Диета хакера

Дие́та ха́кера (автор — программист и предприниматель Джон Уокер) основана на принципе обратной связи. Принципы отрицательной обратной связи (ООС) были «открыты» механиками и инженерами для управления работой машин. Под ООС понимается «об­рат­ное воз­дей­ст­вие ре­зуль­та­тов какого-либо про­цес­са на его про­те­ка­ние в сис­те­мах различной при­ро­ды или воз­дей­ст­вие уп­рав­ляе­мо­го про­цес­са на уп­рав­ляю­щий ор­ган. Обратная связь осу­ще­ст­в­ля­ет­ся ли­бо с по­мо­щью внеш­ней це­пи, ли­бо за счёт внутреннего уст­рой­ст­ва сис­те­мы».

Один из наиболее известных регуляторов подобного рода — центробежный регулятор поддержания постоянства скорости вращения паровой машины Джеймса Уатта (1788 год). Заметив связь между питанием и наличием избыточного веса (избыточное питание округляло формы, недостаточное приводило к похудению и истощению), диетологи выработали ряд диетологических систем, позволявших нормализовать массу тела (вес) на основе регулирования своего питания, введя характеристики, позволяющие оценить рацион питания с количественной стороны. Стройная система характеристики питания через его энергетическую ценность была выработана американским физиологом Уилбуром Этуотером на основе подсчета калорийности макрокомпонентов пищи и рациона в целом.

Система Этуотера

Уилбур Этуотер (1844-1907) установил энергетическую ценность 3 макрокомпонентов пищи (белков, жиров и углеводов), а позднее и этилового спирта (алкоголя) путем сжигания продуктов известного состава в калориметрической бомбе.

Данные Этуотера по калорийности компонентов питания

Макрокомпонент	Калорийность, ккал/г
Белки	4
Жиры	9
Углеводы	4
Алкоголь	7

Система позволяла оценить энергетическую ценность любого набора продуктов питания на основе единицы измерения энергетической ценности — килокалории (в настоящее время рекомендуемой к замене на килоджоули).

Формула Харриса-Бенедикта

В 1918 году американскими учеными Харрисом и Бенедиктом было проведено исследование, установившее ожидаемый уровень основного обмена (УОО) человека в зависимости от его антропометрических данных:

• массы тела в килограммах;
• возраста в годах;
• пола,

и предложены соответствующие формулы, отдельно для мужчин и женщин:

для мужчин $BM=66{,}5+13{,}7M+5{,}0H-6{,}8A$;

для женщин $BM=665+9{,}5M+1{,}8H-4{,}7A$,

где BM — уровень основного обмена, ккал; M — масса тела, кг; H — рост, см; A — возраст, лет.

Отсюда оставался один шаг до появления брошюры американского врача Лулу Хант Петерс «Диеты и здоровье с ключом к подсчету калорий», в которой рекомендовалось для похудения питаться с дефицитом калорий, а после нормализации массы тела питаться с калорийностью, достаточной для поддержания достигнутого веса.

Но формула основного обмена Харриса-Бенедикта была верна в среднем, индивидуальные отклонения могли достигать десятков процентов, и питание «по расчету» теряло смысл. Единожды определённый УОО изменялся под воздействием множества факторов — условий окружения (температуры), стресса, приема медикаментов и пр. К этому добавлялись с трудом учитываемая физическая активность, зависящая от рода профессиональной деятельности занятий и дополнительных занятий спортом (физкультурой, фитнесом).

Похудение с отрицательной обратной связью

Оставался единственный путь рационального и безопасного похудения — начать худеть, а через некоторое время внести коррективы по результатам, через некоторое время вновь оценить результат, ввести очередную коррекцию и т. д.

Описанный выше метод предполагает введение отрицательной обратной связи по динамике веса — результат похудения следует сравнивать с заранее заданным, и при слишком интенсивном похудении увеличивать калорийность рациона питания, а при недостаточно интенсивном похудении или даже прибавке веса — урезать рацион. Принципы просты, дело оставалось за тем, что кто-то должен был привлечь к ним внимание и их описать.

Уже в рамках известного Миннесотского голодного эксперимента (1944/45 годы, долгосрочное контролируемое исследование эффектов недоедания), руководитель проекта, американский физиолог доктор Ансель Бенджамин Кис, добивался похудения всех 32 участников эксперимента ровно на 24 % за строго отведенное время (6 месяцев), регулируя калорийность рациона питания индивидуально для каждого участника.

