В погоне за красотой. Приключения пятого постулата Евклида
- -
- 100%
- +
Мир состоит из атомов и пустоты. Атомы едины и неделимы. Они просты и качественно неизменны. Атомы не поддаются никаким воздействиям, не возникают и не уничтожаются. Между атомами существуют первоначальные отличия, которые и определяют различные свойства всех вещей.
То, что мы сегодня понимаем под элементарными частицами, – объекты, мало похожие по своим свойствам на атомы Демокрита.
Они возникают и гибнут, они превращаются одна в другую, на них легко воздействовать – короче, надо признать, что в понятии элементарной частицы греки были несравненно логичней, чем физики XX века.
Есть авторитетное свидетельство самого Архимеда, позволяющее думать, что Демокрит был великолепным геометром. Как будто именно он вычислил объем конуса и пирамиды. Это блестящий результат, но подробности, увы, почти неизвестны. Тем не менее среди предтеч интегрального исчисления первым, видимо, надо считать Демокрита.
Дело еще в том, что едва ли не основной наш источник – книга Прокла Диадоха. А поскольку Прокл был последователь Платона, всех его научных противников он либо вообще не упоминает, либо очень скупо цедит отрывочные сведения.
Естественно, Демокрит, как враг № 1, был изгнан из истории в первую очередь.
Точно так же мы почти ничего не узнали о геометрических работах замечательного философа, одного из первых материалистов, Анаксагора. Известно лишь, что в темнице, где ему пришлось-таки сидеть за свои взгляды, он исследовал проблему квадратуры круга. А философские идеи его стоит помянуть добрым словом.
Впрочем, лучше всех это сделает Платон. В одном из его сочинений в диалоге жителя Афин (рупор самого Платона) и спартанца так расправляется он с Анаксагором.
Афинянин: «Когда мы, стремясь получить доказательства существования богов, ссылаемся на Солнце, Луну, звезды и Землю как на божественные существа, то ученики этих новых мудрецов возражают нам, что всё это ведь только земля и камни и они (то есть камни. – Прим. В. С.) совершенно не в состоянии заботиться о людских делах».
Как видите, Анаксагор и его ученики просто порождение мрачного Тартара.
Спартанец молниеносно распознает ересь и возмущенно восклицает: «Какой же вред для семьи и государства проистекает от таких настроений у молодежи!»
Вот так и дискутировал Платон.
Я бы очень хотел, чтобы открылось, что его заслуги в развитии геометрии сильно раздуты.
Но на сей день надо признать: школа его дала ряд блестящих математиков, а первое упоминание об аксиоматическом методе мы находим у него.
В общем уже в IV–III веках до н. э. геометрия – вполне оформившаяся наука.
Есть традиции, есть детально разработанные методы решения задач, есть крупные достижения, есть уже несколько учебников, есть научные школы.
Рассказать здесь обо всех геометрах доевклидового периода и об их работах, естественно, невозможно.
Для солидности я приведу список крупнейших математиков доевклидовых времен с единственной целью – продемонстрировать, сколь внушителен этот реестр.
Фалес Милетский, Анаксимандр, Америст, Мандри-ат, Эонипид, Анаксимен, Демокрит, Анаксагор, Пифагор, Гиппий, Архит, Гиппократ Хиосский (не путать с врачом), Антифон, Платон, Теэтет, Евдокс Книдский (оба последних – крупнейшие фигуры. Особенно Евдокс (400–337 гг. до н. э.) – по совместительству еще астроном, врач, оратор, философ, географ).
Менехм, Леодат, Дейнострат, Аристай, Евдем, Теофраст, Леон, Тевдий… и еще десятка два имен.
А также Аристотель.
Аристотель, бесспорно, один из величайших ученых в истории человечества.
Правда, в итоге вред, принесенный его трудами, чуть ли не перевешивает пользу. Сам Аристотель тут ни при чем, но в средние века, выхолощенные, очищенные от всего, что могло пробуждать научную мысль, работы его были, пожалуй, основным оружием реакции.
Но оценка его трудов – история особая. Единственно, что нужно здесь сказать, – геометрией он интересовался очень. Причем особое внимание уделял теории параллельных.
