Как плохие часы хорошо показывают время

Совершенство может быть не так уж и недостижимо. Два физика обнаружили, что группы неточных часов могут вместе показывать время с удивительной точностью. Сделанное ими открытие способно помочь нескольким компьютерам решать сложные задачи. Ученые и инженеры знают трудности в получении точной...

Совершенство может быть не так уж и недостижимо. Два физика обнаружили, что группы неточных часов могут вместе показывать время с удивительной точностью. Сделанное ими открытие способно помочь нескольким компьютерам решать сложные задачи. Ученые и инженеры знают трудности в получении точной информации от неточных приборов, например, часов. Каждые часы показывают свое время, и проблема состоит в том, как соединить эти показания, чтобы получить самое точное значение. Наиболее очевидный путь – среднее от всех показаний (этот способ некогда использовался моряками) – однако в таком случае при увеличении числа часов точность повышается незначительно. К примеру, чтобы получить показатель в 10 раз более точный, чем одни часы, необходимо иметь не менее 100 часов.

Гораздо лучше учитывать показания только некоторых из часов, считают Дамьен Шалле и Нил Джонсон из Оксфордского университета. В проведенном ими исследовании ученые смоделировали группу часов, показания которых распределялись вокруг правильного по кривой нормального распределения. Затем они взяли показания каждых отдельных часов, среднее каждой пары часов, каждой группы из 3 часов и т.д. Испытав каждую подвыборку, Шалле и Джонсон обнаружили, что комбинация, содержащая примерно половину часов, показывает среднее значение, которое будет гораздо ближе к правильному времени, чем просто среднее значение показаний всех часов. Например для набора из 20 часов подгруппа из 10 часов компенсирует неточности друг друга так, что среднее их показание в 100 тысяч раз ближе к правильному времени, чем среднее показание всех часов.

Более того, Шалле и Джонсон математически доказали, что в определенных случаях относительно проще рассчитать наилучшую комбинацию, учитывая, насколько отстают или спешат каждые отдельные часы. Это означает, что технолог может вывести собрать почти идеально работающую машину из груды бракованных частей, просто проверив неточность каждой части.

Эта работа стала важным шагом в изучении "коллективов" - групп автономных агентов, которые как бы "сговариваются" для достижения общей цели. Это особенно интересно, когда агентами становятся не часы, а компьютерные чипы. Эти исследования приобретут особую значимость по мере превращения компьютеров из машин, выполняющих специфические задания по строгим правилам в более адаптивные конгломераты, которые работают вместе и находят свои пути решения более крупных задач.