В частности, если возникнут подозрения в том, что восстановленная запись Ферма на полях – это не более чем очередная фальшивка среди моря всяких других, то они окажутся не только неконструктивны, но и отвергающие саму возможность узнать настоящее решение знаменитой научной проблемы. Если же этот фактор не учитывать, то упорствующие в таких подозрениях рискуют оказаться в очень даже глупом положении, т.к. в этой самой восстановленной записи есть как раз то, о чём наука до сих пор не имела ни малейшего представления. Ведь для неё ВТФ всегда была всего лишь головоломкой, которую более трёх веков так и не смогли разгадать.
Такое пренебрежительное отнесение одной из фундаментальных научных проблем к сфере интеллектуальных развлечений привело к тому, что реальная наука стала уступать место идеям, не имеющим с ней ничего общего. В итоге получилось так, что все справочники и энциклопедии в унисон и безапелляционно сообщают нам, мол проблема ВТФ давно решена, а на самом деле наука и понятия не имеет о том, как реально обстоят дела в действительности. Если бы это и на самом деле было так, то последствия оказались бы настолько существенными, что радикально изменили бы состояние вообще всей науки в целом!!!
Не верите? Ну что ж, судите сами, вот лишь одно из таких последствий. Если ВТФ доказана, т.е. решение в целых числах уравнения Ферма a
+b
=c
при n>2 невозможно, то это уравнение оказывается единственным (!!!) исключением из более общего случая A
+B
=C
, в котором можно для любых (!!!) заданных натуральных x, y, z, кроме, естественно, x=y=z>2, вычислить сколько угодно (!!!) решений в целых числах! Ну и как? Разве наука знает, как решать это общее уравнение? Конечно, нет. А может быть она хоть что-нибудь знает о детских уравнениях Ферма с волшебными числами? Или о чудесной формуле «Бином Ферма»? Тоже нет. Впрочем, об этой формуле каким-то невероятным образом догадался советский писатель-фантаст Александр Казанцев, но математики не могли помочь её вывести, вот и пришлось ему вместо эффектного уравнения, (см. рис. 1), демонстрировать пустой муляж.
Видимо он и не подозревал, что ему надо было обратиться за помощью не к математикам, а к детям, тогда и результат его фантастической догадки появился бы намного раньше данной книжки, где эта формула выведена как раз к месту, т.е. в восстановленном доказательстве ВТФ от самого Ферма! Если же об этом доказательстве, (полученном ещё аж 365 лет назад!!!), узнают дети, которые учатся в обычной средней школе, то они легко справятся и с решениями уравнений, содержащих волшебные числа. Эти-то числа, в отличие от некоторых, с которыми работают математики, настоящие, т.к. они подчиняются основной теореме арифметики (ОТА). Но беда в том, что сегодняшняя наука даже и не подозревает, что эта самая фундаментальная из всех теорем до сих пор не доказана!!!
Ведь если бы науке стало об этом известно, то у неё не было бы иного выхода, как принять ОТА в качестве аксиомы, т.к. иначе сама наука просто исчезла бы и её тогда не могло быть вообще! Теперь же для неё станет настоящим сюрпризом узнать о том, что проблему доказательства ОТА решил опять-таки тот же Пьер Ферма, причём он использовал для этого свой брэнд под названием «метод спуска». Однако он не мог своё доказательство обнародовать, поскольку это указывало бы на замеченную им ошибку в доказательстве Евклида, а это, не то что в те времена, но и теперь никак непозволительно, т.к. боги по определению не могут ошибаться. Любопытно и то, что, не заметив ОТА в «Началах» Евклида, даже такой исполин науки, как Карл Гаусс, в точности повторил его ошибку, что видимо также указывает на его истинно божественное происхождение.
