Математические чудеса и тайны - Мартин Гарднер

Теперь вы поворачиваетесь спиной и предлагаете зрителю перемножить записанные им числа. Затем просите его обвести кружочком любую цифру результата (за исключением нуля) и назвать вслух остальные цифры в любом порядке. Как и в предыдущем фокусе, вы узнаете отмеченное число, вычитая цифровой корень совокупности названных зрителем цифр из цифрового корня, который вы должны были запомнить.

Если второй корень будет больше первого, опять-таки перед вычитанием добавьте к первому из них девятку.

Тайна семерки

Все «таинственные» свойства девятки объясняются тем простым фактом, что эта цифра является последней в употребляемой нами десятичной системе счисления. В восьмеричной системе счисления такими же любопытными свойствами обладает семерка. Это утверждение легко проверить. Прежде всего составим список шестнадцати чисел, обозначая их в восьмеричной системе, и выпишем рядом их эквиваленты в десятичной системе.

Предположим, что мы взяли число 341 (запись в восьмеричной системе) и вычли из него число 143, полученное обращением порядка записи цифр. Сначала отнимем 3 из 11. В десятичной системе это означало бы то же, что отнять 3 из 9. В ответе получилось бы 6. Но цифра 6 в обеих системах счисления обозначает одно и то же число, поэтому разность между 11 (запись в восьмеричной системе) и 3 равна 6. Продолжая далее вычитание этим же путем, получим в ответе 176 (запись в восьмеричной системе):

Вы замечаете, что цифрой, стоящей посередине, является семерка и что сумма крайних цифр тоже равна семи. Здесь происходит в точности то же самое, что и в варианте этого фокуса для десятичной системы, который мы описывали ранее, за исключением того, что ключевым числом является семерка, а не девятка.

Аналогичной проверке можно подвергнуть и все другие фокусы, основанные на свойствах девятки в десятичной системе. При этом для каждого из них найдется соответствующий фокус в восьмеричной системе, но роль «таинственного числа» будет принадлежать семерке. Выбирая соответствующую систему счислений, можно перенести особые свойства на любое желаемое число. Таким образом, становится очевидным, что эти свойства вытекают не из внутренних особенностей девятки, а только из того факта, что она является последней цифрой в нашей десятичной системе счисления.

Смешивание внутренних свойств числа с свойствами, вытекающими из его местоположения в данной системе счисления, является обычной ошибкой. Так, одно время думали, что по каким-то скрытым причинам среди цифр, изображающих бесконечную непериодическую десятичную дробь, обозначающую число я, семерка встречается в среднем реже других цифр. «Существует только одно число, настолько неравноправное среди других чисел, что невероятно, чтобы это могло быть случайностью, — писал доктор Огастес де Морган, — и это число есть таинственная семерка». Де Морган гчсал это, конечно, не всерьез; он хорошо знал, что цифры числа я в другой системе счисления будут совершенно отличными. В действительности даже в десятичной системе кажущейся редкость появления семерки в числе я объясняется ошибкой, допущенной Уильямом Шенксом при вычислении этого числа. В 1873 году, после пятнадцати лет упорного труда, Шенкс вычислил число π с семьсот семью десятичными знаками (ошибка, допущенная им на 528-м знаке, свела на нет все последующие вычисления). В 1949 году вычислительная машина ЭНИАК, так сказать, в виде отдыха от более сложных заданий вычислила π более чем с 2000 верными десятичными знаками. При этом никаких «таинственных» отклонений в частоте появления какой-нибудь цифры обнаружено не было[28]).

Предсказание суммы

Можно ли знать наперед сумму, которая получится в результате сложения чисел, произвольно заданных присутствующими в аудитории? Фокусники придумали много остроумных решений этой задачи, которыми мы здесь не собираемся заниматься, так как они основаны на использовании подставных лиц, ловкости рук и других приемах нематематического характера.

Если же дать показывающему право называть слагаемые, чередуясь со зрителем, то он может получить желаемую сумму, не пользуясь при этом никакими нематематическими средствами. Самый простой и самый старый метод для этого следующий: допустим, что вы хотите получить в ответе 23 843. Отбросьте первую цифру, т. е. 2, а затем сложите ее с оставшимся числом, получится 3845. Это число вы напишите первым.

Теперь попросите зрителя подписать внизу любое четырехзначное число:

3 845

1528.