Более того, в этой области ему принадлежат два весьма важных утверждения. Правда, в его работах, дошедших до нас, их нет, но зато все последующие математики в один голос приписывают эти утверждения Аристотелю.
Забегая вперед, заметим, что самые остроумные доказательства пятого постулата Евклида основаны как раз на «принципе» Аристотеля. Что именно говорил Аристотель о свойствах параллельных, мы скажем позже.
А сейчас…
Глава 2
Евклид
Забудем о предтечах и начнем счет с Евклида.
Жил и работал он во время весьма любопытное.
В 323 году до и. э. то ли вследствие острой лихорадки, в результате ли неумеренного пьянства или просто от доброй порции яда отправился на свидание к отцу своему Зевсу царь царей земных, изрядно уже потрепанный, хотя сравнительно молодой, тридцатитрехлетний мужчина – Александр Македонский.
Полубога не успели даже подобающим образом проводить, как перешли к очередным делам.
Надо было делить империю. А она была невероятна. Всего лишь за десять лет были завоеваны страны, в сотни раз превосходящие маленькую полунищую Македонию.
Как и почему могло всё случиться, нас сейчас не очень волнует. Причин на то было много. Одна из них, как известно, та, что Александр Македонский был герой.
Так или иначе, но мир за десять лет стал другим. Видимые границы его расширились в четыре раза, а теперь предстояло переварить то, что было проглочено. Было ясно, что для одного – наследство непомерно. И отдавать всё малолетнему сыну Александра, появившемуся на свет через несколько месяцев после смерти папы, или же второму наследнику – слабоумному сводному брату Александра, – было просто смешно. Посему империю согласно растащили те любимые полководцы, которых Александр не успел казнить.
Они заключили вечный мир, поклялись в столь же вечной дружбе, порядком выпили на радостях, обменялись суровыми мужскими пожатиями на прощание, после чего, естественно, началась резня и междоусобица.
Время было веселое. Цари возникали как грибы после дождя и столь же быстро ликвидировались. Ни в чем (кроме происхождения) не повинных законных наследников придушили либо прирезали уже к началу второго десятилетия. А изводить людей в династических войнах продолжали с удвоенной энергией еще несколько десятков лет.
Так и начиналась интереснейшая эпоха эллинизма.
Во всей этой сваре более других повезло осмотрительному Птолемею, который при дележке отхватил себе Египет.
Он довольно успешно вмешивался в склоки диадохов (наследников), более или менее разумно попридерживал в родном уделе – Египте – своих отчаянных македонцев, мечами которых и держался. Не возражал против столь дорогого для местной элиты поклонения черным котам и крокодилам и сам стал богом в соответствии со служебным положением (как-никак фараон). Страну грабил, конечно, и грабил основательно. Но тут уж египтян удивить было трудно. Поощрял торговлю, немножко казнил недовольных, всячески холил бюрократический аппарат… и прижился-та-ки на берегах Нила, в городе, оригинально названном Александром, – Александрия.
Наследники его постепенно ассимилировались, а династия оказалась не только самой прочной и долговечной, но и прославилась еще тем, что, подарив миру Клеопатру, обеспечила сюжетом литературу на две тысячи лет.
И самый первый Птолемей I Сотер и все последующие Птолемеи славны тем, что были они покровители наук. Трудно сейчас сообразить, каковы были их мотивы, почему это вдруг науки так привлекли Птолемеев.
Может быть, это было некое интеллектуальное кокетство; возможно, пригревая математиков и философов, Птолемей I подражал Александру – как-никак Александр был ученик Аристотеля и ученых ценил (правда, в весьма своеобразных формах). Можно, наконец, допустить, что имелись в виду некие практические использования мудрецов. Впрочем, эта версия довольно сомнительна.
Оставив все психологические изыскания в стороне, отметим факты.
Александрия в Ш-П веке до н. э. превратилась в основной научный центр эллинистического мира. И наиглавнейшим научным институтом был знаменитый Александрийский музей со знаменитейшей Александрийской библиотекой. К несчастью, ее разоряли много раз, и в итоге все 70 тысяч свитков были сожжены в VII веке неким свирепым арабским халифом.
