Острее шпаги [заметки]

1

√-1 (Прим. автора)

2

М., «Наука», 1978. (Прим. автора)

3

Теперь говорят «галсами». (Примеч. авт.)

4

Теперь произносят Картезий. (Примеч. авт.)

5

Примечание автора для особо интересующихся. Приведя обе части уравнения к единому знаменателю, имеем: 14∙x + 7∙x + 12∙x + 5 · 84 + 42∙x + 4 · 84 = 84∙x и 9x = 9 · 84; x = 84. (Примеч. авт.)

6

Арабские источники X–XII веков расходятся с современными представлениями о возрасте пирамид. (Примеч. авт.)

7

Сопоставление современных данных астрономии с размерами египетских пирамид устанавливает, что упомянутые три пирамиды по своим объемам соответствуют массам планет Земля, Венера, Меркурий, высота же пирамиды Хеопса ровно в миллиард раз меньше (какими бы мерами ни пользоваться) среднегодового расстояния Земли от Солнца, причем ни это расстояние, ни массы планет древние астрономы без соответствующих астрономических приборов, казалось бы, измерить не могли. (Примеч. авт.)

8

Величина «Пи» была известна древним египтянам как 22 / 7, выражавшаяся просто в семеричной системе счисления. (Примеч. авт.)

9

Древние связи календарей и преданий со звездой Сириус известны не только у египтян или еще раньше у шумеров, но также и у некоторых африканских племен, в частности, у догонов, как свидетельствуют об этом французские этнографы Марсель Гриель и Жармена Дитерлен в журнале Общества африканистов (Париж, т. XX, 1950) и в монографии «Бледный лис» (т. 1, ч. 1, 1956), сообщившие, что догонам известно, будто Сириус двойная, даже тройная звезда (Сириус A и B, наблюдаемые в современные телескопы, и еще не открытый Сириус C!), кроме того, догоны, не имевшие никаких астрономических приборов, а тем более современных физических аппаратов, имели представление не только о параметрах Сириуса, его орбите и светимости, но и передавали из поколения в поколение посвященным некоторые совпадающие с современными взглядами на строение вещества, происхождение вселенной и подобные этому знания, якобы переданные их предкам людьми, прилетевшими от Сириуса. (Примеч. авт.)

10

Раздвоенный внизу посох напоминает палочки «лозоискателей» древности, указывающих с помощью лоз места для рытья колодцев. Современная наука, используя биотоки мозга, создала «психотронику», позволяющую находить в земных недрах полезные ископаемые. Возможно, египтяне знали «лозоискательство», приписывая его появление богу Тоту. (Примеч. авт.)

11

Легендарные «изумрудные таблицы бога Тота», расшифрованные в наше время, якобы содержат намеки на атомное строение вещества, относительность всяких измерений и другие современные знания. (Примеч. авт.)

12

Решение это таково: если согласно четвертой и пятой строчкам надписи число прожитых Диофантом лет делится и на 12 и на 7, то возраст его будет равен 12·7 = 84 (или 168, что исключено). Возможно, надпись и предусматривала составление неопределенного Диофантова уравнения с тремя (а не с семью в определенном уравнении) членами:

где «y» теоретически не может быть больше 19, чтобы «x» получился бы величиной целочисленной и реальной для человеческого возраста. Очевидно, в этом и подразумевалась мудрость искусства покойного математика. (Примеч. авт.)

13

Примечание автора для особо интересующихся. Если, как следует из квадрата орнамента, z = y + a, то z² = x² + y² будет иметь вид z² = y² + (a² + 2ay) и x² = a (a + 2y). Если a = a² и (a + 2y) = b² то x = ab, y = (a² – b²) / 2; z = (a² + b²) / 2.

Из выражения для «y», где в числителе разность квадратов a и b, ясно, что хотя бы одна из этих величин не может быть четной, иначе «y» не будет целым числом. Случай с иррациональными числами рассмотрен в последующем примечании.

Для возрастающих коэффициентов a и b можно составить таблицу, из которой вытекает ряд закономерностей, в частности формулировка новой теоремы. Нечетный катет простейших пифагоровых троек в целых числах разлагается на два взаимно простых сомножителя, квадраты которых соответственно равны сумме или разности гипотенузы и второго катета, то есть в дополнение к теореме Пифагора: a² = z – y; b² = z + y.

Таблица простейших пифагоровых троек

(В приводимой таблице цифры в скобках получены после сокращения намеченного в таблице значения на общий множитель и равны цифрам столбца при β = 1.)

14

x = m² – n²; y = 2mn; z = m² + n². (Примеч. авт.)

15

Примечание автора для особо интересующихся.