В этой книге доказательство ОТА, полученное Ферма, теперь также, как и ВТФ, восстановлено и уже лазейки для проникновения в науку всяких псевдо чисел закрыты, хотя очиститься от них будет совсем не просто, поскольку прецедент для них создал не кто иной, как величайший учёный и математик Леонард Эйлер! Косвенно к этому оказался причастен и Карл Гаусс, доказавший «основную теорему алгебры», которая без этих якобы чисел, получивших название «мнимые» или «комплексные», была бы неверна. Задолго до Эйлера и Гаусса такие известные учёные, как Лейбниц и Кардано высказали своё категорическое неприятие «чисел» такого рода. Но они-то и не знали, что вот эти казанцевские мнимы не подчиняются ОТА, поскольку лишь в 1847 году это пренеприятнейшее известие впервые всему учёному миру поведал Эрнст Куммер. Но почему-то этот самый учёный мир и до сих пор упорно не желает избавиться от иллюзии того, чего на самом деле нет вообще! Например, вызывающая восторг формула Эйлера e
+1=0 на самом деле есть полная нелепица, не имеющая к науке никакого отношения, кроме разве что того, чтобы учить детей не верить в реальность таких фокусов. Ведь здесь даже детям очевидно, что e
=-1, а это уж точно явная туфта, т.к. присутствующее здесь мнимое число i=?-1 делает мнимым и бессмысленным всё, в чём оно присутствует.
Главный герой нашего повествования Пьер Ферма даже в жутких снах не мог бы себе представить, что только одна из целой сотни его задач [22] сможет даже через 325 лет после первой публикации его трудов так дискредитировать науку, что она окажется не просто недееспособной, но и в буквальном смысле стоящей вверх ногами! Как раз в период 1993-1995 гг. произошли сразу два события, имеющих отношение к ВТФ. Первое – это гипотеза Эндрю Биэла об уравнении A
+B
=C
, якобы позволяющая доказать ВТФ в одном предложении, и второе – это никем до сих пор не понятое «доказательство» ВТФ Эндрю Вайлса, весть о котором каким-то невероятным образом появилась в газете «Нью Йорк Таймс» аж на два года (!!!) раньше его самого! Но тогда было просто невозможно себе представить, что будет, когда аж через 25 лет (!!!) вдруг обнаружится, что оба эти события – это чистые недоразумения!!!
Гипотеза Биэла по трудности её доказательства годится разве что для детей школьного возраста. Но это же просто уму непостижимо, как же её до сих пор не могли доказать даже за премию в целый миллион долларов!!! Другая не менее удивительная сторона этой гипотезы – это её неконструктивность, т.е. то, что нужно доказать, само по себе не может дать для науки вообще ничего! Впрочем, её автор видимо до сих пор верит, что доказательство его гипотезы приведёт к лёгкому доказательству ВТФ, и напрасно.
Тем не менее, Эндрю Биэл, учредивший за свою гипотезу такую большую премию, явно заслуживает всеобщего уважения, т.к. он таким своим шагом обратил внимание науки на тему, которая имела место ещё у Ферма в упомянутой выше восстановленной записи ВТФ на рис. 5. Смущает лишь то, что, автор гипотезы скорее всего будет сильно разочарован, когда узнает, что в научном плане она не имеет перспектив и очень легко доказывается. Чтобы исправить эту ситуацию в лучшую сторону, в данной книге будет предложена более содержательная формулировка этой задачи под названием «Теорема Биэла», которая не только подтверждает верность гипотезы, но и открывает возможности решать уравнение A
+B
=C
для любых натуральных степеней, кроме случая x=y=z>2.
Что же касается «доказательства» ВТФ Вайлса, то оно держится только на идее Герхарда Фрая, где опять-таки, (в который уже раз за прошедшие 350 лет!), была допущена элементарная ошибка!!! Тогда, если что-то и было доказано, то это полная неспособность науки замечать подобные ошибки, которым она должна обучать школьников. В итоге эти события происходили так, что по проблеме ВТФ и её обобщения в виде гипотезы Биэла наука вновь оказалась жертвой недоразумений, т.е. нынешняя ситуация с решением проблемы ВТФ стала теперь ничуть не лучше той, которая была 170 лет назад, когда немецкий математик Эрнст Куммер предоставил доказательство частных случаев ВТФ для простых чисел из первой сотни натурального ряда.
