Файл: _Арнольд В.И., Что такое математика.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 09.11.2019

Просмотров: 3462

Скачиваний: 58

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
background image

i

i

i

i

i

i

i

i

качество, е ж е г о д н о должен был представлять свое

письменное сочи-

нение

.

В качестве такового Вейерштрасс представил свое

сочинение об эл-

липтических функциях

. Так как в школе никто понять его не мог, это

сочинение отправили на отзыв в университет. И через несколько дней
Вейерштрасс стал одним из самых уважаемых математиков мира, быстро
перевернувшим стиль всех математических курсов, которые и сейчас изо-
билуют

«

теоремами Вейерштрасса

»

вроде такой:

«

предел последователь-

ности непрерывных функций непрерывен

»

. Эта неверная

«

теорема

»

была первым достижением бурбакистского наведения в анализе строгости,
которое начал Коши, давший современное определение предела. Контр-
примеры к неверной теореме Коши предъявил Абель. Вейерштрасс спас
положение, заменив нелепую

«

поточечную сходимость

»

из определения

Коши правильной

«

равномерной сходимостью

»

, при которой непрерыв-

ность уже сохраняется.

Эта грубая ошибка

«

строгого

»

Коши

––

одна из самых поучительных

глав в истории математики,

без ее разбора невозможно понять важ-

нейшее в математике и в приложениях понятие сходимости.

По-

этому в

«

современных

»

курсах анализа о ней не упоминают

––

вероятно,

для того, чтобы студенты ничего не понимали и потому больше уважали
профессоров. Понятие предела или сходимости, которое неудачно бур-
бакизировал Коши, принадлежит Ньютону (хотя, по существу, оно ис-
пользовалось уже Архимедом и даже раньше). Интересно, что сходимость
функций

––

не то, что сходимость их графиков (это

«

явление Гиббса

»

тоже

следовало бы включать в курсы анализа).

Признать влияние Ньютона или Гиббса французам трудно, так как они

не французы. О том, как во Франции преодолели эту трудность, мне стало
известно в результате многообразной деятельности

«

Комитета по защи-

те наследия французской науки от иностранцев

»

, членом которого

меня назначил министр науки Франции (и в работе которого я, впрочем,
никакого участия не принимал, все вспоминая о родине слонов

24

).

Принцип работы

«

защитников наследия

»

состоит в том, чтобы утвер-

ждать, будто все сколько-нибудь важные открытия и изобретения в любой
области (будь то изобретение радио или первый самолет

25

) принадлежат

24

Слова

«

Россия

––

родина слонов

»

изобрел в XVIII в. испанский путешественник, рекла-

мировавший таким способом увиденные им в кунсткамере Петербурга остатки мамонтов.

25

В

«

Музее искусств и ремесел

»

в Париже под куполом бывшей церкви подвешен один из

их первых самолетов, размахом крыльев метров в десять. Он

––

с паровым двигателем, как у

паровоза, а крылья обтянуты кожей.

В Венсенском лесу под Парижем есть памятник садовнику, убитому вследствие происхо-

дившего над ним во время Первой мировой войны воздушного боя. Французский самолет,

61


background image

i

i

i

i

i

i

i

i

исключительно французам. Все это живо напоминает борьбу с космопо-
литизмом в СССР сороковых годов.

И вот, о Ньютоне я прочитал, что он

–– «

чисто французское изобре-

тение

»

, историю которого я сейчас и расскажу.

На улице Сен-Жак в Париже, рядом с Коллеж де Франс, до сих

пор находится лицей Людовика Великого. В конце XVII в. здесь учился
мальчик по фамилии Аруэт. Его учитель, иезуит Н. Фрере, был яростным
антисемитом и сумел внушить эту идею своим ученикам (сегодняшние
погромы, в области которых Франция борется за первенство с русским
царем, происходят не от него). Антисемитизм быстро привел Аруэта к
антихристианству, потому что Иисус Христос был ведь евреем. И он впо-
следствии опубликовал много антихристианских сочинений, но со страху
подписывал их не своей настоящей фамилией, а псевдонимом: Вольтер.

Кончив лицей, он решил, что для полного разгрома христианства нужно

лишить его научной базы, каковую в то время обеспечивал крупнейший
немецкий ученый Лейбниц (кстати, подаривший Петру I списанный им с
устава Академии наук Франции проект Российской академии наук, кото-
рый тот и осуществил).

Лейбницу принадлежит (бурбакистское)

«

математическое доказа-

тельство бытия Божия

»

. Оно состоит в следующем. Наше мышление

работает двумя путями:

индукция

(заключение от частного к общему)

доступна и животным (обжегся два раза, третий не полезешь). А вот

де-

дукция

26

имеет совершенно иной характер:

применение общего закона

к частному случаю

это скорее юридическая деятельность

(

«

не

убий

» ––

значит нельзя убить и жену, даже очень надоевшую). Ни одно

животное, по Лейбницу, к дедукции не способно. А человек, наоборот, даже
получает удовольствие от этого умозаключения, от своего рода законопо-
слушности, подчинения себя законам.

