Деление на ноль - Тед Чан

Тед Чан Деление на ноль

Division by Zero © Ted Chiang, 1991 О Перевод. А. Комаринец, 2005

1

Деление числа на ноль дает в итоге бесконечно большое число. Причина в том, что деление опре­деляется как действие, обратное умножению: если разделить на ноль, а потом результат на ноль умно­жить, должно получиться исходное число. Но даже бесконечность, умноженная на ноль, дает ноль, и только ноль. Нет ничего, что можно было бы умно­жить на ноль и получить ненулевой результат; сле­довательно, результат деления на ноль в букваль­ном смысле неопределенный.

1a

Рене смотрела в окно, когда подошла миссис Райвес.

— Уезжаете всего через неделю? Это и не пре­бывание вовсе. Господь свидетель, сама я уеду очень не скоро.

Рене выдавила вежливую улыбку.

— Уверена, время пролетит совсем быстро. — Миссис Райвес была местным манипулятором: все знали, что ее попытки всего лишь показные жесты, но персонал устало с ней возился из страха, как бы она случайно не преуспела.

— Ха. Они-то хотят от меня избавиться. Знаете, какую ответственность они понесут, если умрешь, пока ты в реабилитации?

— Да, знаю.

— Ничего больше их не волнует, сразу видно. Ответственность всегда на них...

Рене отключилась и снова стала смотреть в окно на тянущийся по небу след самолета.

— Миссис Норвуд? — окликнула сестра. — Ваш муж пришел.

1b

Карл расписался еще и еще раз, и наконец сестры забрали заполненные бланки на обработку.

Он вспомнил, как привез сюда Рене, вспомнил мучительные вопросы на первом интервью. На все он ответил стоически.

— Да, она профессор математики. Ее имя есть в «Кто есть кто».

— Нет, я биолог. И:

— Я забыл дома нужную мне коробку со слай­дами.

— Нет, она не могла знать.

А потом, как и следовало ожидать:

— Да. Двадцать лет назад на последнем курсе.

— Нет, я пытался прыгнуть.

— Нет, мы с Рене тогда были незнакомы.

Вопросы, вопросы.

Теперь они убедились, что он будет надежным, поможет, окажет поддержку, и были готовы выпус­тить Рене под надзор домашних.

Оглядываясь назад, Карл отвлеченно удивлялся. Если не считать одного мгновения, никакого дежа-вю за все время этих тягот. Неделями он имел дело с больницей, врачами, медсестрами, но ощущал только оцепенение: все — утомительная рутина, которую переносят на автопилоте.

2

Есть хорошо известное «доказательство», демон­стрирующее, что один равен двум. Начинается оно с постулатов: «Пусть а = 1, пусть b = 1», а заверша­ется выводом: «а = 2а», иными словами, единица равна двум. В середине, незаметное на первый взгляд, прячется деление на ноль, но, как только оно вводится, все построение выходит за грань при­емлемого, обнуляя и лишая силы все правила. До­пущение деления на ноль позволяет доказать не только, что один равен двум, но что любые два числа равны друг другу — действительные и мни­мые, рациональные и иррациональные.

2a

Едва они с Карлом приехали домой, Рене по­шла к рабочему столу в своем кабинете и начала переворачивать все бумаги лицом вниз, как попало, сгребая их в кучу. Всякий раз, когда вылезал уголок исписанной стороны, ока морщилась. Она подумала, не сжечь ли бумаги, но сейчас это станет лишь символическим жестом. Точно того же можно до­биться, просто на них не глядя.

Врачи, вероятно, назвали бы это навязчивым поведением. Рене нахмурилась: какое унижение ле­читься у таких дураков. Она помнила, что ей поста­вили диагноз суицидальный синдром, что она сиде­ла в запертой палате под круглосуточным наблюде­нием санитаров. И беседы с врачами, такими снис­ходительными, такими предсказуемыми. Она не была манипулятором, как миссис Ривас, но как же у них все просто. Достаточно сказать: «Я сознаю, что еще нездорова, но мне уже лучше», — и тебя сочтут готовой к выписке.

2Ь

Карл с минуту наблюдал за Рене от двери, по­том прошел на кухню. Он помнил день почти два десятилетия назад, когда его самого выписали. За ним приехали родители, и по дороге мать сделала бессмысленное замечание, мол, как все будут рады его видеть, а он едва удержался от того, чтобы стрях­нуть с плеча ее руку.

