aceasta este o ipoteză științifică legitimă; cu toate acestea, dovezile pentru ipoteză implică mai multă modelare matematică decât ați putea crede. Prin urmare, vom aborda acest punct mai detaliat mai jos.
3. Raționalitatea diferitelor „măsuri” pe care politicienii și activiștii le propun pentru prevenirea schimbărilor climatice globale sau cel puțin pentru atenuarea efectelor acesteia. Din nou, acest punct nu este punctul central al acestui eseu, dar este important de remarcat că multe dintre „măsurile” propuse (și uneori deja implementate) privind schimbările climatice vor avea ordine de mărime consecințe mai dramatice decât orice am făcut în timpul epidemiei de Covid. . Deci, având în vedere acest lucru, să vedem de câtă modelare matematică avem nevoie pentru a susține ipoteza 2.
La prima vedere, nu este nevoie de modele deoarece mecanismul prin care CO2 încălzește planeta a fost bine înțeles încă de la Joseph Fourier, care l-a descris pentru prima dată. În manualele de școală elementară, desenăm o seră cu soarele zâmbind pe ea. Radiația cu unde scurte de la soare trece prin sticlă, încălzind interiorul serei, dar radiația cu undă lungă (emisă de interiorul încălzit al serei) nu poate scăpa prin sticlă, menținând astfel sera caldă. Dioxidul de carbon, dragi copii, joaca in atmosfera noastra un rol similar cu sticla din sera.
Această „explicație”, după care este numit întregul efect de seră și pe care o numim „efectul de seră pentru grădiniță”, suferă de o mică problemă: este complet greșit. Sera se menține cald dintr-un motiv complet diferit. Carcasa de sticlă previne convecția – aerul cald nu se poate ridica și nu poate duce căldura. Acest fapt a fost verificat experimental deja la începutul secolului al XX-lea prin construirea unei sere identice, dar dintr-un material care este transparent la radiația infraroșie. Diferența de temperatură în interiorul celor două sere a fost neglijabilă.
OK, serele nu sunt calde din cauza efectului de seră (pentru a liniști diferiți verificatori de fapte, acest fapt poate fi găsit pe Wikipedia). Dar asta nu înseamnă că dioxidul de carbon nu absoarbe radiația infraroșie și nu se comportă în atmosferă așa cum ne-am imaginat că se comporta sticla dintr-o seră. Dioxid de carbon de fapt absoarbe radiațiile în mai multe benzi de lungimi de undă. Vaporii de apă, metanul și alte gaze au și ele această proprietate. Efectul de seră (denumit în mod eronat după seră) este un fapt experimental dovedit în siguranță, iar fără gaze cu efect de seră, Pământul ar fi considerabil mai rece.
Rezultă logic că atunci când concentrația de CO2 în atmosferă crește, moleculele de CO2 vor capta și mai mulți fotoni infraroșii, care, prin urmare, nu vor putea scăpa în spațiu, iar temperatura planetei va crește și mai mult. Majoritatea oamenilor sunt mulțumiți de această explicație și continuă să considere ipoteza de la punctul 2 de mai sus ca fiind dovedită. Numim această versiune a poveștii „efectul de seră pentru facultățile filozofice”.
Problema este, desigur, că există deja atât de mult dioxid de carbon (și alte gaze cu efect de seră) în atmosferă, încât niciun foton cu frecvența adecvată nu are șansa de a scăpa din atmosferă fără a fi absorbit și reemis de multe ori de unii. moleculă de gaz cu efect de seră.
O anumită creștere a absorbției radiațiilor infraroșii indusă de o concentrație mai mare de CO2 poate avea loc astfel doar la marginile benzilor de absorbție respective. Cu aceste cunoștințe – care, desigur, nu sunt foarte răspândite printre politicieni și jurnaliști – nu mai este evident de ce o creștere a concentrației de CO2 ar trebui să ducă la o creștere a temperaturii.
