Первые признаки того, что в VI веке до н. э. появление подобного учения было вполне разумно и возможно, видны на примере полудюжины простых утверждений о прямых линиях и окружностях; и, как гласят предания, Фалес некоторые из них даже доказал. Если прямая линия проходит через центр окружности, она делит окружность на две равные во всех отношениях части.
Или, например, если две стороны треугольника равны, то углы, противоположные равным сторонам, тоже равны. Эти два утверждения подтверждаются при начертании соответствующих фигур, и точно так же очевидна правота другого утверждения: если две прямые линии пересекаются, противоположные углы в точке пересечения попарно равны. Просто внимательно взглянув на чертеж, видим «истину» данного утверждения в геометрии. А если еще немного поразмышляем, то «увидим», что данные выводы не проистекают из каких-либо чисел, которые можно было бы «притянуть» к этому, но, по-видимому, сохраняют справедливость по отношению к любой окружности, любому равнобедренному треугольнику, любой паре пересекающихся прямых линий, которые только в состоянии представить человек. И это означает, что в своей области эти «утверждения» универсальны. Почему? Кто-то скажет, что это вопрос терминологии. Другие найдут утешение в утверждении, что «универсальность» абстрактных линий – это проявление высшего разума.
Четвертое утверждение практически равнозначно: если четырехугольник вписан в окружность, каждая из его диагоналей проходит через центр окружности. Этот вывод, надо признать, не производит сильного впечатления. Но, поданный в иной равнозначной формулировке, он становится, по признанию многих, самой красивой теоремой элементарной геометрии: угол, вписанный в полуокружность, есть прямой угол. Инвариантность, неизменность угла, вне зависимости от места вершины угла на полуокружности, восхищала Данте.
Каждое из приведенных четырех утверждений становится интуитивно очевидным, что явствует в процессе исследования простой фигуры, вроде тех, что ребенок играючи способен нарисовать на поверхности. Все четыре могли быть известны задолго до VI века до н. э., когда впервые в истории их внимательно рассмотрели, но не глазами безучастного ребенка, а пристальным взглядом мудрого человека.
Подобно многим, видевшим справедливость данных утверждений, Фалес также полагал, что очевидность эта интуитивная в смысле видимой «истины». Далее, вполне вероятно, он стал сомневаться в неизбежности столь простых истин в геометрии. Что мы подразумеваем, когда говорим: утверждение о фигуре, составленной из прямых линий, справедливо? Если Фалес и не так формулировал вопрос самому себе или никак его не формулировал, дальнейшее его поведение свидетельствует, что он все-таки сомневался. О действиях Фалеса нам придется судить по записям греческих историков, составивших эти записи много позже того времени, когда Фалеса уже не волновали проблемы прямых линий и окружностей. Историки немногословны, вплоть до неясности, но важно, что именно Фалес ввел абстракцию и доказательства в изучение линий как прямых, так и изогнутых. Доказательство придало значимость справедливости утверждений, как только оно появилось в геометрии. И позволило Платону и его ученикам вообразить, будто они дали смысл доказательству.
Геометрия Египта и Вавилонии еще не оторвалась от своих сугубо утилитарных корней, когда Фалес привез ее в Грецию. Она продолжала в основном заниматься эмпирическими правилами исчисления площадей и объемов.
Предположение о паре равных углов, созданных двумя пересекающимися прямыми линиями, едва ли пришло бы в голову практичным умам, занятым строительством пирамид и рытьем каналов. И все же это предположение часто требуется при доказательстве других предположений, которые ни очевидны, ни бесполезны. Это справедливо и для идеальных абстрактных линий в геометрии, не предназначенных для простых практичных умов, которые не воспринимают их серьезно. В переходе от конкретики чувственного опыта к абстракции идеальных конструкций Фалес совершил прорыв в вечность, опередив своих современников на тысячи лет и целую вселенную.
Вторым его столь же эпохальным деянием стало предположение о том, что некоторые абстракции геометрических фактов, выявленных обычным наблюдением, могут быть выведены из абстракций фактов простейшего уровня, но того же рода. Как утверждают, он «доказал» некоторые из своих теорем «ощутимым», «интуитивным» или «чувственным» методом египтян, говоря: «Я так вижу». Другие же теоремы, и в этом кардинальное отличие для развития науки, математики и философии, он, по описанию, «доказал», или попытался прийти к доказательству «абстрактным», «обобщенным» или «универсальным» методом классических греческих математиков. Вольное толкование последних оправдано обстоятельствами, при которых это было сделано. Адресованы тексты были греческим математикам, жившим много позже Фалеса. Для этих людей греческий метод доказательства означал только прямые дедуктивные рассуждения.