Впрочем, халифу, кажется, зря «шьют» это дело. Первым приложил руку великий Цезарь. Гай Юлий Цезарь – по совместительству неплохой прозаик, но главным образом полководец, политический демагог и отчаянный честолюбец.
Далее имеются весьма веские данные, позволяющие думать, что в основном тут потрудилась ранняя (и уж тогда весьма веротерпимая) христианская церковь, опередившая простоватого халифа лет на двести с лишним. Халифу же осталось лишь подчищать остатки. Так или иначе, но самое благое дело Птолемеев ждала неудачная судьба.
Всё-таки если уж и вспоминать Птолемеев добрым словом, то за их покровительство науке.
На счету истории человечества много царств. И еще больше царей. Возможно, историки проследят связь деяний того или иного сатрапа с последующей историей. Но непосредственно в живой памяти людей остается ничтожный процент из всего этого венценосного полчища. И то надо сказать, что редко память бывает хорошей.
В смысле приметливости больше всего удача улыбается головорезам и авантюристам типа Тамерлана либо Наполеона.
Однако прямая их роль в нашей сегодняшней жизни практически близка к нулю.
И поскольку я уж несколько завяз в лирических вариациях на древние-древние мотивы о бренности земных царств и всей славы их, я попытаюсь достойно закончить их довольно поучительной притчей.
За несколько десятков лет до вторжения испанцев в Мексику некий ацтекский вождь с абсолютно неудобопроизносимым для русского языка именем (обозначим его «X») объединил все племена в царство и в какой-то степени ликвидировал феодальную раздробленность. Естественно, предполагалось, что царство его и династия его будут благоденствовать долгие века. И сам «X» правил долго и счастливо.
Вскоре по Мексике прошли гангстеры Кортеса, и от ацтекской империи остались сейчас лишь затопленные джунглями развалины блестящих некогда городов. Но это лишь половина истории.
У царя (точнее, касика – сохраним колорит) «X», понятное дело, имелся гарем – «X» любил (и весьма) женщин.
Человек он был действительно незаурядный. Был он блестящий лирический поэт и, естественно, помимо своей непосредственной деятельности писал стихи для своих многочисленных жен. И песни его можно услышать в деревнях Мексики и в наши дни. И можно еще раз порадоваться, что истинные произведения искусства всегда оказываются долговечнее империй.
Стоило бы, пожалуй, всё же вспомнить имя поэта. Но, увы, я помню лишь, что оно очень сложно.
Итак, Птолемей I Сотер пригласил в Александрию Евклида. И там написал Евклид «Начала» – книгу для истории человечества, бесспорно, уникальную.
Снова должен я начать с традиционного уже признания. О самом Евклиде практически ничего не известно. Впрочем, пара апокрифов, конечно, имеется.
Рассказывают, что Птолемей поначалу сам захотел одолеть премудрости геометрии. Но довольно скоро обнаружил, что изучение математики – слишком тяжкое бремя для него, фараона. Тогда он призвал Евклида и попросил его, полагаю, как джентльмен джентльмена: «Нельзя ли постигнуть все тайны науки как-нибудь попроще?» На что Евклид гордо и невежливо ответил: «В геометрии нет царского пути». Остается неведомым, продолжал ли Птолемей занятия геометрией. Вероятней всего, он утешился в занятиях, более приличествующих царям (приемы, охота, пьянки и гарем).
Вторая история такова.
На этот раз изучать геометрию к Евклиду явился какой-то молодой прагматист. И первое, что спросил он: «Какова будет практическая польза от штудирования “Начал”?» Тогда Евклид, весьма и весьма задетый, призвал раба и сказал: «Дай ему грош, он ищет выгоды, а не знаний».
Надо, впрочем, сознаться, что обе истории столь традиционно характерны, учитывая представления греков о мудрецах и о математике, что особо доверять им не приходится.
Если первая новелла чрезвычайно симпатична и для людей нашего века, то вторая по меньшей мере стимулирует активные возражения. Но приходится учитывать, что греки мыслили… впрочем, я не берусь сказать, как именно мыслили греки. Боюсь, одни считали так, а другие этак. Мы знаем (точнее, думаем, что знаем), что они презирали всякое практическое применение математики, и вроде бы действительно в трудах философов тех веков (особенно у последователей Платона) находим этому подтверждения. И неоднократные. Всё это так. Всё это верно. Но самый гениальный математик древности – Архимед – был физик, причем экспериментатор, а не теоретик. Мало того. Он был еще и пер-вокласснейший военный инженер, потративший много лет и массу труда на создание из своего родного города – Сиракуз – практически неприступной крепости.