При том объёме знаний, которым располагает сегодняшняя наука, такое беспомощное её состояние кажется чем-то иррациональным и даже немыслимым. Тем не менее, оно пронизывает всю её насквозь и далеко не только проблема ВТФ, а вообще куда ни ткни, везде одно и то же – наука демонстрирует свою несостоятельность настолько часто и в таком множестве вопросов, что их просто не перечесть. Различие только в том, что некоторые из них всё-таки находят своё решение, а вот на ВТФ наука застряла на века. Но в том-то и состоит величие этой проблемы, что она, кроме чисто методологических трудностей указывает и на некоторые аспекты фундаментального характера, имеющие настолько мощный потенциал, что если удастся его раскрыть, то наука станет способна совершить небывалый прорыв в своём развитии.
На этот аспект обратил внимание Ферма, который ещё тогда заметил, что у науки нет корней, поддерживающих её как единое целое. Проще говоря, логические построения, используемые при решении конкретных задач, не имеют прочной опоры, определяющей способ существования каждой отдельной отрасли знаний. Если такой опоры нет, то наука лишается защиты от появления в ней всякого рода призраков, принимаемых за реальные сущности. Основная, или как её ещё называют, фундаментальная теорема арифметики – яркий тому пример. Казалось бы, чего проще-то, нужно лишь принять в качестве незыблемого положение о том, что числа могут быть либо натуральными, либо производными от них. Всё, что не подчиняется этому правилу, числом быть не может. С учётом того, что арифметика является единственной наукой, без которой не могут обойтись никакие другие науки, можно констатировать, что без ОТА не может обойтись вообще вся наука целиком! Но сама-то она даже не в курсе того, что как раз ОТА до сих пор и остаётся недоказанной. И как вы думаете, почему? … Да потому, что наука попросту не знает, что такое число!!!
Даже на далёких от науки людей этот очевидный факт может произвести просто шокирующее впечатление. Ведь тогда явно напрашивается вопрос: если наука не знает даже этого, то что же она тогда вообще может знать? В этой книге будет дано разъяснение в чём здесь трудность и предложено решение этой проблемы. Это сразу потянет за собой необходимость аксиом и базовых свойств чисел, о которых и раньше было известно, но совсем в ином понимании. После определения понятия числа и аксиоматики потребуется доказательство ОТА, т.к. иначе большую часть всех других теорем будет просто невозможно доказать.
Как видно из этого примера, если даётся основополагающее определение понятия числа, то за этим сразу возникает необходимость построения начальной системы, определяющей границы знаний, в которых она может развиваться. Это как у музыкантов, если есть начальная мелодия, то из неё композитор может создать целостное произведение любых форм и типов, но если такой мелодии нет, то и вообще никакой музыки быть не может. В этом смысле наука представляет собой очень большое и сваленное в одну кучу множество разных мелодий, в которых она сама уже основательно запуталась и завязла.
Но если наука строится в рамках системы, заложенной в неё изначально, то для неё будет непозволительной роскошью ситуация, когда каждая отдельная задача будет решаться только одним найденным специально для неё способом. Такая же проблема имела место и во времена Ферма, но почему-то кроме него никто тогда ею себя не утруждал. Возможно поэтому и задачи, которые он предлагал, выглядели настолько трудными, что было не ясно не только как их решать, но и даже с какой стороны к ним подходить.
