Футболоматика - Дэвид Самптер

В этой книге объясняются важные модели с помощью слов, компьютерных симуляций и изображений. Вместо того чтобы заполнять страницы непонятными символами, я приведу осмысленные расчеты, которые показывают внутреннюю работу футбольной команды. Вам не нужно раскапывать свой графический калькулятор. Я буду использовать свой ноутбук для обработки больших массивов данных за матч. Нам также понадобится наша верная доска, она будет использоваться для набросков схем и создания интуитивно понятных изображений. Я не предполагаю глубокого знания математики, но для тех, кто хочет узнать больше, я включил детали в замечания и пояснения. Я покажу, что создание математических моделей – это ви́дение закономерности и формирование аналогии. К концу книги вы будете способны найти математику везде.

Я не предполагаю, что у вас есть глубокие познания в футболе. И также с самого начала буду честен с вами. Хоть я и гарантирую вам, что эта книга даст вам новый взгляд на футбол, я знаю свои недостатки: я не всемирно известный тренер, а всего лишь достаточно известный академик. Прежде чем начать заниматься исследованиями для книги, я был обычным британским мужчиной. Я смотрю футбол, читаю о нем, играю в футбол с друзьями и провожу свободное время, тренируя команду (очень талантливую) 10-летних ребят. Друзья, которые видели мою игру, будут смеяться очень долго, когда узнают, что я написал книгу на эту тему.

Вместо того чтобы притворяться экспертом, я предлагаю другую точку зрения. Математики и экономисты уже пробовали себя в работах о футболе – правда, очень поверхностно. Они доказывали, что команда станет забивать больше голов, изменив способ подачи угловых или вбрасывания из аута. Ведущим мировым игрокам они советуют, как бить пенальти. Они приводят статистические аргументы в пользу того, почему Англия выиграет следующий чемпионат мира или почему не сможет сделать этого никогда. Некоторые из этих математически обоснованных предложений имеют смысл, другие – нет. Я рассмотрю эти утверждения, попытаюсь их проанализировать и создать собственные аргументы, основанные на моделировании.

То же относится и к футболу по телевизору. Студии теперь оснащены передовыми технологиями для показа и анализа основных моментов и тактики. Теперь вопрос для нас, зрителей: какую полезную информацию предоставляют все эти визуализации? Анимация расположения игроков может выглядеть хорошо, когда рядом стоит Джейми Каррагер. Но ведь он разбирается в футболе – в отличие от программиста, создавшего графику. Когда мы видим новые способы отображения данных, мы должны быть осторожны, чтобы не путать представление с содержанием.

Эта перегрузка данными и статистикой присуща не только футболу. Математика используется для решения всех научных и общественных проблем. Цены на жилье, планирование проектов, друзья в Facebook, вирусный маркетинг, искусственный интеллект, онлайн-покер, экономический рост, генная инженерия, вычислительная биология, план действий на случай чрезвычайной ситуации, а также большая часть остальной современной жизни подвержены влиянию математики. Поэтому, даже если вы не особенно заинтересованы в том, чтобы наблюдать за двадцатью двумя людьми, которые пинают мяч по полю, вы не сможете остаться вне мира математики. Вам нужно понять, как работает прикладная математика и как думаем мы, математики.

Футбол предлагает способ понять связь между математикой и современным миром. В «Футболоматике» речь идет о том, как аналогия используется для понимания науки, общества и футбола. Поэтому забудьте скучные правила с синусами и косинусами – я покажу вам, что суть математического моделирования заключается в умении мыслить свободно и широко. Мы начнем на поле, затем перейдем к тренерской скамейке и, наконец, окажемся в толпе, пытаясь перехитрить онлайн-букмекеров. Мы собираемся отправиться в математическое приключение по этой прекрасной игре.

Часть I
На поле

Глава 1
Я никогда ничего не предсказывал и никогда не буду впредь

Полузащитник сборной Англии Пол Гаскойн однажды сказал: «Я никогда ничего не предсказывал и никогда не буду впредь».

Для меня это утверждение настолько же гениально, как и его гол в ворота шотландцев на Евро-96. В десяти словах он показывает, почему предсказания неизбежны, хотя и ненадежны: после пяти слов он заблуждался относительно прошлого и настоящего, а после следующих пяти – еще и будущего. Но, несмотря на то что он ошибался, есть в словах Газзы глубокая мысль: во всем есть закономерности.

Есть закономерности в том, как долго мы добираемся на работу в утренний час пик. Есть закономерности в сетях наших друзей и в том, как часто мы с ними встречаемся. Закономерности есть и в том, что мы едим на ужин и что покупаем в супермаркете.

И конечно же закономерности присутствуют в футболе.

Сложность заключается в том, чтобы обнаружить и понять эти закономерности. Как только мы это сделаем, то сможем начать прогнозировать.

Случайный настольный футбол

Мое увлечение закономерностями берет начало с огромной оранжевой книги в твердом переплете, в которой было полным-полно статистических данных по футболу. Эту книгу я получил на Рождество, когда мне было восемь. Я мог часами сидеть, изучая страницы с цифрами. Я обожал таблицы, в которых названия команд шли сверху и в колонке слева, а в ячейках указывались результаты матчей между ними. Я изучал таблицу, подсчитывая все голы и отыскивая необычные результаты. 4:3 был моим любимым, 5:2 тоже был неплохим.

В настоящее время у меня нет столько времени, чтобы читать футбольные альманахи. К счастью, поиск нужных результатов и таблиц в Интернете занимает считаные секунды. Если вы это сделаете, то почувствуете непредсказуемость, о которой говорил Гаскойн. Сезон Премьер-лиги-2012/13 был очень хорош – в нем хватало захватывающих матчей и неожиданных результатов. «Ливерпуль» дважды выиграл со счетом 5:0 и еще один раз 6:0, но не смог квалифицироваться в еврокубки. Закончился же он выходом на пенсию Алекса Фергюсона, короля неожиданных поворотов судьбы на последних минутах. Его последняя игра у руля «Манчестер Юнайтед» не стала исключением: ничья 5:5, в которой «Вест Бромвич Альбион» забил три гола в последние 10 минут. «Футбол, черт возьми!» – как сказал однажды Ферги.

Эти результаты – захватывающие исключения, самые запоминающиеся матчи сезона. Было также довольно много скучных нулевых ничьих, о которых забыли фанаты, но не статистика. Если мы хотим понять основную закономерность, мы должны включить и эти матчи в наш анализ. Рисунок 1.1 – гистограмма количества голов во всех матчах Премьер-лиги в сезоне-2012/13. Среднее количество забитых мячей составило чуть меньше трех за матч – точнее, 2,79.

Рисунок 1.1. Гистограмма количества голов, забитых в сезоне-2012/13 английской Премьер-лиги.

Гистограмма показывает, как часто встречаются те или иные результаты матчей. Всего было тридцать пять безголевых ничьих, что можно увидеть на первом столбце нашей гистограммы. Последний матч Фергюсона в том сезоне был одним из двух, которые закончились с десятью забитыми голами, – это можно увидеть справа. Наиболее популярным количеством забитых голов в матче было три, и в большинстве этих игр финальный счет был 2:1. Закономерность начинает проявляться. Следующий шаг – посмотреть, можем ли мы понять, откуда эта закономерность появилась. Для этого нам нужна математическая модель.