10 ЗАПОВЕДЕЙ НЕСТАБИЛЬНОСТИ. ЗАМЕЧАТЕЛЬНЫЕ ИДЕИ XX ВЕКА - Чарльз Флауэрс

Случайная публикация в математическом журнале навела Уайлса на мысль, что доказательство модулярности эллиптических кривых может быть обобщено на некоторые другие классы кривых, что сразу позволило ему объединить в единое целое множество уравнений и утверждений, связанных с гипотезой Таниямы-Симуры и с теоремой Ферма, в конечном счете. Уайлс показал, что существование кривой Фрея в ее исходном варианте не противоречит теореме Ферма и ее можно включить в класс эллиптических уравнений, обладающих модулярной формой (напомним, что именно невозможность существования кривой Фрея служила опровержением теоремы Ферма). Для выписывания всех относящихся к делу выкладок Уайлсу понадобилось около 200 страниц, но он мог считать свою задачу выполненной. Позднее он писал, что «доказательство последней теоремы вызвало грустное чувство, так как многие из нас уже привыкли к существованию проблемы и рассматривали ее решение скорее в качестве несбыточной мечты, чем конкретной цели».

Триумф Уайлса, состоявшийся в июне 1993 г., когда о нем сообщали броские газетные заголовки и ведущие информационные агентства всего мира, был омрачен целым рядом обстоятельств. Прежде всего само доказательство оказалось столь сложным и долгим, что потребовало серии трехдневных лекций на семинаре в Кембриджском университете (штат Массачусетс). Число слушателей возросло от нескольких десятков на первой лекции до битком забитого зала на последней, поскольку математикам вскоре стало ясно, что хочет доказать докладчик. Терпение слушателей было вознаграждено, так как лысый, очкастый сорокалетний математик закончил свое многодневное выступление фразой, похожей на финал бетховенской симфонии: «Это утверждение означает доказательство справедливости последней теоремы Ферма, и на этом я заканчиваю свое выступление». Несколько дней подряд выпуски теленовостей демонстрировали сцену напряженного молчания зала и последовавшую за ней бурю оваций.

К огромному сожалению Уайлса, торжество длилось всего несколько месяцев, после чего ему оставалось лишь воскликнуть, подобно Юлию Цезарю, известную фразу: «И ты, Брут?». Его верный друг и соратник Марк Кац, который лично занимался тщательной проверкой всех выкладок, вдруг обнаружил в расчетах грубую ошибку, что стало сигналом для начала травли и критики со стороны многих других видных математиков (по законам театра, это можно рассматривать как второй акт драмы). Оказалось, что Уайлс ошибся и не «загнал» в свое доказательство все мыслимые эллиптические уравнения, которые могут быть связаны с теоремой Ферма и предположением Таниямы-Симуры. Естественно, это было тяжелым ударом для Уайлса, который вновь стал отшельником, поддерживавшим связь с большинством людей только по электронной почте. В результате напряженной работы ему удалось через некоторое время исправить злосчастную ошибку (читатель не должен упрощенно понимать ситуацию, поскольку работы Уайлса относятся к столь сложным проблемам, что понять и оценить их могут лишь несколько ведущих математиков мира). Окончательное доказательство теоремы было опубликовано в мае 1995 года без всякой помпы в виде скромной статьи в специальном журнале. В последнем акте Уайлс оказался победителем и сейчас по справедливости входит в руководство Комиссии известного конкурса «Задачи тысячелетия», которая предлагает призы в миллион долларов за решение любой задачи из списка семи классических проблем математики.

Рассказ о теореме Ферма можно завершить следующими двумя комментариями. Во-первых, подчеркнем еще раз, что Уайлс решил задачу XVII века, пользуясь методами, результатами и целыми разделами математики следующих столетий (кстати, сам Уайлс откровенно называл свое решение доказательством XX века), так что практически невозможно представить, что рассуждения самого Ферма хоть в чем-то напоминали аргументы Уайлса, Таниямы, Фрея или Рибета. Мы знаем лишь то, что Ферма оказался прав, но никогда не узнаем, по-видимому, существовало ли его доказательство в действительности и насколько оно было точным. Во-вторых, проблема поиска доказательств теоремы Ферма не является особо важной для развития и истории самой математики вообще. Уайлс всего лишь получил решение весьма конкретной задачи из области теории чисел и подтвердил незыблемость и силу законов абстрактной логики.