Взять хотя бы для примера только одну его задачу, при решении которой великий английский математик Джон Валлис сумел-таки вычислить требуемые числа и даже получить похвалу от самого Ферма, ни одной задачи которого тогда ещё никто не мог решить. Однако Валлис так и не смог доказать, что применённый им метод Евклида будет достаточен во всех случаях. Целое столетие спустя, этой проблемой занялся Леонард Эйлер, но и он тоже не сумел довести её до конца. И только очередной королевский математик Жозеф Лагранж получил наконец-то требуемое доказательство. Даже после всех этих титанических усилий великой королевской троицы почему-то так и осталось без внимания письмо Ферма, где он сообщал, что задача без проблем решается методом спуска, а вот как – никто не знает до сих пор!
Для того чтобы показать, насколько эффективен может быть метод спуска, в данной книге, кроме доказательства ОТА, восстановлено также доказательство этим же методом ещё одной теоремы Ферма о единственном решении уравнения y
=x
+2 в целых числах, которую не могли доказать вплоть до конца XX века, пока Андре Вейль не смог это сделать, но другим методом и опять того же Ферма. Если бы и задача, предложенная Валлису, была решена методом спуска, то трём величайшим математикам, приближённым к королевским дворам, не пришлось бы столько париться. Однако и тот результат, который им удалось получить, может кануть в лету из-за чрезмерных трудностей его понимания, и тогда вся эта исполинская работа потихоньку минует учебники, как это уже случилось с доказательством Коши Золотой теоремы Ферма, о чём здесь тоже будет рассказано.
Также будет затронута тема, которую из-за кажущейся её чрезвычайной трудности просто как бы не замечали и обходили стороной. Эта тема об особой значимости арифметики для формирования абстрактного мышления, что очевидно имеет исключительное значение не только с точки зрения обучения в сфере образования, но и для понимания сущности такого понятия как разум. Не имея такого понимания, наука, также, как и в истории с мнимыми числами, обречена на множество неудач. В частности, будут тщетными все попытки создания «искусственного интеллекта» небиологического типа, т.к. это невозможно в принципе! В этой книге показано, как поистине гениальная догадка Готфрида Лейбница о том, что мышление есть неосознанный процесс вычислений, оказалась, хотя и верна, но только отчасти, поскольку разум не может существовать как некий отдельный объект или устройство, а есть феномен вселенского масштаба!!! Если мы теперь попробуем резюмировать всё то, что мы здесь упомянули относительно арифметики, то выяснится, что это не только наука наук, но и очень эффективный образец для подражания.
Конечно, в её сегодняшнем состоянии это было бы просто немыслимо, но с учётом того, что изложено в данной книге, такое подражание станет неизбежным и постепенно будет создан некий стандарт, по которому будут строиться вообще все без исключения науки. Совсем не трудно догадаться, что первым пунктом этого стандарта будет определение сущности данной конкретной науки. Ну и конечно все сразу подумают, что уж на такой-то вопрос легче лёгкого найти ответ, хотя бы заглянув в какие-нибудь справочники или энциклопедии.
Ага, как бы не так! Не говоря уже о том, что ответы на этот простейший вопрос почему-то оказываются разные (?), а понять хотя бы что-то из всех них в совокупности вряд ли вообще возможно. Тогда выходит, что специализирующиеся на каких-то науках учёные просто не знают, что они делают? Да нет, конечно. Они также, как и их предшественники, используют терминологию, смысл которой почему-то никто не удосужился определить, и в результате вот такой игры без правил рано или поздно невесть откуда возникают призраки, создающие иллюзию фантастического прогресса.
Ну а как же насчёт образца для подражания? Учитывая то, что в этой книге есть даже не одно, а целых два определения сущности понятия числа, можно на этой основе сформулировать краткое определение сущности арифметики, скажем, так: арифметика – это наука о происхождении чисел и способах вычислений. Тогда из понимания сущности чисел можно построить их аксиоматику и базовые свойства, которые, в свою очередь, выведут на ОТА и другие теоремы, вытекающие из потребностей в вычислениях. Аналогичным способом можно строить и другие знания, начиная с базовых понятий и сущности строящейся на них науки.