Конечно, Плутарх, как бы считая необходимым оправдать Архимеда, стыдливо объясняет, что всё это были, дескать, забавы – интеллектуальные игрушки для философа. Но не надо особой проницательности, чтобы сообразить: забавляясь, не спланируешь укрепленный район, снабженный притом оружием твоего же изобретения, – район, повторяю, абсолютно неприступный по тем временам. Кстати, позволю себе отвлечься, чтобы заметить: пример Архимеда прелестно показывает, что и в те далекие наивные времена физика и иные науки играли в войне едва ли меньшую роль, чем сейчас.
Ну, а каково же было истинное отношение в эллинистическом мире к практическому использованию математики, не слишком ясно.
Вообще иногда возникает невольное раздражение, когда встречаешь излишне категоричные суждения о той далекой эпохе. Слишком мало мы знаем, слишком обрывочны и случайны данные, чтобы уверенно судить о психике, нравах и обычаях людей тех времен. Впрочем, здесь я вступаю на очень скользкую дорожку и начинаю рассуждать о вещах, не очень мне знакомых. Но прежде чем мы вернемся к геометрии и Евклиду, я позволю себе лишь одно замечание, ибо самое соблазнительное – дилетантские разглагольствования.
При оценке древних очень часто конкурируют две крайние тенденции. Либо греки (эллинистический мир, в частности) предельно идеализируются, и сторонники этой версии горько сожалеют об упадке нравов за истекший период в 2500 лет и о невозвратно ушедших временах детства человечества, когда люди были чисты, наивны и бесхитростны. Эта линия почему-то весьма популярна у утонченной интеллигенции гуманитарного склада.
Сторонники другого творческого направления, грубо говоря, полагают, что достаточно научиться включать пылесос и телевизор, чтобы осознать свое полное моральное превосходство над представителями любой ранней цивилизации.
Так иногда рассуждают инженеры, военные и другие представители «точных» профессий (я надеюсь, мне простится, что физиков я не в силах был включить в список).
Как это и бывает обычно, защитники противоположных позиций, по существу, едины в полном нежелании сколько-нибудь серьезно разобраться в сути и целиком доверяют своим случайным субъективным впечатлениям.
Далее имеются сторонники «скептической школы», полагающие, что всегда, во все века люди были одинаковы и интеллект и моральные качества не успели измениться за какие-то жалкие 2,5 тысячи лет.
В общем-то для автора эта позиция наиболее приемлема, хотя по всему, что он – автор – читал, можно всё же полагать, что за эти самые 2,5 тысячи лет человечество медленно, но неизменно совершенствуется. Хотелось бы, конечно, чтобы движение это было несколько более активно, но это уже другой вопрос.
И, вероятно, давно уже пора объяснить утомленным читателям, почему в книге о геометрии автор с переменным успехом рассуждает о чем угодно, кроме самой геометрии.
Я это и сделаю, а потом мы всё же вернемся к Евклиду.
Итак, нечто аналогичное предисловию.
Действительно, далее будет говориться и о неевклидовой геометрии и об общей теории относительности, возникновение которой без особой натяжки можно рассматривать как логическое завершение всей истории с пятым постулатом.
Но мне кажется, самое интересное во всем этом не геометрия и не теория относительности.
В конце концов весь роман о пятом постулате столько же свидетельствует о силе человеческой мысли, сколько и об удивительной, почти анекдотической ограниченности математиков. Недаром, кстати, Макс Планк позволил себе, может быть, излишне категоричное, но верное в общем высказывание, что «по сравнению с теорией относительности создание неевклидовой геометрии – не более чем детская игра». Не будем, однако, раздавать медали. Главное – другое.
