Века сквозь математику, или Как математики раз за разом мир вертели

И, конечно, люди научились считать. Можно даже прикинуть, когда примерно возник у человечества счет. В некоторых языках числительные очень похожи. Один-два-три в русском. Viens-divi-tris на латышском. One-two-three в английском. Eins-zwei-drei на немецком. Uno-dos-tres на испанском. Очень близкие по звучанию слова, не так ли? /*Но, заметьте, близкие по звучанию, но не по написанию!*/ Но если мы возьмем эти же слова на грузинском (эрти-ори-сами), или на китайском (и-эр-сэн), или на венгерском (эг-кет-хааром) или икси-какси-колме на финском – то эти слова уже совершенно другие, не похожие на наши один-два-три. Это показывает нам, что считать люди научились до разделения языков германской и славянской групп, но, скажем, после разделения ностратических языков. Что позволяет прикинуть, что осознанный счет возник позже десятого, но ранее пятого тысячелетия до нашей эры. /*Но это не точно. И, конечно, у разных народов чуть-чуть по-разному.*/

Какие книги можно еще почитать.

К главе 1 про доисторическую математику.

[1]

C. Дробышевский, Достающее звено, в 2 томах. – М.: Издательство АСТ, 2017.

/*Достаточно современная книга, написанная очень живым и понятным языком, хотя и с хорошим уровнем научности и академизма.*/

[2]

Т. Придо, Кроманьонский человек. – М.: Мир, 1979.

/*Старенькая уже книжка, некоторые исторические факты, изложенные в ней, уже уточнены (читай: неправильные). Однако, очень интересная, хорошо написанная и с большим количеством иллюстраций.*/

[3]

Э.Уайт, Д.Браун, Первые люди. – М.: Мир, 1978.

/*Книжка из той же серии «Возникновение человека», что и [2], всего в той серии про доисторическую историю было 5 книг. Все классные, люблю их с детства (но именно эти две относятся к истории уже людей, а не до людей). Написаны все пять книг хорошо и с большим количеством иллюстраций. Рекомендую.*/

[4]

В. Ларичев, Пещерные чародеи. – Новосибирск: Западно-сибирское книжное издательство, 1980 год.

/*Книжка забавная. Популярная, с некоторым налетом эпатажа, но интересная, написана Виталием Ларичевым, академиком РАЕН, известным ученым, археологом, антропологом, востоковедом.*/

[5]

Д. Стройк, Краткий очерк истории математики. – М.:Наука, 1990.

/*Это очень нескучная книга по истории математики. Гораздо менее популярная, чем то, что вы читаете сейчас, но гораздо более полная (ну, в смысле, там больше всего понаписано).*/

[6]

под ред. А. П. Юшкевича, «История математики с древнейших времен до начала XIX столетия» в 3 томах, т.1. – М.:Наука, 1970.

/*«История математики» Юшкевича – это уже вообще серьезная книга по истории математики, можно ее считать в некотором роде учебником по истории математики. Она написана не так забавно и занимательно, как все предыдущее, но зато гораздо более "академическая". Если вам именно этого не хватает в моей книжке – пожалуйста. Но надо учитывать, что некоторые данные из книги несколько устарели.*/

Лекция 2

.

Математика до возникновения математики

В некоторых частях света письменность возникла раньше, в других позже. Нас сейчас интересуют самые древние (из известных) письмена древних людей. А это – глинобитные таблички Междуречья (3,5 тысячи лет до н.э.) и папирусы Древнего Египта (около 2,4 тысяч лет до н.э.). Неоспоримые исторические свидетельства того, что математика тогда уже была.

Понятно, что письменность в те времена была делом дорогим (а также чисто технически долгим и трудным). Записывали только самое-самое важное. Самое-самое необходимое. И среди прочего – математические трактаты.

Почему я назвала эту главу "математика до возникновения математики"? Потому что математикой уже начали заниматься, начали копить некоторые математические знания, но собственно наука математика еще не возникает – она появится позже, в Древней Греции. И это, вообще-то, нормально. Чтобы возникла наука, ей нужен объект изучения. Астрономия возникла, когда уже были звезды. Анатомия – когда уже был человек. Так и тут. Многие занимались математикой еще до того, как это стало мейнстримом (и даже появилось такое слово!)

Итак, что же мы можем почерпнуть из ископаемых манускриптов?

