Журнал «Вокруг Света» №09 за 2008 год

Геометрия, один из древнейших разделов математики, имеет дело с точными фигурами. Но с каким бы тщанием мы ни пытались начертить окружность, она все еще будет несовершенной и неправильной. Настоящая окружность, о которой доказываются теоремы, существует не в этом мире. Знаменитый английский философ и математик, лауреат Нобелевской премии Бертран Рассел отмечал в своей «Истории западной философии»: «Это наталкивает на предположение, что всякое точное размышление имеет дело с идеалом, противостоящим чувственным объектам. Естественно сделать еще один шаг и доказывать, что мысль благороднее чувства, а объекты мысли более реальны, чем объекты чувственного восприятия. Мистические доктрины по поводу соотношения времени и вечности также получают поддержку со стороны чистой математики, ибо математические объекты, например числа (если они вообще реальны), являются вечными и вневременными. А подобные вечные объекты могут в свою очередь быть истолкованы как мысли Бога».

Другой нобелевский лауреат, физик Юджин Вигнер , запустил в обращение ставший знаменитым тезис о «непостижимой эффективности математики в естественных науках». И действительно, основные законы природы выражены «простыми» формулами, которые «схватывают» сложнейший порядок Вселенной. Как видно, математика принадлежит обоим мирам, которые смыкаются в ней самым таинственным образом.

Пифагор Самосский (около 570—500 гг. до н. э.) — одна из самых загадочных фигур в истории философии. Сочинений Пифагора не сохранилось, а историю его жизни трудно отличить от легенд, тем более что пифагорейцы обычно приписывали все свои достижения главе школы. Фото: ULLSTEIN/VOSTOCK PHOTO

Чистые идеи

Уже Галилей заявил, что «математика есть язык природы». И если между экспериментами и формулами возникают расхождения, то, как говорится, «тем хуже для эксперимента». Хотя в этом высказывании есть известная доля иронии и шутки, оно глубже, чем может показаться. Вспомните, что знаменитый «школьный» закон свободного падения тел Галилей вывел, катая каменные шары по жестяному желобу. Вряд ли грубость и несовершенство этого эксперимента позволяли ему дать столь простое описание падения тел. Но Галилей верил в математику и в итоге оказался прав.

Роль математики в познании мира возрастала по мере того, как наглядность уступала место все большей абстрактности. Например, квантовая механика, лежащая в основе самых значимых современных технологических достижений — атомных реакторов, лазеров и транзисторов, описывает элементарные объекты, скорее как математические абстракции, чем что-то материальное.

Но если объекты математики, эти идеальные окружности и треугольники, вообще существуют, то возникают вопросы: где и как именно? С точки зрения Платона , они являются внечувственными и вневременными и образуют мир идеальных сущностей. Именно этими размышлениями о природе математических объектов была инспирирована знаменитая теория идей Платона, согласно которой объекты чувственного мира являются несовершенными копиями мира идеальных вещей. В 30-х годах прошлого века видный швейцарский математик и логик Пауль Бернайс запустил в обращение термин математический платонизм, который прижился в философии математики и означает представление, согласно которому математические объекты существуют вне человеческого сознания и независимо от него.

Работающий математик, как правило, в душе является платонистом. Это означает, что он верит в объективное существование математической реальности, исследованием которой занимается. Для него математические сущности столь же реальны, как для зоолога — кенгуру. Он должен быть убежден в том, что открываемые им объекты и их свойства существуют независимо от его ума, и сама математика не является просто «выдумкой». Однако помимо платонизма есть и другие представления. Их отличия можно продемонстрировать на примере такого типичного математического объекта, как число [?].

Где живет число пи?

Исторически оно появилось как отношение длины окружности к ее диаметру, но довольно скоро, с развитием математики, стало ясно, что число это куда более «вездесуще» и появляется в самых разных математических рассуждениях. Первоначально значение π определялось чисто эмпирически и, как всякое опытное знание, имело приближенный характер. В Древнем Вавилоне его полагали равным 25/8 (31/8). Великий древнегреческий математик Архимед, в распоряжении которого при вычислениях были только простые дроби, из геометрических рассуждений выяснил, что π лежит между 310/71 и 31/7. Со временем точность возрастала, и теперь известно, что численное значение π представляется бесконечной непериодической десятичной дробью:

π = 3,141592653589793238346…