Алекс в стране чисел. Необычайное путешествие в волшебный мир математики - Беллос Алекс

Особенно изящный способ упорядочить все гексаграммы показан на рисунке. Если каждый янь записывается как 0, а каждый инь — как 1, то выписанная последовательность в точности соответствует двоичным числам от 0 до 63.

Это упорядочение известно также как последовательность Фу Си[8]. (Строго говоря, это упорядочение, обратное последовательности Фу Си, но математически они эквивалентны.) Лейбниц обнаружил двоичную природу последовательности Фу Си и, в соответствии с этим, «высоко оценил глубину „Книги Перемен“». Поскольку он считал, что двоичная система отражает Божественный промысел, сделанное им открытие, что она лежит также в основе даоистской мудрости, означало, что восточный мистицизм не противоречит западным религиозным воззрениям. «Субстанция древней теологии китайцев сохранена без потерь и, будучи избавлена от дополнительных ошибок, может быть поставлена на службу великим истинам христианской религии», — писал он.

Как тут было не восхититься двоичной системой! Однако в те времена восторженное ее принятие выглядело в научных кругах довольно эксцентрично. И тут Лейбниц, полагая, что эта система имеет значение фундаментальной важности, проявил поразительный дар предвидения. Он и сам не мог тогда вообразить, насколько прав в своих утверждениях относительно основания 2. Цифровой век целиком основан на двоичной системе, поскольку компьютерные технологии на самом базисном уровне оперируют на языке, составленном из нулей и единиц. «Увы! — писал математик Тобиас Данциг. — То, что некогда превозносилось как памятник монотеизму, в конце концов превратилось в потроха робота».

«Свобода — это свобода сказать, что два плюс два равно четырем», — утверждал Уинстон Смит, главный герой романа Джорджа Оруэлла «1984». Оруэлл имел в виду не только свободу слова в Советском Союзе, но и математику. Два плюс два — всегда четыре. Никто не может утверждать, что это не так. Математические истины не подвержены влиянию культуры и идеологии.

С другой стороны, наш подход к математике в весьма значительной степени подвержен влиянию культуры. Выбор основания десять, например, был сделан не по математическим причинам, а по физиологическим, отражающим число пальцев на руках и ногах. Языки также порой выражают математическое знание довольно занятным образом.

Почти во всех западноевропейских языках слова, выражающие числа, не подчиняются какому-то одному, постоянному правилу. Так, в английском языке существуют «двадцать один» (twenty one), «двадцать два» (twenty-two), «двадцать три» (twenty three), но при этом англоязычные люди не говорят «десять один», «десять два», «десять три» — вместо этого есть «одиннадцать», «двенадцать», «тринадцать». «Одиннадцать» («eleven») и «двенадцать» («twelve») — единственные в своем роде, и, хотя «тринадцать» (thirteen) представляет собой комбинацию трех и десяти, та часть, которая относится к тройке, идет перед десяткой — в противоположность слову «двадцать три», в котором часть, относящаяся к тройке, идет после части, выражающей двадцать. Между десятью и двадцатью в английском языке полный разброд.

В отличие от этого в китайском, японском и корейском языках слова, выражающие числа, следуют четкому закону. Одиннадцать записывается как «десять один», двенадцать — как «десять два» и так далее: «десять три», «десять четыре» — до «десять девять», что есть 19. Двадцать — это «два десять», а двадцать один — «два десять один». Во всех случаях числа произносятся точно так же, как они пишутся. Ну и что? А то, например, что это как-никак важно для детей. Эксперименты постоянно показывают, что азиатским ребятишкам легче научиться считать, чем европейским. В одном исследовании, которое проводилось с китайскими и американскими детьми четырех-пяти лет, и те и другие испытуемые показывали одинаковые результаты при обучении счету в пределах 12, но при обучении большим числам китайцы опередили американцев почти на год. Четкая, регулярная система упрощает также понимание арифметики. Выполняя простое сложение, типа 25 плюс 32, мы оказываемся на шаг ближе к ответу (который равен «пять десять семь»), если мы выражаем наш пример как «два десять пять» плюс «три десять два».

В немецком языке беспорядка еще больше, чем в английском. По-немецки 21 есть «einundzwanzig», или «один-и-двадцать», 22 — «zweiundzwanzig», или «два-и-двадцать»; и таким образом дело продолжается аж до 99 — количество единиц предшествует количеству десяток. Отсюда следует, что, когда немец произносит число, превышающее 100, цифры произносятся вовсе не по порядку: 345 — это «dreihundertfünfundvierzig», или «три-сто-пять-и-сорок», где все цифры порядком перемешаны по сравнению с записью 3-5-4. В Германии проявляют немалое беспокойство по поводу того, что из-за этого обращение с числами выглядит более запутанным, чем оно есть на самом деле — беспокойство настолько серьезное, что было основано общественное движение «Zwanzigeins» («Двадцать одно»), цель которого состоит в продвижении более регулярной системы.