Курт Гёдель

Между тем, в начале XX века одному блестящему молодому ученому (его, по-видимому, можно назвать последним истинным гением в истории математики) удалось почти небрежно сделать сверхценное открытие, которое буквально повергло в шок не только математиков и философов, но и специалистов всех наук, связанных с интеллектуальной деятельностью. Открытие оказалось настолько важным и поразительным, что в него осмелились поверить лишь очень немногие ученые, обладающие высокорациональным и смелым складом ума.

Дело в том, что Курт Гёдель сумел доказать, что никакое человеческое знание не может быть сформулировано в какой-либо понятной, полной и непротиворечивой форме! К нему почти с полным правом может быть применена характеристика, которую когда-то литературный критик Джон Джей Чепмен дал творчеству великого поэта Ральфа Уолдо Эмерсона: «Великие люди часто вступают в конфликт со своим временем, опровергая его законы и доказывая их лживость».

В 1931 г., когда Австрия и ее столица Вена уже жили в тревожном ожидании фашизма, 25-летний Курт Гёдель сумел показать, что в научных и математических доказательствах всегда реально существуют «провалы» и «белые пятна». Задолго до этого многие философы и лингвисты (к их числу следует отнести, прежде всего, великого Людвига Виттген-штейна) чувствовали и пытались угадать или определить законы, ограничивающие способность человеческого языка описывать реальность, однако именно Гёделю удалось большее – он сумел показать, что такие ограничения существуют и внутри языка самой математики.

По складу характера Гёдель относился к тем, кого называют «не от мира сего». С ранней юности он отличался ипохондрией, чудаковатостью и нестандартностью поведения. Например, шокируя добропорядочную буржуазную семью, Гёдель женился на своей давнишней подруге Адель, которая не только уже была замужем, но и работала танцовщицей в ночном клубе. Некую странность более высокого порядка можно усмотреть и в том, что Гёдель, приступая к своей главной работе, стремился найти основы математики, а вовсе не обрушить их. Исследования логики привели его к отрицанию логики.

Еще в XIX веке математику сотрясали драматические события, когда под сомнение были взяты аксиомы евклидовой геометрии, казавшейся совершенно незыблемой и бесспорной (по учебнику Евклида человечество изучало геометрию около 2000 лет подряд, начиная с античности). Каждый из нас со школьных лет помнит, что параллельные прямые никогда не пересекаются и могут быть продолжены до бесконечности. В более строгой форме эта аксиома Евклида утверждает, что «через точку, не принадлежащую прямой, но лежащую в одной плоскости с ней, можно провести лишь одну прямую, параллельную первой». Мы говорим, естественно, об абстрактных геометрических понятиях и поэтому совершенно не касаемся проблем, связанных с истинной природой пространства-времени или другими физическими теориями.

Математики XIX века обобщили принципы геометрии и многое изменили в нашем восприятии, в результате чего стало возможным проведение нескольких параллельных прямых через одну точку, слияние этих прямых на бесконечности и многие другие, ранее немыслимые операции. Иными словами, в новой геометрии параллельные прямые просто перестали существовать.

Однако можно вспомнить, что геометрия Евклида имеет не только практическое значение, но связана и с так называемым «здравым смыслом», поскольку она создает некую последовательную, непротиворечивую и самосогласованную (эти определения являются исключительно важными для логического анализа) систему понятий. Особо следует отметить, что теоремы всех пяти томов курса геометрии Евклида не содержат ни одного противоречивого утверждения. Проблема для математики, в самом общем смысле, заключалась в том, что так называемые неевклидовы геометрии (независимо от их практической и познавательной ценности) также являются самосогласованными системами, что чрезвычайно удивляло и раздражало всех ученых с математическим складом ума. Действительно, представлялось поразительным, что явно бессмысленные построения могут быть сведены в логически безупречную и самосогласованную систему доказательств!

Пытаясь разобраться в возникшей ситуации, многие ведущие математики вдруг задумались о проблемах и судьбе своей родной науки, и это беспокойство прекрасно передает высказывание одного из крупнейших немецких специалистов начала XX века: «Логика является гигиеной математической науки, позволяющей сохранять ее идеи здоровыми и сильными». Можно ли было ожидать, что математика в целом окажется столь же увечной и беззащитной, как геометрия?