Магия чисел. Математическая мысль от Пифагора до наших дней

Белл Эрик Темпл

Эта цитата – читатель, вероятно, узнал ее – взята у Эддингтона и приводится в самом начале книги. Мы теперь вернемся к нашей отправной точке и вспомним несколько исторических деталей, которые, возможно, частично лежат в основе поразительного заключения, что те самые фундаментальные законы природы «можно предсказать целиком путем эпистемологических рассуждений. Они соответствуют априорному знанию и поэтому полностью субъективны». Кант, как мы видели, придерживался подобного мнения относительно математических истин, особенно таковых из геометрии; а теологические логики Средневековья почти так же воспринимали логику и зачатки естественных наук Аристотеля. Мы видели также, что математики XIX и XX столетий отказались от подобных убеждений по вполне обоснованной причине, что им противоречит современное знание.

Это, однако, не должно вызвать предвзятое отношение к научному пифагореизму. Компетентные эксперты все еще продолжают свои споры, и, скорее всего, споры эти продолжатся еще долгие годы. Давайте, перед тем как перейти к выводам, раз и навсегда остановимся на том, что, если современные пифагорейцы правы, это наименее ожидаемое и предельно недосягаемое научное достижение за все двадцать пять столетий.

Фалес, Пифагор и их преемники, видимо, в конечном счете ответственны за уверенность наших современников в возможности открыть все фундаментальные законы физики только силой мысли. Их элементарная геометрия вышла из обобщения или идеализации чувственного опыта и самого простого наблюдения мира вокруг себя. Потом, как мы видели, они обнаружили, что истины геометрии выводимы из нескольких постулатов, или, как их стали называть позднее, «общих понятий». Постулаты оказались необходимыми, не просто достаточными для последовательного понимания физической вселенной. Аналогично логика в процессе дедукции была неизбежной. Для метафизических наблюдателей естественно было делать вывод, что «законы мысли» и «конституция разума» делают все обращения к чувственному опыту не только лишними, но и вводящими в заблуждение.

Впечатленные триумфами геометров, философы воздвигают свои собственные постулаты (или иногда скрывают их) и переходят к рассуждениям о строении и основных законах вселенной, природе божественного и об отношении человеческой души к тому и другому. Простые постулаты снова казались необходимыми для их изобретателей или исследователей, и снова сопутствующее дедуктивное рассуждение оказалось столь же непреклонным, как судьба, если не самой судьбой.

Философы даже более, нежели математики, оказались убеждены в очевидной правильности их умозаключений, поскольку в целом нельзя было очевидно сопоставить дедукцию с наблюдением. В тщательно аргументированной абстрактной науке, порожденной математикой и философией, было бы вполне реально проверить некоторые выводы фактами. Но более влиятельные лидеры безоговорочно доверяли своим рассуждениям. Эта несомненная уверенность в чистом разуме как необходимом и достаточном орудии понимания и открытия перешла из греческой науки и философии в ортодоксальные научные методики средневековых европейцев.

Немалые услуги, которые классическое дедуктивное рассуждение оказало средневековому богословию, помогли этому методу получить ложный престиж в науке. «Все святые и мудрецы», распознавшие в банальных мелочах элементарной арифметики типичный образец вселенной, с готовностью обнаружили все тайны природы в духовной нумерологии Священного Писания. Поскольку материальный мир не представлял большой важности для ревностных мыслителей, обеспокоенных прежде всего спасением собственных и других душ для нематериального загробного мира, наука была подчинена богословию в работах новых Учителей. Если наблюдение и опыт противоречили разуму, тем хуже для наблюдения и опыта. Логика и богословие объединились в подтверждении вердикта Пифагора, что число управляет вселенной.

Ближе к завершению этого золотого века абсолютной веры доктринеры и более просвещенные адепты превосходства и вседостаточности чистого разума нашли симпатичное подтверждение их верования в древних (и уже поэтому уважаемых) идеях платонистов. Очищенная от богословской незрелости, нумерология больше не подозревалась в нелепости, противоречащей образованному уму. В обработке Платона древняя магия чисел превратилась в самую сущность естествознания, как засвидетельствовано уважаемыми представителями науки. Потом, чуть ли не в один день, с появлением современного научного метода в конце XVI века, даже философская нумерология прекратила сковывать инициативных людей науки, и основательное изучение физической вселенной пошло намного быстрее, чем в любые предыдущие эпохи.