«

Почему?

» ––

спрашивает Лейбниц.

И отвечает:

«

Да потому что

Создатель заложил в hardware мозга Ада-

ма удовольствие от дедукции

, сохранившееся и у нас. Следовательно,

––

заключает Лейбниц,

––

прислушиваясь к тому наслаждению, которое

нам доставляют дедуктивные умозаключения, мы добываем себе
тем самым прямые доказательства участия Создателя в нашем
происхождении, а тем самым

и его бытия

»

.

Чтобы разгромить учение Лейбница, Аруэт поехал в Берлин. Но там

оказалось, что спорить придется не с Лейбницем, а с его могущественным
покровителем, королем Фридрихом. И вскоре король, любивший флей-

неудачно маневрируя для обороны Парижа от летящего на город немца, уронил на землю
свой мотор, которым и убил садовника.

26

Б. Л. Пастернак подчеркивал:

«

Не все на свете создается дедукцией откуда-то сверху!

»

(речь на пленуме Союза писателей СССР в Минске в 1936 г.).

62


background image

i

i

i

i

i

i

i

i

ту и науки, задал Аруэту ехидный вопрос:

«

Объясните,

почему это на

всех континентах есть обезьяны, кроме только Европы, где вместо
них

французы

?

»

Аруэт нашелся и быстро ответил:

«

Нет, Ваше Величество,

францу-

зы

не обезьяны, они

помесь тигров с обезьянами

»

.

Эта фраза, между прочим, примерно через сотню лет сыграла роль в

истории русской литературы. Шарлотта Кордэ зарезала в ванне Марата, а
его брат Будри так испугался, что удрал спасаться от революции в Петер-
бурге, где император Александр I доверил ему преподавание литературы в
лицее. И на одном из своих уроков Будри рассказал лицеистам историю
спора Фридриха с Аруэтом об обезьянах.

Но лицеисты, услышав, что

«

француз

––

это помесь тигра с обезьяной

»

,

сразу вскричали:

«

Да ведь это Пушкин!

» ––

и с тех-то пор он и получил

у товарищей известное прозвище

«

француз

»

(имелась в виду помесь ти-

гра с обезьяной, все это знали, но произносить синоним

«

француз

»

было

короче). Вдобавок, и первые стихи Пушкина были французскими.

J’ai poss

´

ed

´

e une ma

ˆı

tresse honette,

Je la servais comme il lui faut
Mais je n’ai pas tourn

´

e sa t

ˆ

ete:

Je n’ai jamais vis

´

e si haut!

Пушкин в лицее, правда,

«

считал схоластику за вздор и прыгал в сад через

забор

»

.

Но обратимся к Вольтеру. Он стал спрашивать друзей-ученых:

«

Где бы

найти врага Лейбницу?

»

(для уничтожения научного авторитета последне-

го)

––

и получил ответ: лучше всего помочь может Ньютон, у которого с

Лейбницем приоритетные споры (Лейбниц опубликовал свой курс анализа,
не ссылаясь на предшествовавшие работы Ньютона, и тот обиделся, хотя
сам ничего к тому времени еще по анализу не опубликовал).

Итак, Вольтер приехал в Лондон. Но он опоздал: Ньютон успел уме-

реть. Все же Вольтер отыскал там Катерину Бартон, племянницу и на-
следницу Ньютона, в лондонском доме которой он и умер.

Катерина Бартон считалась красивейшей женщиной Лондона, но Нью-

тон возражал:

«

Нет, не красивейшая, а умнейшая

»

. Еще до переезда в

Лондон, в Кембридже, у Ньютона был ученик, Монтэгю Галифакс, который
бывал у него дома, влюбился в Катерину (оба были поэтами) и сохранил
это чувство на всю жизнь.

После

«

бархатной революции

»

лорд Монтэгю Галифакс стал лордом-

канцлером, правящим Англией вместо короля, когда тот уезжал. Он осно-
вал существующий и сегодня Английский Банк и пригласил своего учителя
Ньютона в Лондон, чтобы там заведовать Монетным двором (который

63


background image

i

i

i

i

i

i

i

i

Ньютон быстро реорганизовал, проведя монетную реформу: он изобрел
насечки на ободе монеты и машины для их изготовления, фальшивомонет-
чикам стало невозможно срезать золото с ребра монеты напильником, и
денежный кризис был ликвидирован).

Катерина стала у Галифакса домоправительницей, и Лондон быстро

признал ее первой леди; послы предпочитали иметь дело скорее с ней, чем
с королевой или с леди Галифакс.

Вольтеру Катерина постаралась рассказать, что знала: он привез от нее

в Париж историю про яблоки, доказывающие закон тяготения, которую
Ньютон раньше никому, кроме племянницы, не рассказывал. И вот, чтобы
подорвать авторитет покойного уже Лейбница, Вольтер стал доказывать,
что Лейбниц все украл у Ньютона, а для этого Вольтер

создал настоящий

культ Ньютона с его яблоками, сохранившийся и до сих пор

. Гёдель

обнаружил, что Вольтер и просто повсюду сжигал труды Лейбница.