Дабы не воздавать хвалу Фалесу больше, чем он того заслуживает, следует упомянуть, что отдельные историки признают, что он правильно пользовался дедуктивным методом, но не осознал всеобщность процесса: подробное изложение допущений с последующими строго логическими и последовательными выводами. С большей очевидностью, чем сейчас была приведена, подобные выводы не могут быть опровергнуты, как и не могут быть подтверждены. Любой компетентный критик не позволит себе отрицать вклад Фалеса, которому отдают должное за частичное внедрение доказательного процесса в математике. По-настоящему же хвала за развитие полноценного дедуктивного метода воздается отцу западной магии чисел Пифагору. Фалес, скорее всего, был лишен магии и был привержен одному только разуму. Два следующих факта из безвозвратного прошлого могут полностью исчерпать тему его вклада как в математику, так и в философию.
Интерес к первому факту больше исторический. Его значение для развития ранней греческой философии и математики проявится в связи с Зеноном и его несносными парадоксами.
Пирамида Хеопса в Древнем мире считалась чудом из чудес. Подобно всякому греческому путешественнику в Египет, Фалес тщательно изучил этот впечатляющий памятник мумии фараона. Вырождающиеся жрецы демонстрировали пирамиду своему гостю, последнее доказательство утраченной Египтом цивилизации, куда большей, чем грекам суждено когда-либо познать. Если даже колоссальная глыба и внушила благоговейный трепет недавно цивилизованному греку, хотя бы тенью, которую она далеко отбрасывала на пески, он умудрился скрыть свое изумление. К смущению принимающей стороны, Фалес с будничным видом приступил к определению высоты их колоссальной пирамиды. Потрясенные дерзостью непосвященного, священнослужители даже не могли себе представить, как простой смертный без лишних усилий сможет закончить, казалось бы, невыполнимое. Уже сотни веков все головы, им подобные, были столь же пусты, как и череп их мумифицированного фараона. Века, проведенные в бормотании над Книгой мертвых, атрофировали их представления о жизни, а прошлое величие их строителей уже стерлось из памяти. Египет разваливался, Греция стояла на пороге развития.
Существуют две версии того, как Фалес сотворил чудо. Простейшая утверждает, что Фалес измерил тень пирамиды, когда его собственная тень сравнялась с ним по росту.
Все, кто хоть чуть-чуть помнит курс школьной геометрии, поймет, как он получил ответ.
Вторая версия почти повторяет первую. Она напрямую связана с основным выводом одной из самых полезных теорем геометрии. Напомним ее: треугольники ABC, PQR таковы, что внутренние углы А, В, С соответственно равны внутренним углам P, Q, R. АВ – сторона между вершинами А и В. Это означает, что ей соответствует определенное число, определяющее длину стороны, что справедливо и для всех остальных сторон треугольников. Теорема утверждает, что соотношения
Глава 8
Один или много?
За Фалесом следует Анаксимандр, возможно его ученик, живший в 610–546 годах до н. э. Являясь важным связующим звеном в длинной цепочке математиков-философов с VI века до н. э. и до наших дней, Анаксимандр требует пристального внимания с нашей стороны из-за своей концепции бесконечности. Видение настоящего в прошлом необходимо для понимания наводящих на результат мыслей о математической бесконечности в его «транскрипции». И все же эта трудная для понимания концепция, согласно разъяснениям древних комментаторов, имеет ряд характеристик, которые и ныне приписывают бесконечности. Определенно с нее начались западные умствования по поводу возможной безграничности, бесконечности мироздания.
Следует, однако, заметить, что «неограниченный» не значит бесконечный. Поверхность сферы, например, конечна по сути, хотя и не ограничена. И в одной из моделей пространство-время физической вселенной, предлагаемой теорией относительности, вселенная безгранична, но конечна.
Лишь несколько деталей из жизни Анаксимандра дошли до нашего времени. Цицерон говорит о нем как о друге и помощнике Фалеса. Так или иначе он был сведущ в геометрии Фалеса и его философии и передал их со своими дополнениями Пифагору. Он был одним из первых, если не самым первым из греков, вверивших свою науку и математику письменным записям. Его труды известны нам благодаря отрывочным упоминаниям древних историков и философов, которые, как водится, зачастую противоречат один другому. Анаксимандр отличался от остальных и тем, что стал первым в истории ученым, выступавшим с публичными лекциями по философии. Какое-то время он, возможно, даже возглавлял школу для мальчиков. Один дошедший до наших дней рассказ характеризует его как добросовестного педагога. «Ради мальчиков я должен постараться декламировать лучше», – заявил он, когда стал объектом подшучивания за свою привычку произносить нараспев преподаваемый материал.