Под этими двумя числами вы пишете, как должно казаться зрителям — наугад, третье четырехзначное число. В действительности же под каждой цифрой, написанной зрителем, вы пишете ее дополнение до девятки:

3 845

1 528

8471.

Далее пишет свое второе четырехзначное число зритель. Третье число пишете вы, причем, как и в предыдущем случае, составляете его из цифр, дополняющих до девяток цифры зрителя.

Сумма выписанных пяти чисел в точности равна 23 843. В рассмотренном только что примере первая цифра предсказанного ответа была равной 2. Ей соответствовали две пары чисел, у которых сумма цифр, стоящих друг над другом, составляла 9, а всего слагаемых было пять. Если первой цифрой назначенной суммы будет цифра 3, то нужно брать три пары чисел с суммой стоящих друг над другом цифр, равной 9, и т. д. Во всех случаях первое число, которое нужно записать, вы получаете, отбрасывая первую цифру предсказанной суммы, а затем складывая ее с оставшимся числом. Фокус можно показывать с числами, составленными из любого числа цифр. Нужно только, чтобы во всех слагаемых оно было одинаковым.

Существует много вариантов этого фокуса. Например, первое число может написать зритель. Тогда ваше число, которое вы записываете под числом зрителя, нужно выбрать так, чтобы цифры, стоящие друг над другом, давали в сумме девятку. Далее зритель пишет третье число, вы пишете по тому же принципу четвертое число. Зритель пишет пятое и последнее число, после чего вы подводите черту и мгновенно подписываете сумму. Или, если вам это покажется более эффективным, пока зритель суммирует числа, поворачиваетесь спиной, а затем, не глядя на записанное, объявляете результат. Ответ получается, конечно, следующим образом: из последнего написанного числа нужно вычесть двойку и поставить ее перед полученным числом.

По желанию вы можете затянуть процесс суммирования. Например, можно вместе со зрителем записать шесть пар слагаемых, каждая из которых дает в сумме девятки. Последнее число, которое запишет зритель, доведет количество слагаемых до 13; чтобы получить теперь ответ, нужно из тринадцатого числа вычесть 6, а затем написать 6 перед числом, полученным в остатке. Если вообразить себе, что сложение распространится, скажем, на 28 пар чисел, прежде чем будет написано последнее число, принцип фокуса остается неизменным: вычтите 28 из последнего числа и поставьте 28 перед полученным остатком.

Существует еще один вариант фокуса, когда предсказание записывает зритель. Допустим, он выбрал число 538. Отбросьте пятерку и сложите ее с остатком, получится 43. Это число вы записываете первым.

Теперь поочередно со зрителем, пользуясь принципом девятки, вы записываете числа в столбик, пока под первым числом не окажется пять пар:

В ответе, конечно, получается число, предсказанное зрителем.

«Психологические моменты»

Еще одна категория фокусов с числами, совсем отличная от фокусов с предсказанием или отгадыванием числа, основана на том, что называют психологическими моментами. Эти фокусы не всегда получаются, но по каким-то неведомым причинам психологического характера шансы на успех при их демонстрации оказываются значительно большими, чем этого можно было ожидать. Вот простой пример. Если вы попросите назвать какое-нибудь число от 1 до 10, большинство людей назовет семерку, а если заданные границы будут 1 и 5, то — тройку.

Еще один любопытный психологический фактор, неизвестно кем впервые подмеченный, можно использовать в фокусе следующим образам. Напишите на клочке бумаги число 37 и отложите его в сторону. Затем, обращаясь к кому-нибудь из присутствующих, скажите: «Назовите, пожалуйста, двузначное число между 1 и 50, чтобы обе его цифры были нечетными и различными. Например, число 11 называть нельзя».

Может показаться странным, но много шансов, что зритель назовет 37 (второе наиболее вероятное число 35). В сущности, его выбор ограничен восемью числами, причем упоминание числа 11 как бы привлекает его мышление к числам третьего десятка.

Если этот фокус у вас получится, попробуйте за ним другой. На этот раз попросите назвать двузначное число между 50 и 100, обе цифры которого должны быть четными и, как и в предыдущем случае, различными. В данном случае выбор зрителя ограничен семью числами, из которых как будто чаще всех называют 68. Если под руками имеются игральные карты, можно предсказать это число, положив на стол шестерку и восьмерку лицевой стороной вниз. Это повышает ваши шансы на успех, так как вы имеете выбор между двумя возможными ответами, т. е. между 68 и 86, в зависимости от того, какую карту вы откроете первой.