Matematyk, który rozgryzł Wall Street

Jim Simons, matematyk i kryptograf, zauważył, że złożona matematyka używana do łamana kodów może pomóc wytłumaczyć wzorce ze świata finansów. Miliardy później działa, żeby wesprzeć następne pokolenie nauczycieli matematyki i uczonych. Chris Anderson z TED rozmawia z Simonsem o jego niezwykłym życiu w liczbach.

Chris Anderson: Jesteś rodzajem
fenomenu matematycznego.

Za młodu uczyłeś na MIT i Harvardzie.

Następnie skontaktowała się z tobą NSA.

O co chodziło?

Jim Simons: NSA,
Agencja Bezpieczeństwa Narodowego,

nie do końca się skontaktowała.

Prowadzili operację na Princeton,
do której zatrudniali matematyków

łamiących tajne kody i takie tam.

Wiedziałem, że to istnieje.

Dawali bardzo dobre warunki,

bo połowę czasu można było
wykorzystać na własną pracę,

ale przez co najmniej połowę
musiałeś pracować nad ich sprawami.

Sporo też płacili.

To nieodparcie przyciągało.

Zgłosiłem się.

CA: Byłeś łamaczem kodów.

JS: Byłem.

CA: Ale cię zwolnili.

JS: Prawda, zwolnili mnie.

CA: Dlaczego?

JS: Dlaczego?

Zwolnili mnie, bo była wojna w Wietnamie.

Szef szefów mojej organizacji
był wielkim fanem wojen.

Napisał duży artykuł w New York Timesie,

jak to zwyciężymy w Wietnamie.

Nie lubiłem tej wojny,
uważałem, że jest głupia.

Napisałem list do Timesa,
który został opublikowany.

Napisałem, że nie każdy,
kto pracuje dla Maxwella Taylora,

jeśli ktokolwiek pamięta to nazwisko,
zgadza się z jego poglądami.

Potem opisałem własne.

CA: Widzę, jak to szło.

JS: Różniły się poglądów generała Taylora.

Ale w końcu nikt nic nie powiedział.

Wtedy miałem 29 lat
i przyszedł do mnie jakiś chłopak.

Powiedział, że jest niezależnym
dziennikarzem z Newsweeka

i chce zrobić ze mną wywiad,
jak wprowadzam swoje poglądy w czyn.

Powiedziałem: "Teraz
zajmuję się głównie matematyką,

a kiedy wojna się skończy,
zajmę się głównie ich sprawami".

Następnie zrobiłem jedyną
inteligentną rzecz tego dnia.

Powiedziałem szefowi,
że dałem komuś wywiad.

Zapytał: "Co powiedziałeś?".

Powtórzyłem, co powiedziałem.

Wtedy powiedział:
"Muszę zadzwonić do Taylora".

Zadzwonił do Taylora,
zajęło mu to dziesięć minut.

Po następnych pięciu mnie wywalił.

CA: OK.

JS: Jednak nie było źle.

CA: Nie było źle, trafiłeś do Stony Brook

i rozwinąłeś karierę matematyczną.

Zacząłeś pracować z tym człowiekiem.

Kto to jest?

JS: [Shiing-Shen] Chern.

Chern był jednym z największych
matematyków tamtego wieku.

Poznałem go na studiach w Berkeley.

Miałem parę pomysłów,

pokazałem mu je i się spodobały.

Wspólnie zrobiliśmy coś,
co możecie zobaczyć tutaj.

Tak to wyglądało.

CA: Ta współpraca zaprowadziła
do publikacji słynnego artykułu.

Możesz nam wyjaśnić,
o co w ogóle chodziło?

JS: Nie.

(Śmiech)

JS: Mogę wytłumaczyć to komuś.

(Śmiech)

CA: Jak to wyjaśnisz?

JS: Ale niewielu. Niewielu osobom.

CA: Chyba mówiłeś, że to
ma coś wspólnego z kulami,

więc zacznijmy tutaj.