Почитатели Анаксимандра хотели, чтобы он во всем превзошел своего учителя. Фалес предсказал затмение, Анаксимандр предсказал землетрясение – подвиг, который сейсмологи XX века еще должны повторить. Фалес сказал: «Всё есть вода». Анаксимандр обошел его, заявив, что всё для него есть вода и грязь. В связи с этим отметим, что Анаксимандр заложил основы новой процветающей традиции среди учеников философов – противоречить своему учителю. Фалес даже не пытался объяснить, как мир стал таким, каков он есть. Анаксимандр подарил научному миру первую всеобъемлющую теорию эволюции. Естественно, это была не слишком убедительная теория, но она стала шагом в направлении натурализма от супер-натурализма в объяснении природных явлений. Не станем останавливаться на деталях, поскольку Эмпедокл предложил более интересное объяснение происхождения всего живого на земле, о чем поговорим позднее.
Среди своих «впервые» и «первым» Анаксимандр нарисовал самую раннюю карту мира, как ее представляли в те времена. Карты отдельных областей у египтян и вавилонян вполне могли подтолкнуть Анаксимандра выделить береговую полосу в мировом масштабе. Пока его предшественники зацикливались на частностях, он рассуждал глобально. Если бы только Пифагор не увлекся нумерологией, греческая наука могла бы развиваться на подававшем надежды основании куда как быстрее, чем оказалось в реальности, и, вполне вероятно, она бы уже тогда совершила то, что было открыто позже. Другим «впервые» Анаксимандра стало известное формальное описание в геометрии. Оно не могло быть исчерпывающим, но, если бы несколько теорем были поданы им в логической последовательности, это стало бы эпохальной работой.
В астрономии он использовал гномон (плотничий угольник) – трехмерную систему координат для определения меридиана и точек солнцестояния. Он создал теорию небесных тел, которая, подвергшись модификации, прошла через космологию пифагорейцев, затем попала к Платону и некоторым из его малограмотных последователей и наконец обрела вечный покой в одной из своих ипостасей: неработающей теории небесных вихрей, предложенной Декартом (жившим в 1596–1650 годах) для объяснения движения планет. Небесные тела, считал Анаксимандр, были шарами из огня и воздуха, и каждый из них нес живую частицу божества. В некоторой степени это и был бог. Планеты Декарта, не будучи сами по себе богами, были втянуты в движение богом, который при создании придавал движение всему. В ритмичном круговом движении планетарных божеств Анаксимандра ощущаются, хотя и крайне нечетко, практически все ноты той «музыки сфер», которую впервые заметили и гармонизировали в астрономии Пифагора.
Анаксимандр также поместил Землю в то место, которое она сохраняла за собой в течение двух тысяч лет (до 1543 года), пока Коперник (живший в 1473–1543 годах) не сместил ее из центра Вселенной. Однако это, возможно, и не совсем его достижение. С беспрецедентной смелостью Анаксимандр решил измерить размер Солнца. И хотя его инструментарий и информационное обеспечение не соответствовали уровню поставленной задачи, а его выводы оказались страшно ошибочны, он заслужил полное одобрение научной среды за свой интерес к существующей материи. Вполне может оказаться справедливым, как заметил великий ученый XVII века, что «книга природы есть послание, изложенное математическими символами», но оно предполагает больше чем просто знание математики, чтобы понять написанное. Уже в древние времена «Бесконечность» Анаксимандра стала предметом безрезультатных споров. Плутарх, соглашаясь с Аристотелем, сказал, что это просто термин. Сам же Анаксимандр заслуживает уважения за то, что описал бесконечность как долговременно неизменную в целом, но изменяемую в деталях, неисчерпаемую прародительницу всего сущего и способную обессмертить все, к чему ни прикоснется. Отсюда следует неотразимо притягательный вывод: в непрерывном расширении бесконечности эволюция может быть многократной, возможно даже бесконечной, не оставляющей «следов» всех погибших цивилизаций и исчезнувших рас, которые когда-либо существовали. Очень может быть, что эта поэтическая шутка воображения престарелого Анаксимандра вдохновила пифагорейцев, а после них – и Платона на их мечты о вечном повторении. Другой возможный источник кошмарного умопомрачения бесконечностью мы назовем в связи с Пифагором.