Если положить a = m + n; b = m – n, то x = ab = (m + n) (m – n) = m² – n²; y = 2mn; z = m² + n², что и было записано Декартом.

16

Примечание автора для особо интересующихся.

Вертикальные ряды x представляют собой арифметические прогрессии с показателем = 2β. Все значения сторон треугольников с возрастанием ряда изменяются по арифметической прогрессии, показатель которой для y – постоянен и равен 4, а для x и z увеличивается с порядковым номером ряда и порядкового номера тройки в вертикальном ряду и равен 4 (β + i – 1), где i – порядковый номер тройки в ряду.

17

Примечание автора для особо интересующихся. Золотое сечение было известно древним зодчим, но сформулировано Леонардо да Винчи. Цифры 3, 5, 8, 13 совпадают с частью ряда Фибаначчи, помогающего современным ученым объяснять ряд явлений природы (1, 1, 2, [3, 5, 8, 13], 21, 34 и т. д.).

18

Примечание автора для особо интересующихся. Если α = p√2e, β = q√2e, то p и q могут быть и четными и нечетными, x = α β = 2pqe, y = (p² – q²) e; z = (p² + q²) e, то есть p и q тождественны m и n древних формул (см. пред. примеч.), x и y просто меняются местами, к тому же, помноженные на e, не являются простейшими.

19

Примечание автора для особо интересующихся. По теории Эйнштейна, масса тела m, летящего со скоростью v при массе покоя m₀ и скорости света C, меняются по формуле

Это выражение легко преобразуется в

или графически в Δ.

Тот же закон прямоугольного треугольника отражен и в сокращении длины покоящегося тела l₀ до l в полете, и парадоксе времени теории относительности (преобразования Лоренца) при t₀ – прошедшее время неподвижного наблюдателя, t – время на улетевшем от него объекте и C – скорость света:

или

– опять Δ.

Сокращение наблюдаемой с неподвижной точки длины летящего тела l по сравнению с длиной его в состоянии покоя – l₀:

или

– опять Δ.

И наконец, тот же закон скажется и на энергии летящего тела E при энергии его покоя E₀:

– Δ. Таким образом, все парадоксальные эффекты теории относительности подчинены основному закону Пифагора.

20

Лет двадцать назад во времена египетского президента Насера, стремившегося к дружбе своего народа с СССР, в Каире и Александрии гастролировал наш Большой театр, и друг автора, артист балета С. А. Салов, приобрел на рынке фотографию обугленного музейного документа, который, как ему казалось, может заинтересовать фантаста. По сохранившейся части таблицы автору удалось благодаря ранней работе заслуженного деятеля науки и техники РСФСР профессора М. М. Протодьяконова ее восстановить. (Примеч. авт.)

21

Трудный юридический случай. (Примеч. авт.)

22

Свои выводы по теории вероятностей Ферма опубликовал лишь по инициативе Паскаля в 1654 году, а применение этой теории в судебном деле нашло своих теоретиков лишь спустя более чем столетие в трудах маркиза Кондерса, а также Лапласа и Пуассона. (Примеч. авт.)

23

Омнибус, предложенный Б. Паскалем.

24

Метод Ферма, в свое время несправедливо оспоренный Декартом, предвосхищал дифференциальное и интегральное исчисление, хотя задачу решал алгебраически, без анализа бесконечно малых величин. В задаче разбивки прямой с длиной «a» на две части, так, чтобы квадрат одной (x²), помноженный на величину другой части = (a – x), был бы максимальным, он приравнивал 2ax – 3x²к нулю и получал, что x = 2 / 3a, то есть заменял современное дифференцирование и взятие первой производной.

25

Правота Торричелли была подтверждена знаменитым опытом Герике, получившим название «Магдебургские полушария», проведенным в Магдебурге лишь в 1654 году и доказавшим существование атмосферного давления. Торричелли принадлежит изобретение ртутного барометра и создание над ртутным столбом «торричеллиевой пустоты». (Примеч. авт.)

26

Примечание автора для особо интересующихся. Автору удалось восстановить позицию в виде этюда с таким решением:

1. Лg1! (1. e7? f: g4 2. e8=Ф Кf8+ 3. Крd8 Л: e8+ 4. Кр: e8 с шансами у черных.) 1… Л: g1 2. Сe5+! d: e5 3. e7 Л: g5 4. Кd5 Кf6+ 5. К: f6 Кр: f6 6. e8=К+ мат!

6. e8=Ф? f4 7. Фe7+ Крf5 8. Ф: f7+ Крg4 9. Фe6+ Лf5! 10. Ф: g6+ Лg5 11. Фe6+ Лf5 12. Фg8+ Лg5, в лучшем случае для белых – ничья.