JS: Tak, miało,
ale zanim do tego dojdziemy,

powiem, że ta praca

to dobra matematyka.

Obaj byliśmy bardzo szczęśliwi.

Ta praca rozpoczęła nawet rozwój
poddziedziny, która teraz święci sukcesy.

Ale, co interesujące,
dało się to zastosować w fizyce,

o której nic nie wiedzieliśmy,
przynajmniej ja nic nie wiedziałem

i nie sądzę, że Chern wiedział więcej.

Jakieś 10 lat po tym,
jak wyszedł ten artykuł,

Ed Witten z Princeton
zastosował go w teorii strun,

a w Rosji zaczęto stosować go
do czegoś zwanego "skondensowaną materią".

Dzisiaj te elementy nazwane
niezmiennikami Cherna-Simonsa

często wykorzystuje się w fizyce.

To było zdumiewające.

Nie znaliśmy fizyki.

Nie przyszło mi do głowy,
że można to wykorzystać w fizyce.

Ale to jest ważne w matematyce
- nigdy nie wiadomo, dokąd dojdziesz.

CA: To niesamowite.

Mówiliśmy o tym, jak ewolucja
kształtuje ludzkie umysły,

które mogą dostrzegać prawdę lub nie.

Jakoś wymyśliłeś teorię matematyczną,

nie znając w ogóle fizyki

i dwie dekady później
odkryłeś, że użyto jej,

aby dogłębnie opisać
aktualny świat fizyczny.

Jak to się mogło stać?

JS: Bóg jeden wie.

(Śmiech)

Jest jednak słynny fizyk,
nazywa się [Eugene] Wigner.

Napisał esej o nieuzasadnionej
skuteczności matematyki.

W jakiś sposób matematyka
zakorzeniona jest w prawdziwym świecie.

Uczymy się liczyć, mierzyć, każdy to robi,

ale potem rozwija się sama.

Często jednak wraca,
by uratować nam skórę.

Przykładem jest teoria względności.

[Hermann] Mikowski stworzył
geometrię, a Einstein zauważył:

"Właśnie na tym mogę
osadzić teorię względności".

Nigdy nic nie wiadomo. To tajemnica.

To tajemnica.

CA: To jest więc efekt
matematycznej pomysłowości.

Opowiedz nam o tym.

JS: Mamy piłkę - to kula,
która ma wokół siatkę,

takie kwadraty.

To, co chcę pokazać,
zaobserwował [Leonhard] Euler,

świetny matematyk z XVIII wieku.

Stopniowo stało się to
bardzo ważną częścią matematyki:

topologią algebraiczną, geometrią.

Ta praca naukowa ma w tym swoje korzenie.

Chodzi o to,

że ten obiekt ma osiem wierzchołków,
dwanaście krawędzi i sześć ścianek.

Kiedy obliczysz różnicę,
wierzchołki minus krawędzie plus ścianki,

otrzymujesz dwa.

Dwa. To dobra cyfra.

Jest też inny sposób,
wykorzystujący trójkąty.

Mamy 12 wierzchołków, 30 krawędzi

oraz dwadzieścia ścianek, płytek.

Wierzchołki minus krawędzie
plus ścianki - wciąż wychodzi dwa.

W rzeczywistości można tak
zrobić w dowolny sposób,

pokrywając to wszelkimi
wielokątami i trójkątami,

mieszając je.

Wierzchołki minus krawędzie
plus ścianki - wciąż daje dwa.

Oto inny kształt.

To torus, podobny do pączka
z dziurką - szesnaście wierzchołków

stworzonych z prostokątów,
32 krawędzie i 16 ścianek.

Ścianki minus krawędzie dają zero.

Tutaj zawsze wyjdzie zero.

Zawsze, gdy pokryjesz torus
różnymi kwadratami, trójkątami

lub czymkolwiek innym, wyjdzie zero.

Nazywa się to charakterystyką Eulera.

Czasem też niezmiennością topologiczną.

To zdumiewające.