2.1

Древний Египет

В Древнем Египте занимались математикой так называемые писцы. Они были чиновниками при египетских царях (фараонах). Передавали их указы военноначальникам, указывали рабам, как строить здания, рассчитывали налоги. (Т.е. вообще-то обладали очень большой властью и были людьми уважаемыми). Для всего этого им требовались знания математики.

Самый известный в мире математический папирус – папирус Ринда. Он около 32 сантиметров в ширину и более 5 метров в длину (2 куска длиной 3 метра и 2 метра хранятся в Британском музее; и еще кусок около 18 сантиметров утерян в веках). Этот папирус целиком посвящен разным математическим задачкам. Написан писцом по имени Ахмес примерно в 1650-м году до нашей эры. Но считается, что Ахмес переписывал его с еще более древнего манускрипта.

Самый древний из известных математических папирусов – Московский математический папирус, он написан около 1850 года до нашей эры. (Хранится в музее изобразительных искусств им.А.С.Пушкина).

/*Вы когда-нибудь обращали внимание, что самые интересные египетские папирусы хранятся вовсе не в Египте? Как и самые известные глинобитные вавилонские таблички вовсе не в Ираке.*/

Древние математические папирусы служили своеобразными учебниками математики – именно по ним изучали эту премудность новые писцы.

Итак, какого рода задачи можно встретить в папирусах? В папирусе Анастаси номер 1 читаем:

«Я ставлю тебя в тупик, когда приношу тебе повеление от твоего господина, тебе – его царскому писцу, поставленному во главе войска. Должно сделать насыпь для подъема в 730 локтей длины и 55 локтей ширины; она состоит из 120 отдельных ящиков и покрывается перекладинами и тростником. На верхнем конце она имеет высоту в 60 локтей, а в середине 30 локтей; уклон ее – дважды по 15 локтей, а настил – 5 локтей. Спрашивают у военачальников, сколько понадобится кирпичей, и у всех писцов, и ни один ничего не знает. Все они надеются на тебя и говорят: "Ты искусный писец, мой друг, сосчитай это для нас поскорей. Смотри, имя твое славится. Сколько же надо для этого кирпичей?"»

И вот такого рода задачи приходится решать. А куда деваться?

/*К счастью, современным математикам подобные задачи встречаются последний раз приблизительно в школе. Современные математики вообще не решают задачи с числами, только с буквами и прочими непонятными закорючками, типа ?, ? или ?. Помочь в вызове дьявола эти письмена то ли способны, то ли нет, но чтобы придать им какой-либо практический смысл обычно требуется примерно 200 лет.*/

Числа египтяне записывали похоже на известные нам римские числа. Единицы – палочки. Десяток объединяли в символ в виде подковы. Сотню в символ в виде завитка. И так далее. Были символы для тысячи, десяти тысяч, сотни тысяч, миллиона. То есть система счисления у них десятичная, но цифры и, соответственно, позиционная запись числа еще не появляются. (Единицы, кстати, слева, потом десятки и т.д.). В такой системе записи удобно числа складывать (все символы записываем вместе, при необходимости 10 символов одного вида меняем на следующий). И удобно числа умножать на 2 (складывая само с собой). Вычитать (меньшее из большего, конечно) – тоже вполне легко. А большее из меньшего вычитать им не могло и в голову прийти!

Рисунок 2.1: Два примера на умножение из папируса Ринда

А вот как египтяне умножали числа. (См.рис.2.1) Они число удваивали несколько раз и записывали результаты. В правой колонке – на что уже умножили. В левой – результат. Так удваивали до тех пор, пока сумма некоторых чисел в правом столбце не даст второй сомножитель. И складывали соответствующие числа из левой колонки.

Левый пример на рисунке как раз иллюстрирует такую типичную запись. Нам нужно посчитать 12 ? 12. Удваиваем 12 несколько раз.

121=12, 122=24, 124=48, 128=96.

Тут мы замечем, что 12=4+8 (12 – число, на которое нам надо умножить; 4 и 8 – на которые мы уже умножили), и поэтому результат умножения получится 48+96=144.

Как мы видим, умножать – не такой уж легкий труд! А кроме того, египтяне при умножении фактически пользовались и двоичной записью числа.

Но иногда можно было использовать умножение на 10 сразу. На 10 ведь умножать легко. Просто все символы заменить на большие. И тогда еще можно умножить на пять (поделить удесятеренное число пополам).

Правый пример на картинке как раз иллюстрирует атипичную запись, использует умножение на 10 и на 5. Нам нужно посчитать 13?16.

131=13, 1310=130, 135=65.

Поскольку 16=10+5+1, то результат умножения 130+65+13=208.