În realitate, însă, situația este și mai complicată și, prin urmare, este necesar să venim cu o altă versiune a explicației, pe care o numim „efectul de seră pentru facultățile de știință”. Această versiune pentru adulți sună după cum urmează: Procesul de absorbție și reemitere a fotonilor are loc în toate straturile atmosferei, iar atomii gazelor cu efect de seră „trec” fotonii de la unul la altul până în cele din urmă unul dintre fotonii emiși undeva în stratul superior al atmosferei zboară în spațiu. Concentrația gazelor cu efect de seră scade în mod natural odată cu creșterea altitudinii. Deci, când adăugăm puțin CO2, altitudinea de la care fotonii pot scăpa deja în spațiu se schimbă puțin mai mult. Și din moment ce cu cât mergem mai sus, cu atât este mai rece, fotonii emiși acolo transportă mai puțină energie, rezultând mai multă energie rămasă în atmosferă, făcând planeta mai caldă.
Rețineți că versiunea originală cu soarele zâmbitor deasupra serei a devenit ceva mai complicată. Unii oameni încep să se scarpină în cap în acest moment și să se întrebe dacă explicația de mai sus este într-adevăr atât de clară. Când concentrația de CO2 crește, poate fotonii „mai rece” scapă în spațiu (pentru că locul emisiei lor se mișcă mai sus), dar nu vor scăpa mai mulți dintre ei (pentru că raza crește)? Nu ar trebui să fie mai multă încălzire în atmosfera superioară? Nu este inversarea temperaturii importantă în această explicație? Știm că temperatura începe să crească din nou de la aproximativ 12 kilometri în sus. Este cu adevărat posibil să neglijăm toată convecția și precipitațiile în această explicație? Știm că aceste procese transferă cantități enorme de căldură. Dar feedback-urile pozitive și negative? Și așa mai departe și așa mai departe.
Cu cât întrebi mai mult, cu atât descoperi că răspunsurile nu sunt direct observabile, ci se bazează pe modele matematice. Modelele conțin un număr de parametri măsurați experimental (adică cu o anumită eroare); de exemplu, spectrul de absorbție a luminii în CO2 (și toate celelalte gaze cu efect de seră), dependența acestuia de concentrație sau un profil detaliat al temperaturii atmosferei.
Aceasta ne conduce la o afirmație radicală: Ipoteza că o creștere a concentrației de dioxid de carbon în atmosferă conduce la o creștere a temperaturii globale nu este susținută de niciun raționament fizic ușor și ușor de explicat, care ar fi clar pentru o persoană cu studii universitare obișnuite într-un domeniu tehnic sau științe naturale. . Această ipoteză este susținută în cele din urmă de modelarea matematică care surprinde mai mult sau mai puțin precis unele dintre multele procese complicate din atmosferă.
Cu toate acestea, acest lucru aruncă o lumină complet diferită asupra întregii probleme. În contextul eșecurilor dramatice ale modelării matematice din trecutul recent, „efectul de seră” merită mult mai multă atenție. Am auzit afirmația că „știința este stabilită” de multe ori în timpul crizei Covid și multe predicții care ulterior s-au dovedit a fi complet absurde s-au bazat pe „consens științific”.
Aproape fiecare descoperire științifică importantă a început ca o voce singură, care contravine consensului științific al vremii. Consensul în știință nu înseamnă mare lucru – știința se bazează pe falsificarea atentă a ipotezelor folosind experimente conduse corespunzător și date evaluate corespunzător. Numărul de cazuri trecute de consens științific este practic egal cu numărul erorilor științifice trecute.
Modelarea matematică este un servitor bun, dar un stăpân rău. Ipoteza schimbărilor climatice globale cauzate de creșterea concentrației de CO2 în atmosferă este cu siguranță interesantă și plauzibilă. Cu toate acestea, cu siguranță nu este un fapt experimental și este cel mai inadecvat să cenzurăm o dezbatere profesională deschisă și sinceră pe această temă. Dacă se va dovedi că modelele matematice au fost – încă o dată – greșite, poate fi prea târziu pentru a remedia daunele cauzate în numele „combaterii” schimbărilor climatice.
Publicat sub a Licență internațională Creative Commons Attribution 4.0
Pentru retipăriri, vă rugăm să setați linkul canonic înapoi la original Institutul Brownstone Articol și autor.