27

Эта мысль была высказана британским генералом на три с четвертью столетия раньше, чем в наше время (когда она звучит уже угрозой самому существованию человечества) американским генералом Александром Хейгом в бытность его государственным секретарем в администрации президента Р. Рейгана. (Примеч. авт.)

28

В своем знаменитом «втором вызове» английским математикам в феврале 1657 года Пьер Ферма, предложив им решить указанное уравнение с названными коэффициентами, писал: «Я жду решения этих вопросов: если оно не будет дано ни Англией, ни Бельгийской или Кельтской Галлией, то это будет сделано Нарбоннской Галлией…» Уравнение это, получив название уравнения Пелля (без достаточных исторических оснований), теперь охотнее именуется уравнением Ферма, исследованное впоследствии Эйлером и окончательно проанализированное Лагранжем. (Примеч. авт.)

29

Швейцарская легенда повествует о необычайно метком стрелке, народном герое Вильгельме Телле, которого враги принудили сбить стрелой яблоко с головы любимого сына. (Примеч. авт.)

30

Переписка ученых, собранная Джоном Валлисом, вошла приложением к третьему тому сочинений Пьера Ферма на французском языке в 1679 году, выпущенных его сыном Самуэлем. (Примеч. авт.)

31

Это письмо к Каркави получило название «Завещание Ферма». (Примеч. авт.)

32

Примечание автора для особо интересующихся. Рассмотренный Паскалем «бином», впоследствии названный «биномом Ньютона», известен ныне как:

(x + y)⁰ = 1;

(x + y)¹ = z;

(x + y)² = x² + 2xy + y²;

(x + y)³ = x³ + 3x²у + 3xy² + y³;

(x + y)⁴ = x⁴ + 4x³y² + 6x²y2 + 4xy³ + y⁴

и т. д.

33

В своем 42-м замечании на полях книги «Арифметика» Диофанта Пьер Ферма записал по-латыни: «…наука о целых числах, которая, без сомнения, является прекраснейшей и наиболее изящной, не была до сих пор известна ни Боше, ни кому-либо другому, чьи труды дошли до меня» (Боше де Мазариак – математик, издавший в переводе на латынь с древнегреческого «Арифметику» Диофанта, снабдив ее своими комментариями и дополнениями, ставшую настольной книгой Ферма). (Примеч. авт.)

34

Примечание автора для особо интересующихся.

Метод совмещенных парабол Пьера Ферма сводится к тому, что в системе прямоугольных координат (декартовых!) с горизонтальной осью x и вертикальной q – (x0₁q) – вычерчивается парабола по уравнению q = xⁿ. Чертеж поворачивается на 180º, и на нем наносится (см. рис.) еще одна система прямоугольных координат (y0₁l) с горизонтальной осью «у» и вертикальной «l».

Вертикальные оси двух систем координат отстоят одна от другой на величину z, а горизонтальные на zⁿ. В перевернутой системе координат тоже вычерчивается точно такая же парабола по уравнению l = yⁿ. Две совмещенные таким способом параболы образуют полусимметричную геометрическую фигуру, ограниченную ими. Выбирая точку x₁ на оси x, строим от нее вертикальный отрезок (до пересечения с первой построенной параболой) с длиной g₁ = X₁ⁿ. Проведя теперь горизонтальную линию от пересечения вертикального отрезка с параболой через фигуру до второй параболы, получим точку, вертикальный отрезок от которой до оси у перевернутой координатной системы отметим на оси y точку y₁. Длина же этого отрезка, равная ординате перевернутой параболы, будет l = yⁿ. Из построения следует: q + l₁ = x₁ⁿ + y₁ⁿ = z₁ⁿ. Диофантово уравнение, положенное Ферма в основу его Великой теоремы. Все это восстановлено А. Н. Кожевниковым.

35

Примечание автора для особо интересующихся. По просьбе автора вывод «бинома Ферма» выполнен заслуженным деятелем науки и техники РСФСР доктором технических наук профессором М. М. Протодьяконовым следующим образом. Из основной формулы xⁿ + yⁿ = zⁿ и вышеприведенного рисунка следует: (A + B + C)ⁿ = (A + C)ⁿ + (B + C)ⁿ. После умножения обеих частей уравнения на множитель меньше единицы

после объединения одинаковых степеней, раскрытия малых скобок, очевидных сокращений и преобразований:

после сокр. прав. части

Обозначив через

получаем «Бином Ферма»: (A + B)ⁿ = (A + MB)ⁿ + (MA + B)ⁿ, может быть, несправедливо забытый современными математиками, но восстановленный А. Н. Кожевниковым.

36

Лишь Эйлер в следующем веке показал, что эта дробь, если «a» целое и неквадратное число, будет периодической. (Примеч. авт.)