Намеки на то, что

античная нумерология лишь временно находилась в состоянии бездействия, появились к концу XVIII столетия в торжественном заявлении Лапласа. Этот величайший ученик Ньютона в области математической астрономии не был ни эмпириком, ни в малейшей степени критическим математиком. На самом деле, если бы изредка говорить правду о великих покойниках не считалось биографическим богохульством, можно было бы откровенно сказать, что вне собственной конкретной области Лаплас – человек и математик – был наивен, как ребенок. Нет, не возмутительно интеллектуально наивен. Этот великий математический астроном обставлял свою частную жизнь с практичным цинизмом французского крестьянина. Порой он настолько умно и ловко декорировал и приспосабливал свои убеждения к политическим веяниям момента, что самому нечем уже было прикрыть реальные убеждения, если таковые имелись. Частично этот практический оппортунизм, возможно, продиктовал его публичные высказывания по вопросам «возвышенной науки», на роль преданного и бескорыстного слуги которой он претендовал. «Истина, – заявлял он беспечно, – мой единственный Учитель». Вполне допустимо, что он, скорее всего, искал возможности произвести впечатление на публику, далекую от математики, важностью своих личных исследований, когда заявлял, что его уравнения содержат всю прошлую историю существования и непреклонно диктуют будущее «мира», то есть Солнечной системы. Поскольку закон тяготения Ньютона был объявлен всемирным, или универсальным, из этого следовало, что вся вселенная являлась механически определенным целым, управляемым исключительно непреложной математикой XVIII столетия. Пространство было Евклида; гравитация всюду и всегда Ньютона; логика по большей части Аристотеля; математика же стояла на пороге самого творческого периода за всю историю. Лаплас был помолвлен.

Не все выдающиеся математики XVIII столетия были настолько довольны собой и своими работами, как Лаплас. В величайшем из них, Лагранже, убедительные достижения сочетались с умеренным скептицизмом. Как следствие ему не принадлежат никакие громкие декларации о судьбе вселенной. Когда его пытались раззадорить и спровоцировать объявить себя пророком, Лагранж обескураживал приставучих простым заявлением «Я не знаю». Лаплас был более известен тем, что не завоевывал общественное мнение и предоставлял другим свергать себя с пьедестала, если у тех на то хватит сил. У некоторых хватало.

Один из тех, кто пошатнул его понтификат, сэр Джордж Биддель Эйри (1801–1892), заслуживает бессмертия за свое глубокое наблюдение, что вселенная является вычислительным устройством на вечном двигателе, чьи шестерни и маховики представляют собой бесконечную систему саморешаемых дифференциальных уравнений. Каждый атом во вселенной существует исключительно потому, что уравнения вселенной обеспечивают его существование. Взамен этого неопределенного дара существования атом в своем блуждающем движении уничтожает уравнения, удостоверяющие его существование. Романтичная математика космоса Эйри была версией XIX века древнего мифа математического постоянства, замаскированного под чувственный опыт как хаотический поток. Пифагор стоял на пороге возвращения.

Именно физика наконец сделала пифагореизм приемлемым для конкретного типа современного научного мнения. Чтобы увидеть, как это случилось, мы должны кратко рассмотреть некоторые из наиболее захватывающих предсказаний физики и астрономии XIX и XX веков. Существуют три вида предсказания математической физики и астрономии.

Первые относятся к известному явлению и предсказывают, каково будет его численное измерение при некоторых предписанных условиях. То есть предсказание количественно в отношении чего-то уже известного качественного.

Многие из опытов на любом хорошем лабораторном оборудовании в кабинете физики средней школы разработаны, чтобы скрыть этот тип предсказания от учащихся. Новичок знает, например, что свет отражается от простого плоского зеркала и от него требуется проверить «закон», что угол падения равен углу отражения. Если бы он был знаком с математической теорией света, он обошелся бы без лабораторного опыта, но тогда в нем не было бы ничего от экспериментального физика. Этот первый тип предсказания определяет «меру» (число) качественного явления.