Он сделал для Рене то, за что сам бы был благо­дарен в «период реабилитации». Навещал ее каж­дый день, хотя поначалу она отказывалась его ви­деть, — чтобы быть под рукой, когда она захочет. Иногда они разговаривали, иногда просто гуляли по парку. В том, что он делал, он не мог найти ошибок и знал, что она сделанное ценит.

И тем не менее при всей этой заботе он не испытывал ничего и руководствовался только чув­ством долга.

3

В «Principia Mathematica»[1] Бертран Рассел, и Альфред Уайтхед, опираясь на формальную логику, попытались дать четкое обоснование основ матема­тики. Они начали с того, что считалось аксиомами, и на основе этой аксиоматики доказывали теоремы все большей сложности. К странице 362 они уста­новили достаточно, чтобы доказать: «1 + 1 = 2».

За

Ребенком семи лет Рене, разведывая дом од­ной родственницы, была зачарована, обнаружив в гладких мраморных плитах пола идеальные квад­раты. Один квадрат, два ряда по два, три ряда по три, четыре ряда по четыре: все плиты складыва­лись в квадрат. Разумеется. С какой бы стороны на них ни смотреть, выходило то же самое. И более того, каждый квадрат был больше предыдущего на нечетное число плиток. Это было сродни богоявле­нию. Вывод напрашивался, в нем была правед­ность, подтверждаемая холодной гладкостью кера­мики. Как подогнаны плитки, как невероятно ров­ны разделяющие их линии — Рене поежилась от точности.

Позднее пришли и другие прозрения, другие достижения. Поразительная докторская диссерта­ция в двадцать три, серия бурно расхваливаемых статей; ее сравнивали с фон Нойманном, ее обха­живали университеты. На все это она не обращала особого внимания. Много важнее было то ощуще­ние праведности, лежавшее в сердце каждой теоремы, которую она узнавала. Истина, непреложная, как материальность плиток, выверенная, как их раз­делительные линии.

ЗЬ

Карл чувствовал, что сам он сегодняшний ро­дился после его попытки, когда он встретил Лору. После выписки он был не в состоянии кого-либо видеть, но один друг исхитрился познакомить его с Лорой. Поначалу Карл ее оттолкнул, но она оказа­лась прозорливее. Она любила его, пока ему было больно, и отпустила, как только он исцелился. По­знакомившись с ней, Карл познал сопереживание и переродился.

Лора, получив степень магистра, уехала, а он остался в университете писать докторскую диссер­тацию по биологии. Позже он пережил много жиз­ненных кризисов, мучился от разбитого сердца, но никогда больше от отчаяния.

Думая о том, каким человеком была Лора, Карл не мог не восхищаться. Он не разговаривал с ней с экзаменов на последнем курсе. Интересно, как она жила эти годы? Кого еще любила? Он рано распоз­нал, какого рода была и какого рода не была эта любовь, и бесконечно ею дорожил.

4

В начале девятнадцатого века математики стали исследовать геометрии, отличные от евклидовой; эти альтернативные геометрии приводили к резуль­татам, казавшимся полностью абсурдными, но при этом не содержали в себе логических противоречий. Позднее было доказано, что неевклидовы гео­метрии вполне последовательно соотносятся с евк­лидовой: они логически замкнуты постольку, по­скольку таковой является евклидова геометрия.

Однако тот факт, что евклидова геометрия ло­гически замкнута, так и не был доказан. Максимум, чего удалось достичь к концу девятнадцатого века, — это доказать, что евклидова геометрия логически замкнута постольку, поскольку логически замкнута арифметика.

4a

Вначале Рене отнеслась к случившемуся как к мелкой докуке. Пройдя по коридору, она постучала в открытую дверь кабинета Питера Фабризи.

— Пит, у тебя есть минутка?

Рене вошла, зная, какой будет его реакция. Ни­когда прежде ни у кого на факультете она не проси­ла совета по какой-либо проблеме — всегда бывало наоборот. Не важно.

— Я подумала, может, ты мне сделаешь одолже­ние? Помнишь, я пару недель назад говорила, что разрабатываю математический формализм для од­ной теории?

Он кивнул.

— Ты с его помощью еще аксиоматику перепи­сывала.

— Верно, Ну, несколько дней назад я начала приходить к совершенно нелепым выводам, а те­перь мой теоретический формализм противоречит сам себе. Можешь на «его взглянуть?

Выражение на лице Фабризи было в точности таким, как ожидалось?