Во время периода голодания испытуемые получали два приема пищи в день, призванные вызвать одинаковый уровень пищевого стресса для каждого участника. Поскольку каждый субъект обладал различными метаболическими характеристиками, рацион каждого мужчины корректировался на протяжении всего периода голодания, чтобы обеспечить примерно 25% -ную общую потерю веса за 24-недельный период. ... Если испытуемый действительно отклонился от своей кривой в любую данную неделю, его потребление калорий на следующей неделе было бы скорректировано путем изменения количества хлеба и картофеля, чтобы вернуть его к кривой; однако требуемые корректировки обычно были незначительными.https://ru.abcdef.wiki/wiki/Minnesota_Starvation_Experiment

Следующая известная попытка регулирования своего веса путем введения отрицательной обратной связи принадлежит американскому программисту и основателю компании Autodesk (AutoCad) Джону Уокеру.

Система Джона Уокера — Диета хакера

Успешный предприниматель Джон Уокер (1949-2024) озаботился своим весом в 98 кг, и решил похудеть. Худел Уокер с января по ноябрь 1982 года, до окончательного веса 66 кг. Таким образом, за 10 месяцев было сброшено 32 кг.

Уокер был знаком с принципами теории автоматического управления (разрабатывавшимися с 1930-х и 1950-х гг.), и худел по принципам этой теории, изложив позднее (в 1993 году) историю своего похудения в электронной книге «Диета хакера. Как похудеть и облысеть посредством стресса и скудного питания» . Считается, что подзаголовок книги шутливый, но в нём больше жизненной правды, чем шутки. Похудеть от скудного питания (что само по себе уже стресс) не мудрено, гораздо больше усилий необходимо затратить, чтобы похудеть без стресса, полноценно питаясь. 

Выделение полезного сигнала из шума

Подход Уокера к проблеме похудения оказался чисто инженерным — отмечаемый на весах вес человека предполагается «зашумленным» или искажённым случайным образом, в основном за счет изменения водно-солевого баланса и компонентного состава рациона питания (даже при соблюдении единой калорийности). В технике проблема выделения из зашумленного сигнала полезной составляющей решается фильтрацией сигнала (пропусканием его через фильтр), и накоплением.

В Диете хакера накопление сигнала осуществляется путем внесения коррекции в калорийность один раз в месяц, а в качестве фильтра Уокер предлагает воспользоваться инструментами, знакомыми каждому финансовому трейдеру, отслеживающему курсы валютных пар и ценных бумаг. Реальный курс бумаг, фиксируемый совершаемыми сделками, сглаживается по методу скользящих средних, что позволяет выявить тенденцию изменения курса, или тренд.

А далее все оказывается простым — по кривой тренда оценивалось изменение веса за истекший период, сравнивалось с заданным (желаемым), и в зависимости от знака и величины отклонения вносилась коррекция. Уокер советовал фиксировать по сглаженному скользящей средней графику веса изменение веса один раз в месяц, и корректировать калорийность исходя из известного к тому времени положения, что изменению веса на 1 американский фунт (около 454 грамма) соответствует изменение калорийности на 3500 ккал (Правило Вишновского).

В книге Уокер приводит пример, что если требуется увеличить ежедневную калорийность на 560 ккал, её следует разбить на 4 еженедельные прибавки в калорийности на 140 ккал, чтобы через месяц вновь ввести коррекцию, уже по новым результатам. Все вычисления Уокер предлагал выполнять вручную либо в электронных таблицах Microsoft Excel; в дальнейшем появились сайты, помогающие проводить необходимые для похудения или удержания веса вычисления .

Уокер не учел физиологии человека

Система Уокера оказалась работоспособной, но автор не учел ряд моментов, связанных с физиологией человека. Правило Вишновского стало подвергаться сомнению с момента своего обнародования. Не уточнен также вопрос, на сколько фунтов (или килограммов) в месяц допустимо худеть, на что накладывается ограничение, обусловленное адаптивным термогенезом. Вызывает сомнение целесообразность корректирования калорийности 1 раз в месяц. Месяц — слишком длительный период, чтобы подвергать себя риску избыточного или недостаточного питания весь этот период, до очередной коррекции. Общепринятый период коррекции — одна неделя, что реализовано в диетической системе «Минус фунт».

Выводы

Резюмируя, можно сказать, что «Диета хакера» Джона Уокера привлекла внимание к принципам оптимального управления своим весом, с внесением в последующем изменений в принципы отслеживания своего веса, очистку «полезного сигнала» от «шума», и уточнения допустимого темпа похудения с более частой, чем ежемесячной, коррекцией калорийности рациона питания.

• 

  Джеймс Уатт (1736-1819).

• 

  Лулу Хант Петерс (1873-1930).

• 

  Уилбур Этуотер (1844-1907).

• 

  Ансель Кис (1904 – 2004).

Литература

Поляков К. Ю. ТЕОРИЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ДЛЯ «ЧАЙНИКОВ». — СПб, 2008. 

Примечания

Данная статья имеет статус «готовой». Это не говорит о качестве статьи, однако в ней уже в достаточной степени раскрыта основная тема. Если вы хотите улучшить статью — правьте смело!