Но не только из-за беспорядочного расположения слов, обозначающих числа, и не только из-за отсутствия регулярности при образовании числительных от 11 до 19 те, кто говорит на основных западноевропейских языках, оказываются в менее выгодном положении по сравнению с теми, кто говорит на азиатских. Нам мешает и то, сколько времени занимает само произнесение слова-числительного. В книге «Чувство числа» Станислас Деэн приводит список — 4, 8, 5, 3, 9, 7, 6 — и просит запомнить его за 2 секунды. У англоязычных читателей вероятность правильного запоминания семи чисел равна 50 процентам. Однако люди, говорящие на мандаринском варианте китайского языка, в состоянии без особого труда запомнить девять чисел. Деэн полагает, что количество цифр, которое мы способны удержать в голове в любой данный момент времени, определяется тем, сколько слов мы можем произнести за две секунды. Все китайские слова для обозначения чисел от одного до девяти содержат по одному краткому слогу: «ви», «ер», «сан», «си», «ву», «лью», «ки», «ба», «джу». Каждое из них можно выговорить менее чем за четверть секунды, так что в течение двухсекундного интервала говорящий по-китайски может запросто оттарабанить все девять штук. Произнесение же каждого из чисел по-английски требует почти треть секунды (из-за «seven», где два слога, и длинного слога в «three»), так что предел, которого англоязычный человек может достичь за две секунды, — всего семь чисел. Рекорд, впрочем, принадлежит говорящим на кантонском диалекте китайского языка, на котором, в частности, говорят в Гонконге, — тут числительные еще короче. Гонконгцы в состоянии запомнить десять цифр за две секунды.

В то время как западные языки как будто бы противодействуют всякой попытке упростить понимание математики, в Японии язык, наоборот, зачислен в ее союзники. Слова и фразы изменяются, например, для того, чтобы облегчить запоминание таблицы умножения (которая называется «куку»). Традиция таблицы умножения восходит к Древнему Китаю, откуда она проникла в Японию примерно в XVIII столетии. «Ку» по-японски «девять», и принятое название отражает тот факт, что раньше таблица умножения начиналась с конца — с умножения 9 × 9 = 81. Около 400 лет назад произошли изменения, в результате которых «куку» теперь начинается с «один один есть один».

В «куку» написаны просто следующие слова:

Один один есть один

Один два есть два

Один три есть три

…

Это продолжается до «Один девять есть девять», а затем появление двоек начинается так:

Два один есть два

Два два есть четыре

И т. д. до «Девять девять есть восемьдесят один».

Пока все довольно похоже на обычную таблицу умножения. Однако когда в «куку» имеется два способа произнесения слова, выбирается тот, при котором слова лучше «ложатся». Например, словом для числа 1 может быть «ин» или «ичи», и «куку» начинается не с «ин ин» или же «ичи ичи» — японцы используют более звучную в произнесении комбинацию «ин ичи». Слово для числа восемь — «ха». Восемью восемь должно бы быть «ха ха». Однако строка в «куку» для 8 × 8 — это «хаппа», потому что такое слово легче скатывается с языка. В результате «куку» представляет собой нечто почти зарифмованное, наподобие стихов для детей. В начальной школе в Токио я наблюдал, как семи- и восьмилетние ученики учат «куку». Меня поразило, насколько звучание таблицы умножения было похоже на рэп — синкопированые фразы произносились с выражением. Происходящее было решительно не похоже на то, как сам я, по моим воспоминаниям, проговаривал таблицу умножения — с периодичностью пыхтящего паровоза, который тащит поезд в гору. Макико Кондо, учительница тех токийских детишек, сказала, что учит их проговаривать «куку» в быстром музыкальном ритме — так разучивать таблицу умножения гораздо веселее. «Сначала мы добиваемся, чтобы дети просто выучили ее наизусть, и только потом, некоторое время спустя, до них доходит истинный смысл произносимого». Таким образом, поэзия «куку» внедряет таблицу умножения прямо в мозги японцев. Взрослые японцы говорили мне, что они знают, например, что «семью семь есть сорок девять», не потому, что помнят арифметику, а потому, что фраза «семью семь сорок девять» хорошо звучит.