Nieważne, jak to zrobisz,
wyjdzie tyle samo.

To pierwsze pchnięcie
w połowie XVIII wieku

popchnęło do przodu temat
zwany dziś niezmiennością topologiczną.

CA: A twoja własna praca
użyła tej idei i przeniosła ją

w teorię wyższych wymiarów,

obiektów wielowymiarowych
i znalazła nowe stałe elementy?

JS: Tak. Wcześniej znano
stałe elementy wyższych wymiarów:

klasy Pontryagina,
tak naprawdę to klasy Cherna.

Było kilka rodzajów takich stałych.

Miałem problemy z jedną z nich

i modelowałem je raczej kombinatorycznie,

czyli nie w sposób,
w jaki odbywa się to zazwyczaj.

To zaprowadziło do naszej pracy,
odkryliśmy trochę nowych rzeczy.

Ale gdyby nie było Eulera,

który napisał prawie 70 tomów o matematyce

i miał 13 dzieci,

które najwyraźniej niańczył
na swoim kolanie podczas pisania,

gdyby nie było Eulera,
prawdopodobnie nie byłoby tych stałych.

CA: To daje nam chociaż
mały wgląd w ten wspaniały umysł.

Porozmawiajmy o Renaissance.

Ponieważ miałeś niesamowity umysł
i byłeś łamaczem kodów w NSA,

zacząłeś pracować jako łamacz
kodów w przemyśle finansowym.

Prawdopodobnie nie kupiłeś
teorii efektywnego rynku,

ale jakoś znalazłeś sposób na osiąganie
ogromnych zysków przez dwadzieścia lat.

Wyjaśniono mi,

że niezwykła w twojej pracy
jest nie tylko wielkość zysków,

ale to, że wytworzyłeś je
z bardzo niskim ryzykiem i zmiennością

w porównaniu do funduszy hedgingowych.

W jaki sposób to zrobiłeś, Jim?

JS: Zrobiłem to,
łącząc wspaniałą grupę ludzi.

Kiedy zaczynałem handlować,
byłem trochę zmęczony matematyką.

Miałem trzydzieści kilka lat
i bardzo mało pieniędzy.

Zacząłem grać i wyszło nieźle.

Zarobiłem sporo pieniędzy
dzięki czystemu szczęściu.

Sądzę, że to było tylko szczęście.

Nie modelowałem tego matematycznie.

Patrząc na dane,
po chwili zdałem sobie sprawę:

to wygląda na jakąś strukturę.

Zatrudniłem kilku matematyków,
zaczęliśmy tworzyć modele,

takie same, jak w IDA,
Instytucie Analiz Obronnych.

Tworzysz algorytm
i przepuszczasz przez komputer.

Działa? Nie działa? I tak dalej.

CA: Czy możemy na to spojrzeć?

Oto typowy wykres jakiegoś towaru.

Patrzę na to i stwierdzam:
"To jest losowe, idzie w górę lub dół,

może przez cały okres
ma niewielką tendencję wzrostową".

Jak można handlować za pomocą tego

i zobaczyć coś, co nie jest przypadkowe?

JS: W dawnych czasach
- to rodzaj wykresu z dawnych lat -

towary lub waluty
miały tendencję do trendów.

Niekoniecznie do bardzo słabych tendencji
takich jak ta, ale trendów okresowych.

Jeśli zdecydowałeś:
"Dzisiaj będę przewidywał

na podstawie zmian z ostatnich 20 dni",

być może będzie to dobra prognoza,
a ja zarobię trochę pieniędzy.

Tak naprawdę lata temu
taki system by zadziałał,

nie idealnie, ale by działał.

Zarabiasz kasę, tracisz i znowu zarabiasz.

Ale jeśli podsumować wszystkie dni w roku,

zarobek wyjdzie bardzo mały.

To bardzo szczątkowy system.

CA: Przetestowałbyś więc
kilka odcinków trendów czasowych,

aby zobaczyć na przykład,

co się stanie dalej - trend będzie
dziesięcio-, czy piętnastodniowy?

