Сергей Бобров - ВОЛШЕБНЫЙ ДВУРОГ

— Очень даже! — отвечал Илюша. — Когда вы мне все здесь рассказываете о развитии нашей науки от древности и чуть ли не до наших дней, то выходит более понятно…

— Хорошо, — заметил Мнимий, — насчет «чуть ли не до наших дней» — это немножко, пожалуй, слишком, ибо «наши дни» в математике — это уж очень трудно! Но кое-что наметить можно [36] Читатель наш может найти очень много интересного в книге У У. Сойера «Прелюдия к математике» (М., «Просвещение», 1965). Это рассказ о некоторых любопытных и удивительных областях математики с предварительным анализом математического склада ума и целей математики. Особенно интересны главы VIII и IX (*). . Только вы слушайте внимательно и сейчас же переспрашивайте без стеснения, как только почувствуете, что теряете нить моего рассказа. Согласны?

— Вполне!

— Итак, надо отметить, что в науке время от времени бывают некоторые нежданно разительные перемены. То есть если рассуждать впоследствии, то поймешь, что они не такие уж «нежданные», а, наоборот, подготовлялись издалека, хотя самое решение вопроса сперва кажется совершенно неожиданным. Понимаете вы меня?

Тут уж Илюше пришлось признаться, что он не очень понимает, о чем идет речь.

— Ну вот, — сказал, задумываясь чуть не на каждом слове, Мнимий, — возьмем алгебру. Самую обыкновенную, которую вы в школе учите. Это просто буквенное исчисление, не так ли? А ведь всякий ученик прекрасно знает, какое это облегчение для решения задач.

— 425 —

— Конечно, — согласился Илюша, — алгебраически решать задачи гораздо проще, чем с арифметикой возиться!

— Согласен! Но давайте разберем, как это случилось.

Ведь всякий замечал, что много есть на свете задач очень друг на друга похожих, то есть, как говорится, задач одного типа. Вот на этом-то наблюдении и родилась алгебра. Надо было еще получить некоторый толчок — догадаться, что вместо чисел можно употреблять буквы. Новое в науке родится путем наблюдения над своей собственной работой — то есть над решением разных задач, — а затем путем выводов из этих наблюдений. И, наконец, путем построения такого общего способа (или метода), который помог бы нам воспользоваться тем, что мы нашли наблюдением, а метод этот и был буквенным исчислением.

— А он откуда взялся?

— Он был в зачатках еще у египтян и у греков. Затем индусы, а за ними арабы заметили, что способы решать арифметические задачи могут быть сведены к нескольким типам — ну, хотя бы к уравнениям с одним неизвестным, — и описали это словесно. Возникла так называемая риторическая алгебра, не очень, конечно, удобная, но все-таки более совершенная по сравнению с простой арифметикой [37] Подробней об арабской алгебре можно узнать в книге А. П. Юшкевича «История математики в средние века». М., Физматгиз, 1961, гл. III, «Математика в странах ислама». . А уж потом пришли и буквы, но путь им был расчищен при помощи риторической алгебры.

— Значит, так, — решил Илюша, — сперва мы наблюдаем, замечаем важные особенности при пользовании старыми способами, а затем на основании этих наблюдений и рассуждений уже строится новая наука, то есть новый ее раздел.

— Правильно, — согласился Мнимий, — такие весьма важные перемены и бывают, как я выразился, «нежданно разительными». Такие нововведения, обобщающие большой опыт, дают огромные результаты и сразу двигают науку вперед.

Проходит несколько десятилетий — и науку уже узнать нельзя, так быстро она развивается на новом рубеже. Арабы построили алгебру, ее узнали в Европе, а затем сразу раздаются мощные голоса Виеты и Декарта. И вот уже та алгебра, которую вы учите в школе, построена. И все становится иным, появляются возможности строить еще нечто совершенно новое.

— А когда это случилось?

— Арабская алгебра родилась примерно в восьмом или девятом веках, а распространять ее в Европе стали примерно с двенадцатого века. Я имею в виду славного Ал-Хорезми.

— 426 —

Прибор Платона.

В это же время появляются сочинения европейцев, уже освоивших алгебру. В начале шестнадцатого века все это было в Европе освоено, развито и вот тут-то Европа встает на новый путь развития. Сочинения Архимеда и Аполлония переведены и напечатаны. Начинаются новые труды. Они как бы вмещают все, что Европа унаследовала от арабов (а стало быть, и от индийцев) и от Древней Греции. И теперь начинаются плодотворнейшие труды по объединению того и другого. Если труды европейцев, которые привели к интегральному и дифференциальному исчислению, были завершением трудов древних, шедших в том же направлении, то с шестнадцатого века началось еще одно движение: новые достижения риторической алгебры были впервые успешно применены к решению алгебраических уравнений высших степеней, например кубических.

— А раньше их совсем не умели решать? — спросил Илюша,

— 427 —

Одна средняя пропорциональная и один прямой угол.

— Опыты и частные решения были. Мы вам рассказывали о способе двух средних пропорциональных и о способе Менехма (в Схолии Пятнадцатой — способ двух парабол). Но все это были геометрические способы, которые не обладали общностью, то есть не могли быть применены для решения любой задачи, которая приводит к кубическому уравнению.

— Мы рассматривали, кажется, тогда, — заметил Илюша, — пропорцию Гиппократа:

а : х = х : у = у : b

и ее алгебраическое решение, а как греки решали, мы как будто не говорили.

— Ну что ж, — сказал Радикс, — можно и это припомнить.

Для решения этой задачи — для удвоения куба — можно пользоваться так называемым «прибором Платона», который легко представить тебе в виде двух плотничьих наугольников, то есть деревянных прямых углов, как бы прямоугольных треугольников без гипотенузы. Начинаем с чертежа, где изображены две прямые, пересекающиеся под прямым углом. Затем берутся два угольника и прикладываются друг к другу так, чтобы они образовывали два прямых угла. Нетрудно рассудить, что если даны длины отрезков а и b, то из двойной пропорции Гиппократа, которую я только что привел, можно получить:

х 3= a 2 b ; у 3= ab 2;

и, положивши b = 2 а , получаем:

Все это так сложно формулируется потому, что у Евклида в его Началах (книга IX) степени — квадраты, кубы и так далее — так и вводятся, через пропорции, и опираются на известные свойства геометрической прогрессии: