Кванты Скотт Паттерсон Brainiac Кен Дженнингс Moneyball
Download 3.43 Kb. Pdf ko'rish
|
Удовольствие от x. Увлекательная экскурсия в мир математики от одного из лучших преподавателей в мире
- Bu sahifa navigatsiya:
- А Н А Л И З И Р У Й Э Т О !
Анализируй это!
29 * Г Р А Н И Ц Ы В О З М О Ж Н О Г О 238 Таким же образом исчисление уложило себя на кушетку психиатра именно тогда, когда казалось, что оно при смерти. После многолетне- го триумфа, уничтожив все проблемы, стоявшие на пути, оно начало осознавать что-то нездоровое, настораживающее в самой своей основе. Именно то, что сделало его успешным, — его жестокие навыки и бес- страшие в манипулировании бесконечными процессами — в настоя- щее время угрожало его уничтожить. И терапией, которая в конечном итоге помогла преодолеть этот кризис, стал, по случайному совпаде- нию, анализ 140 . Вот пример одной из задач, которые волновали математиков XVIII века. Рассмотрим бесконечную сумму 1 – 1 + 1 – 1 + 1 – 1 + ... Это числовой эквивалент незатухающих колебаний 141 : шаг вперед, шаг назад, шаг вперед, шаг назад и так далее до бесконечности. Значит ли это, что данная последовательность чисел имеет какой- нибудь смысл? И если да, то чему она равна в результате? А Н А Л И З И Р У Й Э Т О ! 239 Оптимист, дезориентированный бесконечно длинным выражением, подобным этому, может надеяться, что некоторые из старых правил, выкованных опытом взаимодействия с конечными суммами, останутся в силе. Например, мы знаем, что 1 + 2 = 2 + 1. Когда мы складываем два числа и более в виде конечной суммы, мы всегда можем поменять их порядок без изменения результата: a + b равно b + a (коммутативный закон сложения). И когда в выражении больше чем два члена, мы мо- жем, поставив скобки, самозабвенно группировать его члены, не влияя на окончательный результат. Например: (1 + 2) + 4 = 1 + (2 + 4): сло- жение 1 и 2, а затем 4, дает тот же ответ, что и сложение 2 и 4, а затем 1. Это называется ассоциативным (сочетательным) законом сложения. Он работает, даже если суммируются несколько чисел. Мы знаем, что вы- читание числа — то же самое, что прибавление отрицательного числа. Например, рассмотрим сумму, состоящую из первых трех членов запи- санного выше числового ряда, и зададим вопрос: что такое 1 – 1 + 1? Мы могли бы представить это как: (1 – 1) + 1 или 1 + (–1 + 1), где во втором выражении в скобках вместо вычитания 1 прибавляем –1. В лю- бом случае ответ будет: 1. Но когда мы попытаемся обобщить эти правила для бесконечных сумм, то столкнемся с несколькими неприятными сюрпризами. Посмо- трите на возникающее противоречие: если мы возьмем ассоциативный закон и доверчиво применим его к 1 – 1 + 1 – 1 + 1 – 1 + ... С одной сто- роны, мы можем сократить положительные и отрицательные единицы, группируя их следующим образом: 1 – 1 + 1 – 1 + 1 – 1 + ... = (1 – 1) + (1 – 1) + (1 – 1) + ... = 0 + 0 + 0 + ... = 0. С другой — можно точно так же, как здесь показано, поставить скоб- ки и сделать вывод, что результат равен 1. 1 – 1 + 1 – 1 + 1 – 1 + ... = 1 + (–1 + 1) + (–1 + 1) + ... = 1 + 0 + 0 + ... = 1. Г Р А Н И Ц Ы В О З М О Ж Н О Г О 240 Ни один из этих способов не кажется более убедительным, поэтому ка- кова вероятность, что сумма равна и 0, и 1? Сегодня для нас это предпо- ложение звучит абсурдно, но в то время некоторые математики утеши- лись его религиозным подтекстом. Он напоминал им о богословском утверждении, что Бог создал мир из ничего. Как написал в 1703 году математик и священник Гвидо Гранди : «Поставив по-разному скобки в выражении 1 – 1 + 1 – 1 + ... я могу, если хочу, получить 0 или 1. Но тогда идея творения из ничего (лат. ex nihilo) совершенно правдо- подобна». Тем не менее очевидно, что Гранди предпочитал третье значение сум- мы, отличное от 0 или 1. Догадаетесь ли вы, какое именно? Подумайте, что можно сказать, если вы с ученым видом валяете дурака. Правильно. Гранди считал, что истинная сумма равна 1 2 . И великие математики, в том числе Лейбниц и Эйлер, были с ним согласны. Не- сколько линий рассуждения подтверждали этот компромисс. Например, 1 – 1 + 1 – 1 + ... можно выразить с помощью собственных членов следу- ющим образом. Давайте использовать букву S для обозначения суммы. Тогда по определению S = 1 – 1 + 1 – 1 + ... Теперь оставим первую 1 в правой части уравнения в покое и займем- ся остальными его членами. Они создают собственную копию S, и чле- ны, стоящие справа от первой 1, вычитаются из нее: S = 1 – 1 + 1 – 1 + ... = 1 – (1 – 1 + 1 – ...) = 1 – S. Так что S = 1 – S и, следовательно, S = 1 2 . Дебаты по поводу суммы 1 – 1 + 1 – 1 + ... бушевали почти 150 лет, пока новое поколение аналитиков не водрузило все виды исчисле- ния и его бесконечные процессы (пределы, производные, интегралы, |
Ma'lumotlar bazasi mualliflik huquqi bilan himoyalangan ©fayllar.org 2024
ma'muriyatiga murojaat qiling
ma'muriyatiga murojaat qiling