Так что без француза (на самом деле швейцарца) Аруэта никакого

Ньютона известно бы и не было: никто бы не знал, что у Великого фило-
софа Лейбница

27

был такой соперник!

––

вот теория для защиты Наследия

Французской Науки (подробно вся эта история описана в статье P. Bon-
nefoy, G. Rivi

`

ere-Wekstein. C’est la faute

`

a Voltaire // Fusion. 2001. №84.

P. 4

––

25).

Вопрос об авторстве разных математических открытий остается острым

и сегодня. Например, в различных экологических, экономических и других
подобных работах по

«

прикладной математике

»

, в том числе российских,

можно часто встретить упоминание

«

бифуркации Хопфа

»

, в результате

которой равновесное состояние системы, теряя устойчивость, сменяется
малыми вначале периодическими колебаниями: это так называемая

«

би-

фуркация рождения предельного цикла

»

.

27

Философские труды Лейбница были даже изданы на русском языке в многотомном

издании Института Маркса

––

Энгельса

––

Ленина

––

Сталина у Волхонки, так что я школьником

читал его доводы в пользу единства мира: он утверждал, например, что лично видел помесь
крысы и кошки и что помеси людей с обезьянами заполняют Африку. Учение Лейбница было
использовано марксизмом.

Философские идеи Лейбница не лучше математических. Он считал, например, что диф-

ференцирование

––

гомоморфизм кольца функций, и утверждал, что окружность кривизны

пересекает гладкую кривую в общей точке с кратностью четыре, хотя настоящим матема-
тикам, как Ньютон или Гюйгенс, или даже Лопиталь, а также и художникам, например,
рисующим драпировки, было совершенно ясно, что эта кратность нечетна (так как кривая
по одну сторону от точки касания расположена внутри круга кривизны, а по другую

––

вне).

К сожалению, в современных курсах анализа этот вопрос не обсуждается, а эксперименты,

немедленно приводящие в обеих указанных выше задачах к открытию истины, никогда не
делаются студентами (для которых экспериментальный характер науки математики и вообще
остается тайной).

64


background image

i

i

i

i

i

i

i

i

Вероятно, первым исследовал это явление Пуанкаре, опубликовавший,

впрочем (например, в

«

Новых методах небесной механики

»

), скорее общий

метод исследования всех подобных бифуркаций, имея в виду не столько
этот простой частный случай, сколько его гораздо более сложные обоб-
щения.

Но гениальные работы Пуанкаре оставались малозамеченными ак-

сиомофилами, царствовавшими после него в математике. Только физик
А. А. Андронов, ученик Л. И. Мандельштама, занялся развитием и при-
ложением идей Пуанкаре (в особенности для нужд радиофизики) в конце
двадцатых годов XX столетия. Теория Пуанкаре была затем перенесена
с аналитического случая, которым он занимался, имея в виду задачу
трех тел, на системы конечной гладкости (эти обобщения опубликовал
Л. С. Понтрягин). К концу тридцатых годов эта теория, изложенная уже и
в виде книг, и в математических статьях со строгими доказательствами и
точными формулировками теорем, вышла далеко за рамки первоначальных
исследований Пуанкаре (породив, среди прочего, исследование проблемы

«

структурной устойчивости

»

, которую Андронов и Мандельштам

называли

грубостью

).

Интересно, что одна из основных идей этой теории осталась неосвоен-

ной даже сегодня, хотя она и была явно сформулирована Мандельштамом
в его предисловии к знаменитой во всем мире книге Андронова и Хайкина

«

Теория колебаний

»

. Эта идея состоит в том, что

структурная устойчи-

вость

(

т. е. сохранение качественных выводов при малом изменении

параметров, от которых зависит система

)

свойство не системы

(

векторного поля, дифференциальных уравнений, фазового портре-

та и т. п.

)

, а свойство тех вопросов, которые мы об этой системе

задаем

.

Например, знаменитая теорема Андронова и Понтрягина о типичности

грубых систем на двумерной плоскости или на сфере исследует вопрос о
топологическом строении фазового портрета и доказывает, что малое воз-
мущение типичной системы меняет фазовые кривые лишь так, что фазовый
портрет в целом остается гомеоморфным (топологически эквивалентным)
самому себе в невозмущенном виде: не меняется ни число положений
равновесия, ни число предельных циклов и т. д. В 1965 г. С. Смейл в заме-
чательной работе доказал, что в многомерном случае картина совершенно
иная. Он нашел

типичные примеры негрубых систем, в окрестности

которых нет грубых

, так что исследование даже типичной многомерной

системы не может сводиться, как это происходит в двумерном случае, к
алгеброподобному анализу комбинаторики простых и структурно устойчи-
вых элементов, вроде равновесий, циклов и иных притягивающих множеств
(

«

аттракторов

»

, т. е. предельных, установившихся режимов движения).

65