JS: Przetestowałbym to wszystko
i odkrył, co działa najlepiej.

Śledzenie trendów
działało świetnie w latach 60.

Było w porządku w latach 70.,

ale w 80. już nie.

CA: Ponieważ każdy to widział.

Jak więc pozostałeś na czele?

JS: Zostaliśmy na czele,
znajdując inne podejścia,

do jakiegoś stopnia krótkoterminowe.

Chodziło o to, by zebrać
ogromną ilość danych

i na początku musieliśmy robić to ręcznie.

Poszliśmy do Rezerw Federalnych,
kopiowaliśmy historie stóp procentowych

i tego typu rzeczy,
bo tego nie było w komputerze.

Mieliśmy dużo danych

I bardzo mądrych ludzi - to był klucz.

Tak naprawdę nie wiedziałem,
jak zatrudnić ludzi do głównej pracy.

Zatrudniłem paru,
niektórzy zarabiali, inni nie.

Z tego nie da się zrobić biznesu.

Wiedziałem jednak,
jak zatrudnić naukowców,

miałem wyczucie w tej dziedzinie.

To właśnie zrobiliśmy.

Stopniowo te modele
stawały się coraz lepsze,

lepsze i lepsze.

CA: Przypisuje ci się stworzenie
w Renaissance czegoś znaczącego,

stworzenia kultury - grupy ludzi,

którzy nie byli tylko najemnikami
skuszonymi pieniędzmi.

Ich motywacją było wykorzystywanie
ekscytującej matematyki oraz nauki.

JS: Miałem nadzieję, że to prawda.

Pieniądze jednak też grały rolę.

CA: Zarobili dużo pieniędzy.

JS: Nie twierdzę,
że nikt nie przyszedł dla kasy.

Myślę, że wielu przyszło z tego powodu,

ale też dlatego, że to była zabawa.

CA: Jaką rolę w tym odegrało
uczenie maszynowe?

JS: W pewnym sensie to,
co zrobiliśmy, to uczenie maszynowe.

Patrzysz na dane, symulujesz
różne przewidywalne schematy,

aż będziesz w tym coraz lepszy.

Ta metoda niekoniecznie
uczy się na swoich błędach.

Ale działała.

CA: Różne przewidywalne schematy
mogą być naprawdę nieprzewidywalne.

Mierzyliście wszystko, prawda?

Patrzyliście na pogodę,
długość sukienek i nastroje polityczne.

JS: Długości sukienek nie próbowaliśmy.

CA: Jakiego rodzaju rzeczy mierzyliście?

JS: Właściwie wszystko.

Wszystko to woda na młyn,
za wyjątkiem spódnic.

Pogoda, raporty roczne,

kwartalne, dane historyczne,
różne woluminy, co tylko chcesz.

Co się da.

Zbieramy terabajty danych dziennie.

Magazynujemy je, porządkujemy
i przygotowujemy do analizy,

Szukamy anomalii.

Jak powiedziałeś,

hipoteza efektywnego rynku jest błędna.

CA: Każda anomalia jednak
może być tylko losową sprawą.

Sekret tkwi więc wyłącznie
w szukaniu zwielokrotnionej anomalii

i czekaniu na wyrównanie?

JS: Każda anomalia może być przypadkowa,

ale jeśli masz wystarczająco
dużo danych, można to sprawdzić.

Można szukać anomalii,
które trwają dostatecznie długo.

Prawdopodobieństwo ich
przypadkowości nie jest duże.

Jednak po pewnym czasie znikają,
anomalie mogą zniknąć.

Trzeba pilnować interesu.

CA: Wielu ludzi patrzy
na rynek funduszy hedgingowych

i są w pewien sposób... zszokowani tym,

jak wiele bogactwa tam się tworzy

i ile talentu jest w to włożone.

Czy masz jakieś obawy dotyczące branży,

być może całego przemysłu finansowego?

