Восемь этюдов о бесконечности. Математическое приключение

Музыка есть удовольствие, которое человеческий разум испытывает от счета, не сознавая, что он считает.

Готфрид Лейбниц

Открытие Пифагора – что музыку можно преобразовывать в математические выражения – было важным шагом на его пути к сенсационному выводу, что и весь мир в целом так или иначе основан на числах. Более того, Аристотель отмечает в «Метафизике», что пифагорейцы первыми стали изучать математику и пришли к заключению, что законы математики управляют законами всего сущего.

Какие научные законы гарантируют, что должны существовать научные законы?

Мартин Гарднер

Математика управляет и изобразительным искусством. Перспектива основана на геометрии и пропорциональности (размеры предметов, изображенных на двумерной поверхности, уменьшаются пропорционально увеличению расстояния от зрителя), а принципы композиции основываются на свойствах геометрических фигур.

Геометрия есть основа всей живописи.

Альбрехт Дюрер

Но Пифагор пошел на шаг дальше. Он также использовал язык геометрии для определения хорошего и дурного, правильного и неправильного. Например, вместо терминов «хороший» и «дурной» он употреблял слова «прямой» и «искривленный» (по-гречески, разумеется). Мы и сейчас иногда называем нечестное «кривым», а ложь «кривдой». Прямая линия казалась ему благородной, искривленная – неблаговидной. Возможно, отголоски этой концепции до сих пор можно найти в выражении «прямой человек», так как никакой связи между осанкой человека и его искренностью или добросовестностью, разумеется, нет.

Начало прекрасной дружбы – дружественные числа

Аристотель сказал однажды, что истинные друзья – это два тела с одной общей душой. А как определял дружбу Пифагор? Тут нас ожидает сюрприз.

По словам ученого-неоплатоника Ямвлиха (ок. 245 – ок. 325), автора еще одной биографии Пифагора, пифагорейское определение дружбы выражается двумя числами – 284 и 220.

Что?! Почему?!

Чтобы понять, откуда взялась эта идея, сложите все делители числа 220 (числа, на которые 220 делится без остатка), а затем сложите все делители числа 284. Сами эти числа включать в суммы не нужно.

Делители 220 – 1, 2, 4, 5, 10, 11, 20, 22, 44, 55 и 110, а их сумма равна 284.

Делители 284 – 1, 2, 4, 71 и 142, а их сумма равна (чему бы вы думали?) 220!

Пифагорейцы считали, что близкие друзья подобны паре чисел, сумма делителей каждого из которых равна второму числу. В математике такую пару чисел называют дружественными числами.

Другие пары дружественных чисел можно найти при помощи компьютера. Помимо пары (220, 284) есть еще (1184 и 1210), (2620 и 2924), (5020 и 5564) и (6232 и 6368). Кроме этих пяти, других таких пар среди чисел до 10 000 нет. Если вам совсем нечего делать, попробуйте проверить, действительно ли эти пары – пары дружественных чисел. Другими словами, сложите собственные делители каждого числа (без самого этого числа) и посмотрите, равна ли их сумма второму числу пары.

Если хотите, вы можете взяться и за еще более трудную задачу – попытаться найти другие пары дружественных чисел. Для этого вы, вероятно, захотите прибегнуть к помощи компьютера, но имейте в виду, что в 1636 г. французский математик-любитель Пьер Ферма установил, что числа 17 296 и 18 416 образуют пару дружественных чисел, а два года спустя знаменитый французский философ и математик Рене Декарт открыл еще одну такую пару – 9 363 584 и 9 437 056.

ДЕКАРТ, БЕСКОНЕЧНОСТЬ И БОГ

На Декарта произвела глубокое впечатление концепция «бесконечности». В книге «Рассуждения о первой философии» он даже использует эту концепцию для «доказательства» существования Бога. Рассуждает он при этом приблизительно следующим образом:

«Поскольку сам я – существо конечное, я, очевидно, не могу изобрести концепцию бесконечности, так как по-настоящему охватить в своих мыслях понятие бесконечности может лишь нечто, само бесконечное. Следовательно, создателем концепции бесконечности может быть только Бог. Поскольку я могу осознать бесконечного Бога, а Бог – единственный, кто мог создать эту идею, значит, справедливо утверждение, что Бог существует!»