Самое важное, поучительное и, если хотите, трогательное, что та история, за которой мы попытаемся проследить, символична, как иллюстрация одного из лучших качеств, отличающих людей от прочих приматов и объединяющих все расы в единый вид. Как догадывается проницательный читатель, автор воспевает бескорыстное стремление разобраться: в каком мире, собственно, мы живем, как устроена наша вселенная? И объединяющий людей такого сорта интернационализм, интернационализм эпох, стран и национальностей, вечно противостоит столь же вечному братству мещанства, братству сатрапов, карьеристов, завоевателей, честолюбцев, стяжателей и худшей части футбольных болельщиков.
Если представить себе некую фантастическую картину, усадив в одной комнате за застольной беседой Евклида, Хайяма, Гаусса, Лобачевского и Эйнштейна, то маловероятно, что в какой-то момент Николай Иванович Лобачевский испытал бы необходимость искать общих знакомых или провозглашать за отсутствием тем разговора: «Ну, а теперь – анекдотики».
А с другой стороны, нужно с неохотой признать, что анекдоты времен Евклида (с легким изменением колорита, конечно) почти полностью исчерпывают духовный арсенал многих и многих наших современников.
Впрочем, идеализацией как науки, так и ее жрецов тоже не стоит излишне увлекаться. Можно найти сотни и сотни примеров блестящих ученых – совершенно аморальных людей.
И, может быть, самое привлекательное во всей нашей истории то, что как неевклидова геометрия логически завершается общей теорией относительности, так галерея математиков – как правило, не только замечательных по таланту, но и по-человечески интересных людей – замыкается Эйнштейном.
Но вернемся же к Евклиду!
Для начала следует добавить несколько крепких выражений в адрес всех скотов, истреблявших Александрийскую библиотеку. Останься она цела, мы знали бы о греческом и римском мире в десятки раз больше, чем сейчас.
Вероятно, мы бы знали и об Евклиде. Но, к сожалению, на сей день едва ли не самый основательный источник по Евклиду – Прокл Диадох Константинопольский – геометр, написавший детальнейший «Комментарий на первую книгу “Начал”». И раз уж мы всё время ссылаемся на источники, необходимо маленькое замечание.
Когда мы обращаемся к истории древнего мира, то невольно возникает тот же эффект, что при наблюдении горной цепи с самолета. Всё сглаживается, расстояния кажутся малыми, детали исчезают полностью. Видна лишь общая картина.
И невольно все греческие математики представляются почти современниками. Поэтому нелишне, вероятно, вспомнить, что Прокл (ок. 410–485 гг. н. э.) жил на семьсот лет позже Евклида. Временной интервал куда больше, чем разделяющий нас, скажем, с Иваном Васильевичем Грозным. Посему не так уж странно, что сведения о жизни Евклида у Прокла отрывочны и случайны.
Есть еще один автор, живший несколькими десятилетиями раньше Прокла, – александрийский математик Папп. Он пишет о Евклиде как о мягком, скромном и вместе с тем независимом человеке. История с Птолемеем приводится как одним, так и другим. «Точные» же биографические данные практически основываются на заметках неизвестного арабского математика XII века: «Евклид, сын Наукрата, сына Зенарха, известный под именем Геометра, ученый старого времени, по своему происхождению грек, по местожительству сириец, родом из Тира…»
Всё.
Человек бесследно растворился в веках. Осталась его работа.
«Начала» – повторимся – книга уникальная. Более двух тысяч лет она была главным и практически единственным руководством по геометрии для ученых как западного, так и восточного мира. Еще в конце XIX столетия во многих английских школах геометрию изучали по адаптированному изданию «Начал», и вряд ли можно найти более выразительное свидетельство популярности. В этом смысле конкурировать с «Началами геометрии» могут разве что Библия и Евангелие. Но в отличие от последних основа «Начал» – строгая и жесткая логика. Точнее – Евклид всё время стремится к таковой.
Конец ознакомительного фрагмента.
Текст предоставлен ООО «Литрес».
Прочитайте эту книгу целиком, купив полную легальную версию на Литрес.
Безопасно оплатить книгу можно банковской картой Visa, MasterCard, Maestro, со счета мобильного телефона, с платежного терминала, в салоне МТС или Связной, через PayPal, WebMoney, Яндекс.Деньги, QIWI Кошелек, бонусными картами или другим удобным Вам способом.