Думай «почему?». Причина и следствие как ключ к мышлению - читать онлайн книгу. Автор: Джудиа Перл, Дана Маккензи cтр.№ 81

Поскольку FAR определяется исключительно на основе данных, у этого показателя не обязательно есть причинное значение. Но оказывается, что при двух умеренных причинно-следственных допущениях она идентична вероятности необходимости. Во-первых, мы должны допустить, что воздействие (парниковые газы) и результат (жаркая погода) не осложняют друг друга — у них нет общей причины. Это весьма рационально, ведь, насколько нам известно, на выброс парниковых газов влияем только мы сами. Во-вторых, нужно допустить монотонность. Мы кратко обсудили это допущение в предыдущей главе; в нынешнем контексте оно означает, что воздействие никогда не дает эффекта, противоположного ожидаемому, т. е. парниковые газы никогда не защитят нас от аномальной жары.

В отсутствие осложнителей и защиты FAR поднимается с первого уровня на третий уровень Лестницы Причинности, где становится PN. Но Аллен не знал причинной интерпретации FAR (вероятно, она не слишком популярна у метеорологов), и это заставило его представить результаты в достаточно туманных выражениях.

Но какие же данные мы можем использовать для оценки FAR (или PN)? Мы наблюдали только одну погодную аномалию такого рода. Мы не в состоянии провести контролируемый эксперимент, потому что для этого нужно проконтролировать уровень углекислого газа, будто щелкая выключателем. К счастью, у климатологов есть секретное оружие: они способны провести эксперимент in silico — компьютерное моделирование.

Аллен и Стотт из британской метеорологической службы взяли на себя эту задачу и в 2004 году стали первыми учеными-климатологами, которые решились сформулировать причинно-следственную связь для отдельного погодного явления. Удалось ли это? Судите сами. Вот что они написали: «Весьма вероятно, что более половины риска температурных аномалий в Европе, превышающих пороговое значение в 1,6 °C, связано с влиянием человека».

Хотя я высоко ценю храбрость Аллена и Стотта, мне жаль, что их важная находка была похоронена в дебрях непонятного языка. Я попробую разобрать это утверждение, а затем попытаюсь понять, почему они выразили его так запутанно. Во-первых, «температурные аномалии, превышающие пороговое значение 1,6 °C» — это их способ определить результат. Они выбрали этот порог, потому что средняя температура в Европе тем летом была более чем на 1,6 °C выше нормы, чего раньше не было за всю историю наблюдений. Их выбор уравновесил конкурирующие цели: остановиться на результате, достаточно экстремальном, чтобы уловить эффект от глобального потепления, но не слишком привязанном к конкретике 2003 года. Чтобы не использовать, например, среднюю температуру в августе во Франции, они взяли более широкий критерий средней температуры в Европе за все лето.

Во-вторых, что они имели в виду под «весьма вероятно» и «половиной риска»? С математической точки зрения Аллен и Стотт хотели сказать следующее: вероятность, что FAR превысила 50 %, составляет 90 %. Или, другими словами, есть 90 %-ная вероятность того, что летняя погода, как в 2003 году, будет наступать более чем в два раза чаще при нынешнем уровне углекислого газа по сравнению с доиндустриальным уровнем. Обратите внимание, что здесь есть два уровня вероятности: мы говорим о вероятности вероятности! Неудивительно, что от таких утверждений у нас вскипает мозг и плывет перед глазами. Причина удвоенной атаки в том, что на летнюю жару влияют два вида неопределенности. Первая связана с масштабом долгосрочных климатических изменений. Ей соответствуют 90 % вероятности. Но, даже если масштабы долгосрочных климатических изменений известны точно, есть неопределенность в отношении погоды в любой конкретный год. Именно эта переменчивость заложена в 50 %-ную долю приписываемого риска.

Таким образом, мы должны признать, что Аллен и Стотт пытались донести сложную идею. Тем не менее в их заключении отсутствует одна вещь: причинность. Там нет даже намека на причинно-следственную связь или, быть может, только намек и есть — в туманной фразе «можно отнести к человеческому влиянию».

Теперь сравните это с причинной версией того же вывода: «Вероятно, выбросы CO₂ были необходимой причиной аномальной жары 2003 года». Какое предложение, их или наше, вы сможете вспомнить завтра? А какое могли бы объяснить соседу?

Я не эксперт по изменению климата, поэтому взял этот пример у одного из моих соратников Алексиса Ханнарта из Франко-аргентинского института изучения климата и его эффектов в Буэнос-Айресе. Ханнарт — приверженец причинно-следственного анализа. в климатологии. Ханнарт изобразил график причинности на рис. 54. Поскольку парниковые газы — узел верхнего уровня в климатической модели и к нему не ведут стрелки, он утверждает, что по ним и климатической реакции нет никаких осложнений. Подобным образом он ручается за допущение об отсутствии защиты (т. е. парниковые газы не могут защитить нас от аномальной жары).

Ханнарт идет дальше Аллена и Стотта и использует наши формулы для вычисления вероятности достаточности (PS) и необходимости (PN). В случае с аномальной жарой в Европе в 2003 году он обнаружил, что PS была чрезвычайно низкой, около 0,007 2, а значит, было невозможно предсказать эту аномалию в том конкретном году. В свою очередь, вероятность необходимости PN составила 0,9, что согласуется с результатами Аллена и Стотта. Это означает, что, весьма вероятно, без парниковых газов жары не было бы.

Очевидно низкое значение PS следует рассматривать в более широком контексте. Мы не просто хотим знать вероятность аномальной жары в этом году; мы хотели бы знать вероятность ее повторения в течение более длительного периода времени, скажем в следующие 10 или 50 лет. С увеличением временных рамок PN уменьшается, поскольку в действие вступают другие возможные механизмы возникновения аномальной жары. Тем не менее PS увеличивается, потому что, по сути, возрастает риск самого неблагоприятного сценария. Согласно вычислениям Ханнарта, существует 80 %-ная вероятность того, что климатические изменения вызовут такую же (или более сильную) жару в Европе, как в 2003 году, в течение 200-летнего периода. Возможно, это звучит не слишком пугающе, но речь идет о нынешней концентрации парниковых газов в атмосфере. В действительности уровень CO₂ будет расти и дальше, отчего увеличится PS и сократится промежуток времени до новой жары.

Рис. 62. Диаграмма причинности для примера с климатическими изменениями

Могут ли обычные люди научиться улавливать разницу между необходимыми и достаточными причинами? Это непростой вопрос. Даже ученые иногда сталкиваются с трудностями. Например, об аномальных температурах в России в 2010 году, когда выдалось самое жаркое лето за всю историю наблюдений и торфяные пожары омрачили небо над Москвой, вышло два исследования с противоположными выводами. Одна группа решила, что жара была вызвана естественными колебаниями температур, другая — что причиной стало изменение климата. По всей видимости, разночтения возникли из-за того, что группы по-разному определили результат. Первая, по-видимому, строила аргументы на основе PN и получила высокую вероятность причины в климатических изменениях. Вторая использовала PS и получила низкую вероятность. Вторая группа приписала жару постоянному высокому давлению над Россией — что кажется мне достаточной причиной — и обнаружила, что парниковые газы практически не связаны с этим явлением. Но любое исследование, использующее PS в качестве показателя за короткий период, устанавливает высокую планку для всех, кто пытается доказать причинно-следственные связи.