100 великих научных открытий

Об этом незаурядном событии научный руководитель Уайлса, Джон Коутс, отозвался так: «В мире математики полное доказательство Великой теоремы имеет такое же огромное значение, как в обычном мире — открытие ядерной энергии, покорение космоса и разгадка кода ДНК. То, что теорема Ферма все-таки была доказана, пусть и через три века после ее рождения, свидетельствует о неограниченных возможностях человеческого разума».

А доказал ли ее сам Ферма? Этого мы уже никогда не узнаем.

Теория вероятностей

Как ни странно, теория вероятностей родилась задолго до того, как началась ее планомерная разработка. Продумывать варианты собственных действий и просчитывать верные шаги приходилось и во время охоты на диких животных, и в ходе сражений с врагами, и в процессе игры, например, в кости. Впервые люди столкнулась с этим за тысячу лет до нашей эры. Бросая кубики с точками, они замечали, что одни комбинации выпадают чаще, а другие реже. Ведь если тройка складывается всего из одного сочетания (двойка и единица — для двух костей), то пятерка может сформироваться из тройки и двух единиц либо четверки и единицы. А это значит, что шансов заработать пять очков больше, чем выбросить три очка.

Чуть позже, с развитием наблюдений за небесными явлениями, звездочеты по наитию стали прикидывать, насколько велико расхождение с реальностью в определении времени и места затмения, какова вероятность того, что это затмение повлияет на ход военных действий (и каким образом), какой может быть погрешность в предсказании расположения звезд и планет. Когда же наступила эра дальних путешествий, назрела необходимость взвешивать возможности успеха и неудачи, чтобы застраховать свои корабли, товары и здоровье на случай шторма или разбойных нападений.

Первый шаг в научном направлении теория вероятностей сделала благодаря итальянским математикам Никколо Тарталье (1499–1557) и Джероламо Кардано (1501–1576). Правда, трудились эти ученые не в кабинетах, а за игровым столом. Невероятно азартные и жаждущие непременно выигрывать, они определили все возможные комбинации для двух и трех костей и вычислили шансы выпадения каждого суммарного числа очков. Результаты Кардано изложил в книге «Об азартной игре», которая послужила основой для последующих изысканий в этой области.

Систематизировать выводы итальянцев смог их французский коллега Блез Паскаль (1623–1662). Блезу сам бог велел заняться математикой. Его папа Этьен, будучи председателем налогового управления, отлично ориентировался в сложных арифметических операциях (и кстати, изобрел необычную петельчатую кривую — «улитку Паскаля»), поэтому образованием отпрысков занимался сам. Учебный план Этьена предполагал, что Блез до 12 лет будет зубрить латынь и прочие иностранные языки, а уже потом возьмется за математику. Как бы не так! На регулярных встречах кружка математиков, проходивших в доме Паскалей, маленький вундеркинд без устали засыпал гостей вопросами вроде «а как сложить это и это число?», «а как отнять это от вот этого?..», чертил прямо на полу треугольники, а к 16 годам написал работу о том, как строить сечения конуса по пяти точкам. Более того, заметив однажды, как папа считает многозначные числа в столбик, он задался целью сконструировать вычислительную машину — и через несколько месяцев выдал на-гора хитроумное изобретение, которое проделывало разные арифметические операции автоматически.

Как-то раз к Блезу обратился его знакомый — французский писатель, математик-любитель и заядлый игрок шевалье де Мере. Ему пришло в голову, что если бросать одну кость 4 раза, то непременно выпадет шестерка (а это победа), и он попросил Блеза проверить свою гипотезу. При расчетах Паскаль руководствовался принципом, который схематически можно описать так: когда у тебя в мешке два зеленых яблока и одно красное, вероятность вытащить зеленое ― 2: 1; но чем больше в мешке зеленых яблок, тем больше вероятности, что тебе попадется именно такой фрукт, а не красный. Таким образом, если бросить кубик всего один раз, то возможность заработать шесть очков составит 1: 6, а не заработать — 5: 6; бросаешь дважды — возведи возможность проигрыша в квадрат, и получишь 25: 36; соответственно, тот, кто бросает четыре раза, окажется в пролете с вероятностью 625: 1296 (это 5: 6). Получается, если Мере вступит в игру первым, то риск остаться ни с чем у него невелик — всего 0,48.