Математика с дурацкими рисунками. Идеи, которые формируют нашу реальность

Людские законы гибки, их можно отменять и пересматривать. Алкоголь продают с 21 года в США, с 18 лет в Великобритании, с 16 на Кубе, в Афганистане алкоголь запрещен, а в Камбодже никакие алкогольные ограничения не действуют — пейте, дети, на здоровье. Правительство любой страны может ужесточить или смягчить запрет на продажу алкоголя по своей прихоти (и, разумеется, чем крепче ваш напиток и чем небрежнее законы, тем больше вы склонны к капризам). Законы геометрии устроены иначе[29]. В них нет пространства для маневра: нет президента, который вас помилует, нет присяжных, которые вас оправдают, нет офицера полиции, который сделает предупреждение и отпустит вас на все четыре стороны. Законы математики выполняются без внешнего контроля и нерушимы по самой своей природе.

Тем не менее, как мы уже видели и еще не раз увидим, это не так уж и плохо. Ограничения рождают творческий порыв. Законы о том, что не позволено геометрическим фигурам, идут в одной упаковке с анализами кейсов, выявляющих, что им разрешено. В дизайнерских проектах — в любом масштабе, от полезной бумаги до прочных зданий и космических станций, уничтожающих планеты, — геометрия воодушевляет, даже если ограничивает.

Поэтому забудьте сентиментальную фразу «Все возможно»! Да, это мило, но глубоко противоестественно, как и многие другие вещи, которые мы скармливаем детям. Реальность строже — и удивительнее.

Глава 6. Мы возвели этот город на треугольниках

Хочу познакомить вас со звездой этой главы — треугольником.

Это не привычный для вас протагонист. Высокомерные литературные типажи могут сбросить его со счетов, потому что он слишком плоский. Тем не менее этот нетипичный герой предпримет типичное героическое путешествие: родившись в убогой семье, научится применять внутреннюю силу и в конце концов сослужит службу всему миру в кризисные времена.

Теперь, если ваше сознание настолько зашорено, что вы не можете вместить идею доблестного многоугольника, ни в коем случае не читайте дальше. Наденьте глазную повязку предрассудков. Но, убедительно прошу вас, зажмурьтесь достаточно крепко, ибо лишь глубочайшая тьма сможет укрыть ваше сумеречное сознание от сияющей истины, пронзительного света плоской геометрии. Разве вы забыли? Мы возвели этот город. Мы возвели этот город на треугольниках…

1. Двенадцать узлов на египетской веревке

Добро пожаловать в Древний Египет: процветающее царство, засилье чиновников, строгая вера и локти, согнутые под прямым углом. Оно просуществует несколько тысячелетий и переживет восход и закат империй с властелинами в коронах поскромнее.

Идем, подышим свежим воздухом. На дворе 2570 год до н. э., и Великая пирамида Гизы уже построена наполовину[30]. Три с половиной миллиона тонн кирпичей возвышаются среди пустыни, и на них взгромоздят еще три миллиона тонн. Самые тяжелые блоки весят больше двух слонов. Основание представляет собой квадрат со стороной 230 м (протяженность трех кварталов Нью-Йорка). Когда спустя десять лет пирамида будет закончена и 80 000 рабочих смогут расслабиться и выпить лимонаду, высота пирамиды будет составлять 150 м. Через пять тысячелетий она по-прежнему будет целехонька — самый непоколебимый небоскреб в истории человечества, величайший триумф триангулярной архитектуры.

Но на самом деле все не так.

Не поймите меня превратно: она еще не рухнула (по крайней мере, по моим последним данным). Но это никакая не победа треугольников. Если вы желаете увидеть треугольники в деле, забудьте о Великой пирамиде и прогуляйтесь со мной до пустыря неподалеку. Там мы обнаружим небольшую команду землемеров с канатом, завязанным странной петлей с 12 узлами на равном расстоянии друг от друга[31].

Зачем? Просто понаблюдайте. Сделав несколько шагов, каждый третий землемер берет свой узел (№ 1, № 4 и № 8, если быть точным), и они натягивают канат. Словно по волшебству, он образует прямоугольный треугольник. Четвертый рабочий отмечает прямой угол на песке. Землемеры ослабляют натяжение каната. Эта сценка повторяется снова и снова, пока весь пустырь не будет поделен на идеальные участки равного размера.

Если вы не клевали носом на уроках геометрии (и даже если клевали), эта сценка, возможно, вызовет в памяти теорему Пифагора. Ее формулировка такова: если вы построите по квадрату на сторонах прямоугольного треугольника, сумма площадей двух меньших квадратов будет равна площади большего. Или, говоря современным алгебраическим языком: а² + b² = с².

Реестр таких треугольников бесконечен. Например, длины сторон могут быть равны 5, 12 и 13; или 7, 24 и 25; или 8, 15 и 17; или (мой любимый пример) 20, 99 и 101. Египтяне мудро выбрали простейший случай: треугольник со сторонами 3, 4 и 5. Вот поэтому узлов именно 12.