Czy to nie pociąg-widmo,

który zwiększa nierówności?

Co masz na obronę tego, co dzieje się
w przemyśle funduszy hedgingowych?

JS: Sądzę, że przez ostatnie 3 - 4 lata

fundusze nie radziły sobie najlepiej.

Nam poszło świetnie,

ale cała branża hedgingowa
nie radzi sobie tak dobrze.

Giełda była na fali,
każdy widział, jak wzrastała,

a wskaźnik ceny do zysku rósł.

Strasznie dużo bogactwa
powstałego przez ostatnie 5 - 6 lat

nie powstało dzięki takim funduszom.

Ludzie pytają mnie:
"Co to jest fundusz hedgingowy?".

Odpowiadam: "Jeden i 20".

Dziś to "dwa i 20":

2% opłaty stałej i 20% zysków.

Każdy fundusz jest inny.

CA: Plotka głosi, że pobierasz
troszkę większe opłaty.

JS: W tamtym czasie pobieraliśmy
najwyższe opłaty na świecie.

Pobieraliśmy pięć i 44.

CA: Pięć i 44.

5% opłaty stałej i 44% zysków.

Inwestorzy wciąż spektakularnie zarabiają.

JS: Mamy dobre wyniki, to prawda.

Ludzie wściekają się
na tak wysokie opłaty.

"Zawsze możecie się wycofać".

Na co oni: "Jak mogę kupić więcej?".

(Śmiech)

Chyba mówiłem, że w pewnym momencie

wykupiliśmy wszystkich inwestorów,
bo było nas na to stać.

CA: Czy należy bać się o rynek
funduszy hedgingowych,

który przyciąga wielu utalentowanych ludzi
i najlepszych światowych matematyków

do pracy nad tym, zamiast na rzecz
innych światowych problemów?

JS: To nie tylko matematycy.

Zatrudniamy astronomów,
fizyków i różnych takich.

Nie sądzę, że trzeba się tym przejmować.

To cały czas mała branża.

Tak naprawdę włączenie
nauki w świat inwestycji

ulepszyło nasz świat.

Ograniczyło niestabilność
i zwiększyło płynność.

Spready są mniejsze, bo ludzie
zaczęli kupować tego typu rzeczy.

Nie boję się,
że jakiś Einstein założy fundusz.

CA: Na obecnym etapie życia
zajmujesz się głównie inwestowaniem,

ale na drugim końcu łańcucha dostaw

wspierasz matematyków w całej Ameryce.

To twoja żona, Marilyn.

Pracujecie razem w filantropii.

Odpowiedz mi o tym.

JS: Marilyn stworzyła...

Tu widać ją na górze, to moja piękna żona.

Stworzyła fundację jakieś 20 lat temu.

Sądzę, że w 1994 roku.

Obstawiam rok 1993, ona 1994.

W każdym razie w którymś z tych dwóch.

(Śmiech)

Uruchomiliśmy fundację jako wygodny sposób
na przekazywanie funduszy charytatywnych.

Żona robiła buchalterię.

Z początku nie mieliśmy pomysłu,
ale stopniowo się pojawił:

skupiliśmy się na matematyce i fizyce,
na badaniach podstawowych.

To robiliśmy.

Sześć lat temu opuściłem Renaissance
i rozpocząłem pracę w fundacji.

Tym się zajmujemy.

CA: "Matematyka dla Ameryki"
zasadniczo inwestuje

w nauczycieli matematyki z całego kraju,

dając im dodatkowe dochody,
wsparcie i trening.

Próbuje stworzyć skuteczniejsze nauczanie

stworzyć powołanie,
do którego warto aspirować.

JS: Zamiast wytykać złych nauczycieli,

co powoduje problemy moralne
w całej społeczności pedagogicznej,

szczególnie w naukach ścisłych,

skupiamy się na wspieraniu dobrych
i nadawaniu im statusu.

Tak, dajemy im pieniądze,
15 000 dolarów rocznie.