Пусть теперь, к примеру, нам нужно использовать арифметику как образец для подражания в целях построения, скажем, физики. Для этого возьмём в качестве основного одно из известных определений этой науки следующим образом: физика – это наука о сущности, свойствах и взаимодействии материальных объектов. Ну вот … Кажется мы наткнулись на непреодолимую стену, ведь определения понятия материи не существует. Вон философы-то сколько бумаги потратили, а толку никакого. Но, как гласит народная мудрость, нечего на других-то пенять, коль у самих рожа кривая. Физики и сами без особых трудностей могут эту проблему решить, ведь за них это всё равно никто другой не сделает.
Они просто примут в качестве аксиомы, что всё материальное обладает такими свойствами, как масса и энергия. Вот так просто вся проблема и решится. Ну а как насчёт определения сущности самих этих свойств? Так ведь это ещё сэр Исаак Ньютон очень хорошо потрудился, да ещё и использовал стиль изложения вместе с подходами аж от самого Евклида! А нам-то теперь, стоя на их плечах, совсем и не трудно будет раскрыть сущность этих понятий, особенно после того, как физики разобрались с единицами измерения. И действительно, в арифметике только подразумевается, что все вычисления должны вестись в соответствующих единицах измерения, а в других науках эти единицы должны быть всегда конкретные.
Например, в информатике используется единица измерения бит, однако и здесь учёные напортачили. Со времён Клода Шеннона считается, что битами измеряется количество информации, но учитывая, что понятие информации никак не определено, выходит, что измеряют неизвестно что. Но на самом-то деле всем это очень даже хорошо известно, что битами измеряют объём памяти носителя информации. А вот как измерять само количество информации – это проблема, от решения которой во многом будет зависеть возможность реализации самого мощного технологического прорыва за всю историю нашей цивилизации!!!
Но ведь технологический прорыв – это из области экономики, а вот как наука она пока является только призраком, хотя бы потому, что использует в качестве единиц измерения одни лишь бессмысленные названия. Экономические кризисы, в отличие от разрушительных бурь, ураганов и смерчей, не имеют никакого естественного происхождения, а являются последствиями деятельности людей, не понимающих того, что они творят, а потому и не способных их предотвращать. В этой книге будет предложен способ решения этих проблем с точки зрения возможностей построения не бутафорских, как сейчас, а настоящих информатики и экономики по образу и подобию арифметики.
Из того, что мы уже рассказали, многие наверняка подумают, что всё это выглядит как-то слишком фантастично, чтобы быть реальностью. Но также все думали и про Ферма. Когда он предлагал кому-то свою задачу, тот рассуждал просто: ну раз Ферма гасконец, значит шутник. В книге Саймона Сингха о ВТФ сообщается якобы Декарт назвал Ферма хвастуном, что и подтверждает это расхожее мнение, однако его точная фраза была: «… в отличие от месье Ферма я не гасконец». Если это наше введение также вызовет недоверие или будет восприниматься как юмор, то это как раз то, что надо, т.к. соответствует духу нашего главного героя.
С другой стороны, все затронутые здесь темы слишком фундаментальные, чтобы их можно было раскрывать в традиционном стиле научных монографий. Тогда получилось бы нечто такое, как, скажем, Британская энциклопедия или полное собрание сочинений Леонарда Эйлера, состоящее из порядка 800 книг, которое за 200 с лишним лет так и не смогли издать целиком хотя бы один раз. Чтобы наши труды совсем уж не пропали, нам пришлось пойти на неординарный шаг – задействовать для этой книги необычный литературный жанр, названный здесь научный блокбастер – сочетание остросюжетного повествования в стиле художественной прозы вместе с отдельными фрагментами чисто научного содержания.