37

Задача эта сводится к выражению xⁿ + yⁿ = zⁿ. (Примеч. авт.)

38

Великая теорема Ферма. (Примеч. авт.)

39

В 45-м замечании к книге Диофанта Ферма даст развернутое доказательство нерешаемости для четвертой степени уравнения: x⁴ + y⁴ = z⁴ в целых числах, к чему мы еще вернемся. Еще раньше, в 33-м замечании, говоря о Диофанте, Ферма написал: «Почему же он не ищет двух биквадратов, сумма которых равна квадрату? Конечно, потому, что эта задача невозможна, как это с несомненностью показывает наш метод доказательства». (Примеч. авт.)

40

Примечание автора для особо интересующихся.

Графическое решение «бинома Ньютона в третьей степени» представлено на рисунке, выполненном заслуженным деятелем науки и техники РСФСР доктором технических наук профессором М. М. Протодьяконовым. Куб у него складывается из кубов, среднего со стороной y и малого со стороной x, расположенных по диагонали большого куба, со стороной x + y, трех пластин объемом x²y и трех брусков объемом x²y, точно заполняющих оставшиеся в большом кубе места от двух первых кубов. Объемы всех этих фигур соответствуют: (x + y)³ = x³ + 3x² y + 3xy² + y³.

41

Примечание автора для особо интересующихся. «Метод спуска» Ферма изложен в его 45-м примечании к «Арифметике» Диофанта и в его письме к Каркави, где для доказательства того, что площадь прямоугольного треугольника не может быть равна квадрату целого числа, говорилось: «Если бы существовал некоторый прямоугольный треугольник в целых числах, который имел бы площадь, равную квадрату, то существовал бы другой треугольник, меньший этого, который обладал бы тем же свойством. Если бы существовал второй, меньший первого, который имел бы то же свойство, то существовал бы, в силу подобного рассуждения, третий, меньший второго, который имел бы то же свойство, и, наконец, четвертый, пятый, спускаясь до бесконечности. Но если задано число, то не существует бесконечности по спуску меньших его (я все время подразумеваю целые числа). Откуда заключаю, что не существует никакого прямоугольного треугольника с квадратной площадью».

Этим методом доказаны частные случаи для степеней = 3 и 4.

42

Примечание автора для особо интересующихся. «Метод подъема» гипотетически мог бы быть изложен так:

Если прямоугольный треугольник можно построить только на плоскости, имеющей два измерения, и свойством такого «плоского места» будет пифагоров закон о том, что квадрат гипотенузы равен сумме квадратов катетов, то нет оснований полагать, что подобные «законы» отражают свойства «пространственных» и «субпространственных мест» с тремя и более измерениями, что при переходе (подъеме) от плоскости к объему (кубу, параллелепипеду или другой пространственной фигуре) диагональ, скажем куба, возведенная в третью степень, будет равна сумме других отрезков, укладывающихся в эту фигуру (сторон куба) в третьей степени. И еще меньше оснований полагать, что при переходе к «невообразимым фигурам» четырех и больше измерений можно найти целочисленное решение для четвертой степени одного отрезка, равного сумме двух других отрезков в четвертых степенях каждый. Для необоснованности подобных предположений достаточно доказать, что целочисленных решений нет, скажем, для биквадратов, что и будет общим доказательством отсутствия целочисленных решений для «пространственных» и «субпространственных» фигур вообще.

Нерешаемость в целых числах уравнения с разложением числа в четвертой степени на два слагаемых в той же степени безупречно доказана Пьером Ферма с помощью его «метода спуска», а для третьей степени спустя столетие Эйлером. В наше время с помощью электронно-вычислительных машин доказана подобная нерешаемость для всех чисел до многих миллионов с показателями от 3 до 100 000, что, по мнению Ферма, доказывать уже не требовалось, поскольку для четвертой степени это доказано и для третьей степени тоже удалось доказать, подтвердив тем, что «вероятностные кривые Ферма» расходятся.

43

Математики, предполагающие, что Ферма ошибся в своем доказательстве Великой теоремы и она простыми средствами якобы недоказуема, могут отыскать «ошибку» и в приведенном здесь «гипотетическом» «методе подъема», учтя, однако, при этом как его «литературную условность», так и математическое значение упомянутых «вероятностных кривых», которые, очевидно, должны отражать поддающуюся экстраполяции закономерность. И не забыть при этом корректность практической проверки доказательства. (Прим. авт.)

44

Написан в содружестве с Марианом Сияниным.

45

Герловин И. Л. Некоторые вопросы систематизации элементарных частиц. – Труды Глав. астр, обсерватории АН СССР. Л., 1966.

46

Протодьяконов М. М. и Герловин И. Л. Электронное строение и физические свойства кристаллов. М., «Наука», 1975.