Mamy 800 nauczycieli nauk ścisłych
w publicznych szkołach Nowego Jorku,

którzy są częścią programu.

Morale jest wspaniałe.

Zostają w szkołach.

Za rok będzie ich tysiąc, czyli 10%

wszystkich nauczycieli nauk ścisłych
w publicznych szkołach Nowego Jorku.

(Brawa)

CA: Jim, oto inny projekt,
który wspierasz jako filantrop,

badanie początków życia.

Co tu widzimy?

JS: Odpowiem za chwilę.

Wtedy powiem ci, co widzimy.

Początki życia to fascynujące zagadnienie.

Skąd się wzięliśmy.

Mamy dwa pytania.

Pierwsze to droga od geologii do biologii,

jak tu doszliśmy?

Kolejne brzmi: od czego zaczynaliśmy?

Czy z czymś po drodze pracowaliśmy?

To są dwa bardzo interesujące pytania.

Pierwsze pytanie to kręta ścieżka
od geologii do RNA

lub czegoś podobnego
- jak to wszystko działa.

I drugie, jaki był materiał wyjściowy.

Było tego więcej, niż nam się wydaje.

Na tym zdjęciu widać
formowanie się gwiazdy.

Każdego roku na Drodze Mlecznej,
która zawiera 100 miliardów gwiazd,

tworzą się dwie nowe.

Nie wiem jak, ale się tworzą.

Osadzenie zajmuje im około miliona lat.

W stanie ustalonym

mamy około dwa miliona gwiazd,
które cały czas się formują.

Ta jeszcze się osadza.

Wokół niej krążą te śmiecie,

kurz i reszta.

To prawdopodobnie stworzy
system słoneczny.

Chodzi o to,

że w kurzu okalającym
formującą się gwiazdę

znaleziono niedawno
znaczące cząstki organiczne.

Molekuły nie tylko takie jak metan,
ale i formaldehyd, i cyjanek

- elementy będące cegiełkami,
czy nasionami życia.

To może być typowe.

To może być typowe,
że planety w całym Wszechświecie

zaczynają z paroma
podstawowymi cegiełkami.

Czy to oznacza,
że tam wszędzie będzie życie?

Być może.

Pytanie brzmi jednak,
ja kręta jest ścieżka

od delikatnych nasion do życia.

Większość z tych nasion
spadnie na planety-nieużytki.

CA: Dla ciebie, osobiście,

znalezienie odpowiedzi
na pytanie, skąd pochodzimy

i jak to wszystko się stało
- coś takiego chciałbyś zobaczyć.

JS: Chciałbym to zobaczyć.

Chciałbym wiedzieć,

czy ta ścieżka jest
na tyle kręta i nieprawdopodobna,

że niezależnie od miejsca startu,
możemy być osobliwością.

Ale z drugiej strony,

biorąc pod uwagę organiczy kurz,
który lata sobie wokół,

możemy mieć tam gdzieś wielu przyjaciół.

Dobrze byłoby wiedzieć.

CA: Kilka lat temu rozmawiałem
z Elonem Muskiem.

Zapytałem go o sekret sukcesu,

a on odparł, że było to
branie fizyki na poważnie.

Słuchając ciebie, widzę,
że wziąłeś matematykę na poważnie,

wpłynęła ona na całe twoje życie.

Dała ci ogromny majątek
i pozwala ci aktualnie inwestować

w przyszłość tysięcy dzieci
w całej Ameryce i poza nią.

Czy to możliwe, że nauka naprawdę działa?

Czy matematyka naprawdę działa?

JS: Matematyka na pewno działa.

Ale to była zabawa.

Praca z Marilyn i rozdawanie
było bardzo przyjemne.

CA: To dla mnie inspirująca myśl,

branie wiedzy na poważnie
może przynieść zdecydowanie więcej.

Dziękuję więc za twoje życie
i przyjście tutaj, na scenę TED.

Dziękuję.

Jim Simons!

(Brawa)