Как бы не относиться к такого рода новшествам, здесь результат уже налицо: основные темы содержания книги более детально представлены в 60-ти пунктах раздела «Резюме» и 80-ти пунктах перечня Приложения IV, составленного из того, что для сегодняшней науки явно будет в новинку. Кроме того, с целью уплотнения основного содержания из него вынесены 161 комментариев, а также добавлены три отдельные миниатюры в виде приложений, которые обычно имеют справочный характер, но здесь они представлены как естественное продолжение основной части книги, без которых она была бы незавершённой.
Сюжет первой миниатюры очень интересен тем, что в доказательстве ОТА немецкого профессора Эрнста Цермело, (ученика аж самого Макса Планка!), от 1912 года имеет место столь малозаметная ошибка, что, узнав об этом, составители учебников будут крайне удивлены. Но не менее удивительно здесь и то, что эта ошибка, по сути, та же самая, что и в идее Герхарда Фрая в «доказательстве» ВТФ Вайлса 1995-го года, только ещё более завуалированная. Вот так, заблуждение, пришедшее в 1993-й год из 1912-го обернулось просто ужасными последствиями, начисто уничтожившими «решения» сразу двух фундаментальных проблем, которые учёный мир так неосторожно позволил себе признать.
Вторая миниатюра не менее любопытна тем, что в ней подробно изложены два доказательства одного и того же частного случая ВТФ для n=4, сначала Леонарда Эйлера, а затем Пьера Ферма в реконструкции Башмаковой И.Г. Оба доказательства как братья-близнецы строятся на тождестве пифагорейцев и в обоих применён метод спуска. Различаются они только хитросплетениями логики вывода на один и тот же конечный результат. Эти хитросплетения, хотя и разные, но довольно сложны, что указывает на высочайшее мастерство их авторов. А вот финиш этой миниатюры просто потрясающий. Оказывается, это доказательство может быть получено из того же тождества пифагорейцев буквально в одну строчку (!!!), и эта самая строчка есть как раз в восстановленной нами записи ВТФ на полях книги, показанной на рис. 5.
Наконец, третья миниатюра – это путешествие в прошлое. Там-то будет немало всего удивительного и даже шокирующего, но здесь мы обратим внимание только на один момент – это особым образом изложенное никому не известное до сих пор доказательство Ферма его самого грандиозного открытия в области простых чисел, причём в изумительно красивой форме. Рассказ об этом устами сына Ферма Клемана Самюэля с вишенкой на торте в виде эффектного уравнения произведут настолько же красочное впечатление, как от красоты естественной природы.
Избранный нами способ облачения в словесную форму содержания этой книги, хотя и требует от автора безмерного напряжения всех сил, всё-таки даёт результат, при котором совсем небольшой объём книги несёт в себе знания тысяч научных монографий! Не исключено, что такой прецедент будет первым и последним, и в этом смысле традиционным научным монографиям он не конкурент. Однако, по сути, это лишь следование простому совету классика выбирать стиль изложения, где словам было бы тесно, а мыслям просторно.
Обычным техническим языком такого эффекта не достичь, и для этого требуется высший уровень словесности, доступный лишь избранным, например, таким, как Александр Дюма-отец. В одной из своих книг Дюма утверждал даже, что писатели лучше понимают историю, чем историки. При этом он привирал так лихо и безбожно, что историкам оставалось только ухмыляться. Тем не менее, в итоге прав оказался Дюма, т.к. львиная доля истории, изложенной в толстых книгах, в реальности не происходила, а была просто придумана, и этому факту также нашлось место в этой книжке.
Одной из особенностей нашего литературного творчества является обязательное присутствие в нём тайн, которые называются, но не раскрываются. В данной книге таких тайн целая дюжина, и они помечены (*) в Приложении IV. Вопросы и проблемы акцентируются лишь на ключевых моментах, имеющих принципиальное значение. Когда же такой момент истины наступает, то может создаться впечатление или даже недоумение от того, что наука столетиями не замечала таких простых вещей. Но в этом-то и кроется сила настоящей науки, поскольку Всевышний в своих творениях всегда следует только путями с самыми короткими и простыми решениями.