— Ты хочешь?.. Ну конечно. С радостью.

— Прекрасно. Проблема как раз в первых не­скольких страницах примеров, остальное — просто для справки. — Она протянула Фабризи тонкую стопку бумаг. — Я подумала, если мы с тобой об этом сперва поговорим, ты только увидишь то же, что и я.

— Наверное, ты права. — Фабризи посмотрел на первые пару страниц. — Не знаю, сколько у меня это займет.

— Не спеши. Когда будет возможность, просто посмотри, не покажутся ли тебе мои допущения сколько-нибудь сомнительными, что-то в этом духе. Я буду и дальше работать, поэтому скажу, если что-то получится. Ладно?

Фабризи улыбнулся:

— Ты сегодня же вечером придешь сказать мне, что нашла, в чем проблема.

— Сомневаюсь. Тут нужен свежий взгляд. Он развел руками:

— Попробую.

— Спасибо.

Маловероятно, что Фабризи до конца поймет ее формальные построения, но ей нужен был кто-то, кто бы проверил чисто технические аспекты.

4Ь

Карл познакомился с Рене на вечеринке, кото­рую устраивал его коллега. Карла заинтриговало ее лицо: на удивление простое, оно казалось сосредо­точенным и почти мрачным, но во время вечерин­ки он дважды видел, как она улыбается, и один раз, как хмурится. В такие моменты лицо преображалось, принимая данное выражение, словно и не знало никакого иного. Карла это застало врасплох: он мог распознать лицо, которое часто улыбалось, или лицо, которое часто хмурилось, пусть даже на этих лицах нет морщин. Ему было любопытно, как ее лицо научилось приобретать столь разные выра­жения, а в остальное время не выдавать ничего.

Ему понадобилось много времени, чтобы по­нять Рене, научиться читать выражения ее лица. Но оно того определенно стоило.

А сейчас Карл сидел в кресле у себя в кабинете с последним номером «Биологии морских существ» на коленях и слушал, как Рене в кабинете через коридор комкает бумагу. Она работала весь вечер, было слышно, как возрастает ее раздражение, хотя, когда он заглядывал час назад, она сидела с обыч­ным непроницаемым лицом.

Отложив журнал, он поднялся и подошел к две­ри ее кабинета. На столе лежал открытый том, стра­ницы были заполнены обычными иероглифически­ми уравнениями, перемежающимися пояснениями на русском.

Она просмотрела часть материала, едва заметно нахмурившись, отвергла его и захлопнула том. Карл услышал, как она пробормотала слово «бесполез­но». Потом Рене снова убрала книгу в шкаф.

— У тебя давление повысится, если будешь про­должать в том же духе, — пошутил Карл.

— Нечего мной помыкать. Карл был ошарашен.

— И не собирался.

Рене повернулась к нему, уставилась враждебно.

— Я сама знаю, когда способна продуктивно работать, а когда нет.

Его пробрала дрожь.

— Тогда не буду тебе мешать. — Он отступил.

— Спасибо.

Ее взгляд вернулся к полкам. Карл ушел, стара­ясь расшифровать этот враждебный взгляд.

5

На Втором Международном конгрессе матема­тиков в 1900 году Дэвид Гильберт представил спи­сок того, что считал двадцатью тремя самыми важ­ными нерешенными проблемами математики. Вто­рым пунктом в его списке стояло требование найти доказательство непротиворечивости арифметики. Подобное доказательство подтвердит непротиворе­чивость значительной части положений высшей ма­тематики. По сути, оно даст твердую гарантию, что никто больше не докажет, что один равен двум. Мало кто из математиков придал значение этой задаче.

5a

Рене знала, что скажет Фабризи, еще до того, как он открыл рот.

— Черт бы меня побрал, это самая невероятная штука, какую я когда-либо видел. Знаешь, есть та­кая игрушка для малышей, где нужно вставить бло­ки с различным сечением в различной формы пазы? Читать твои формулировки — все равно что смот­реть, как кто-то берет один такой блок и вставляет его во все до единого отверстия на доске, и всякий раз блок входит безукоризненно,

— Значит, ты не можешь найти ошибки?

Он покачал головой.

— Куда мне! Я попал в ту же колею, что и ты. Могу рассматривать это только под одним углом.

Рене давно уже выбралась из колеи: она нашла совершенно иной подход, но он только подтвердил исходное противоречие.

— Ладно, спасибо, что попытался.

