Искусство мыслить рационально. Шорткаты в математике и в жизни

По правде говоря, в любой карте неизбежны компромиссы. Собственно говоря, это обстоятельство открыл Гаусс, когда исследовал природу кривизны разных геометрий. Он назвал свое открытие «Theorema Egregium», то есть «Замечательной теоремой»: в ней он доказал, что плоской картой невозможно обернуть сферический глобус без искажения расстояний. На любой карте планеты приходится жертвовать чем-нибудь. Карта Галла – Петерса точно отражает площади, но не формы стран. Длина Африки получается вдвое большей ее ширины, тогда как на самом деле форма этого континента ближе к квадратной.

Разумеется, на большинстве карт Северное полушарие всегда находится вверху, а Южное – внизу. Но сферы симметричны, так что нет никаких причин, по которым карта не может быть ориентирована наоборот. Выбор ориентации опять-таки отражает то обстоятельство, что карты составляли обитатели Северного полушария.

Австралиец Стюарт Макартур решил противопоставить такому перевесу севера свою собственную карту, в которой Южное полушарие находится наверху. Тех, кто видит ее в первый раз, эта карта приводит в сильное замешательство. Кажется, что в ней что-то не так. Но это всего лишь показывает, насколько мы привыкли видеть планету с точки зрения Меркатора.

Самое главное в карте – то, чего мы хотим добиться с ее помощью. Нужен шорткат для навигации? Шорткат к пониманию размеров территории? Чаще всего на картах стараются точно воспроизвести какие-нибудь геометрические параметры. Например, размеры на карте могут соответствовать размерам на планете. Или же могут совпадать углы между линиями. Но бывает и так, что карта отбрасывает все эти полезные вещи и сохраняет лишь информацию, самую важную для перемещения из пункта А в пункт Б.

Одна из карт, которые я люблю больше всего и использую ежедневно, – это схема лондонского метро. Физическая карта, на которой показано географическое расположение станций и линий метро, не очень-то помогает перемещаться по городу. Вместо этого легендарная схема Гарри Бека, опубликованная в 1933 году, показывает, как связаны элементы этой сети, игнорируя физические расстояния. Эта карта была настолько революционной, что поначалу компания, управлявшая метрополитеном, ее отвергла. Проблема, однако, состояла в том, что компания несла убытки, так как лондонцы не пользовались ее системой. Когда попытались выяснить, почему это происходит, оказалось, что пассажиры просто не могли разобраться в сети. Карты, разработанные компанией, пытались воспроизводить географию города, но в результате получалась невразумительная, запутанная мешанина линий, в которой было трудно что-либо понять.

Бек осознал эту проблему и решил, что от географической точности следует отказаться. Он переместил линии, выпрямил их, подвел их к пересадочным станциям под ясными углами, отодвинул станции друг от друга. Возможно, Беку помог опыт работы в области электроники, потому что схема метро получилась больше похожей на электронную схему, чем на железнодорожную карту.

Поняв, что необходима более удобная карта, позволяющая пассажирам ориентироваться в сети линий метро, компания в конце концов решила принять проект Бека. Три четверти миллиона экземпляров его схемы были отпечатаны и розданы пассажирам. Схема завоевала всемирную славу. По ее мотивам создавали произведения искусства: в отделе современного искусства Британской галереи Тейт висит картина Саймона Паттерсона, на которой воспроизведена схема метро, но названия станций заменены на имена инженеров, философов, путешественников, планет, журналистов, футболистов, музыкантов, киноактеров, святых, итальянских художников, синологов (китаеведов), юмористов и «Людовиков» (французских королей). Дж. К. Роулинг даже придала форму этой схемы шраму на левом колене профессора Дамбльдора, намекая на то обстоятельство, что самые лучшие идеи, которые она использовала в книгах о Гарри Поттере, приходили ей в голову в поездах.

Преимущество схемы лондонского метро заключается в том, что она – не географическая карта; она сосредоточена на более важной задаче – показать, как добраться из точки А в точку Б. То, что участок между станциями Ковент-Гарден и Лейстер-сквер имеет на схеме такую же длину, как участок между Кингс-Кросс и Каледониан-роуд[75], не означает, что соответствующие расстояния одинаковы. Пассажиру гораздо важнее понимать, что эти станции соединены линией метро, чем знать, на каком расстоянии друг от друга они находятся.