— Дашь это посмотреть кому-нибудь еще?

— Да. Думаю послать Каллагану в Беркли. Мы переписываемся с прошлой весны, после конфе­ренции.

Фабризи кивнул:

— Его последняя статья производит сильное впечатление. Дай мне знать, если он что-нибудь найдет. Любопытство, понимаешь ли.

Сама Рене употребила бы слово посильнее, чем «любопытство».

5b

Не мучится ли Рене из-за работы? Карл знал, что в математике она никогда не видела трудно­стей, один только интеллектуальный вызов. Может, она впервые столкнулась с проблемой, на которой застряла? Вообще бывает ли в математике такое? Сам Карл был чистым экспериментатором; на деле он даже не знал, как Рене строит свою новую мате­матику. Звучит глупо, но вдруг у нее кончились идеи?

Рене была слишком взрослой, чтобы испыты­вать страдания, свойственные вундеркинду, когда он вырастает и становится таким же, как все. С другой стороны, многие математики лучшие свои открытия сделали до того, как им исполнилось тридцать, - что если она начинает тревожиться, не приближается ли она, пусть с опозданием на не­сколько лет, к этому порогу?

Маловероятно. Он бегло рассмотрел несколько других версий. Может, она разочаровалась в акаде­мической науке? Ее пугает, что ее исследование стало слишком уж узкоспециальным? Или просто устала от того, что делает?

Карл не верил, что подобные страхи могут быть причиной поведения Рене; он без труда во­ображал себе впечатления, какие скопились бы у него, будь это так, и воображаемое не укладыва­лось в реальность. Что бы ни тревожило Рене, он был не в состоянии угадать, и это внушало ему беспокойство.

6

В 1931 году Курт Гёдель доказал две теоремы. Первая, по сути, показывает, что математика со­держит утверждения, которые, возможно, истинны, но по природе своей недоказуемы. Даже столь эле­ментарная формальная система, как арифметика, допускает утверждения строгие, осмысленные и ка­жущиеся истинными, однако эта истинность не может быть доказана формальным путем.

Его вторая теорема показывает, что претензия арифметики на полноту как раз и является таким утверждением: она не может быть доказана ника­ким методом, опирающимся на аксиомы арифме­тики. Иными словами, арифметика как формаль­ная система не может гарантировать от таких ре­зультатов, как «1 = 2». Предположим, с подобными противоречиями до сих пор никто не сталкивался, но невозможно доказать, что никто никогда с ними так и не столкнется.

6a

И снова он зашел в ее кабинет. Когда Рене подняла на него взгляд, Карл начал решительно:

— Рене, очевидно; что... Она его оборвала:

— Хочешь знать, что меня беспокоит? Ладно, я тебе скажу. — Достав чистый лист бумаги, Рене села за стол. — Подожди, это займет всего минутку.

Карл снова открыл было рот, но Рене махнула ему, чтобы замолчал. Сделав глубокий вдох, она начала писать.

Посередине она провела черту «верху вниз, раз­делив страницу на две колонки. Вверху первой по­ставила цифру 1, вверху второй — цифру 2. Ниже стремительно нацарапала какие-то символы, кото­рые в следующих строках развила в серию новых. Она скрежетала зубами, пока писала: было такое ощущение, что, рисуя значки, она ногтями скребет по грифельной доске.

Приблизительно в двух третях от начала стра­ницы Рене стала сводить длинные серии символов ко все более коротким. «А теперь завершающий штрих», — подумала она. Осознала, что слишком давит на бумагу, и ослабила хватку — пальцы уже не так сжимали карандаш. В следующей строке се­рии стали идентичными. Внизу страницы поверх разделительной черты она с силой вывела знак ра­венства.

Лист она протянула Карлу.

Он только поглядел на нее, показывая, что не понимает.

— Посмотри наверх. — Он посмотрел. — Теперь посмотри вниз.

Он нахмурился.

— Не понимаю.

— Я открыла формализм, который позволяет приравнять любое число к любому другому числу. На этой странице доказывается, что один равен двум. Выбери любые два числа; я могу доказать, что и они тоже равны.

Карл как будто пытался что-то вспомнить.

— Это ведь деление на ноль, верно?

— Нет. Тут нет никаких запрещенных опера­ций, никаких некорректно заданных условий, ни­каких независимых аксиом, которые бы подразуме­вались имплицитно, ничего. В доказательстве не использовано решительно ничего запретного.

Карл покачал головой.