Исчисляемый - Кен Лю

Запомните, предполагается, что это будет перечень всех вещественных чисел. Но мы легко создадим новое вещественное число, которое не может быть в этом списке. Просто возьмите первую цифру первого числа в списке и замените его другим. Потом возьмите вторую цифру второго числа в списке и замените его другим. Продолжайте это диагональное движение вниз по списку.

Когда вы соедините эти новые цифры, вы получите новое вещественное число. Но это вещественное число, которое не существует нигде в списке. Оно отличается от первого числа в списке первой цифрой, от второго числа в списке второй цифрой, от третьего числа в списке третьей цифрой и так далее.

Можно создать бесконечно много таких вещественных чисел, которые нельзя найти в перечне, всего лишь проводя новые диагонали и заменяя цифры. Биекции от натуральных чисел к вещественным не будет. Как бы вы ни пытались расставлять вещественные числа, все больше и больше их станет проскальзывать у вас меж пальцев. Вещественные числа бесконечны, но это намного более крупная разновидность бесконечности, чем алеф‑ноль. Вещественных чисел настолько больше, чем натуральных, что их невозможно сосчитать. Мы называем кардинальность этой несчетной бесконечности бет‑один.

Но даже бет‑один – все еще лишь очень малое трансфинитное число. Есть много других чисел, которые намного больше – настоящая бесконечность бесконечностей. Мы поговорим о них через несколько дней.

Когда Кантор впервые написал об их существовании, некоторые теологи сочли его работу серьезной угрозой. Они решили, что Кантор бросает вызов абсолютной бесконечности и трансцендентности бога.

Но даже просто знание того, что бет‑один больше, чем алеф‑ноль, позволяет увидеть некоторые замечательные вещи. Например, мы знаем, что рациональные числа исчислимы и имеют кардинальность алеф‑ноль. Но вещественные числа представляют собой объединение набора рациональных чисел и набора – иррациональных чисел, и мы знаем, что вещественные числа имеют кардинальность бет‑один.

Следовательно, набор иррациональных чисел должен иметь кардинальность большую, чем алеф‑ноль, поскольку мы знаем, что удвоение алеф‑ноль даст в результате тот же алеф‑ноль, а не бет‑один. По сути, мы доказали, что должно существовать несчетно много, или бет‑один, иррациональных чисел.

Другими словами, существует намного больше иррациональных чисел, чем рациональных. Почти все вещественные числа иррациональны. И, приводя тот же аргумент, можно доказать, что почти все иррациональные числа трансцендентны и не алгебраичны, их нельзя вычислить как корень полинома с целыми коэффициентами. И даже если кажется, что в нашей повседневной жизни встречается очень немного трансцендентных чисел, таких как «пи» или «е», они составляют большую часть числовой прямой. Та часть математики, которую вы изучали в школе все эти годы, была сосредоточена лишь на тоненьких ломтиках континуума.

В учебнике от мисс By в начале каждой главы имелся поэтический эпиграф. Обычно Дэвиду стихи не нравились, потому что поэзия использовала тот же «язык под языком», на который он не был «настроен», со всяческими метафорами и сравнениями, которые его смущали. Но эти цитаты были иными, потому что отражали его чувства и мысли.

Ah, awful weight! Infinity

Pressed down upon the finite Me!

(Ax, ужасная тяжесть! Бесконечность

Давит на бесконечную меня!)

Edna St. Vincent Millay, Renascence

I am large, I contain multitudes.

(Я большой, внутри меня множество других.)

Walt Whitman, Song of Myself

Линии, которые он проводил, никогда не заполнят числовую прямую. Теперь он это понял. Иррациональное пространство между ними было бесконечным. Рисунок никогда не станет сплошным и не обретет смысл. Жизнь не может быть сведена к ее рациональным моментам.

Но даже рациональные моменты не было смысла подсчитывать. А с ним действительно все в порядке. Он наконец‑то это понял. Разве не замечательно по‑настоящему знать, что иррациональное – это правило, а не исключение? И даже больше – почти все иррациональное трансцендентно, хотя мы это почти не осознаем. Жизнь не имеет смысла. Ей он не нужен. И почему тогда теологи боялись Кантора? Ведь он открыл истину, достойную прославления. Лишь трансцендентно счастливые моменты следует подсчитывать.

Его мысли прервал вопль Бетти за дверью спальни; тут же закричала и малышка. Дэвида поразило, как это тельце может быть источником таких громких криков, оглушительных требований справедливости и здравого смысла, таких бесстрашных и одновременно печальных. Когда ребенок смолк, чтобы перевести дыхание, он расслышал приглушенный голос о чем‑то умоляющей Бетти. Потом загремели брошенные на пол тарелки.

Он открыл дверь.

Было заметно, что Джек лишь немного пьян. Он твердо стоял на ногах. Длинные и гладкие волосы Бетти, которыми она так гордилась, были обмотаны вокруг руки Джека и зажаты в кулаке. Она стояла на коленях, вцепившись в его руку, держащую ее за волосы. Малышка лежала на кушетке, дрыгая руками и ногами, ее личико покраснело от плача и нехватки воздуха.

Может быть, Джека снова уволили с работы. Может быть, он поругался с вьетнамцем‑бакалейщиком из соседнего магазинчика. Или ему не понравилось платье Бетти, когда он пришел домой. А может, малышка заплакала тогда, когда он не хотел ее слышать.

– Ты грязная шлюха, – сказал он негромко и спокойно. – Я преподам тебе урок. Кто он?

Бетти лишь всхлипывала, бессловесно отрицая его обвинения. Не выпуская волос, Джек стал бить ее в живот и по почкам.

«Он не бьет ее по лицу, – подумал Дэвид. – Это рационально. Иначе у соседей появятся вопросы».

Бетти все извинялась, пытаясь объяснить и понять смысл этого мира для себя и для Джека.

Дэвид словно онемел. Ему показалось, как будто внутри него поднимается сплошная горячая волна, проталкиваясь в горло и перехватывая дыхание. Он схватил Джека за руку, но тот швырнул его на пол.

Малышка заплакала громче. В голове Дэвида запульсировала белая горячая боль. Никогда еще он не ощущал такой ярости и беспомощности. Он ничего не мог сделать, чтобы остановить боль и ужас. Он умел лишь манипулировать символами в уме. Он бесполезен. Он продемонстрировал трудность в установлении контактов. Он все воспринимает буквально.

Мольбы Бетти и плач ребенка стала заглушать пульсирующая и молотящая боль в голове. Время словно замедлилось. Сознание начало дрейфовать, покидать настоящее.

Раз, пляж у моря.

Он посмотрел на дверь в кухню. Встал.

Два, рука мисс By на его плече.

Он посмотрел на руку и с удивлением увидел, что держит разделочный нож. Как пассажиры поезда, сидящие спиной к движению. От его холодного лезвия отражался свет флуоресцентных ламп.

Три. «С ним все в порядке. Он робкий. Вот и все».

Бетти сжалась на полу. Свет в квартире тускнел. Силуэт Джека со спины был неумолим – темная нависающая масса, медленно поднимающая кулак. Малышка снова заплакала.

Четыре. Диагональная линия цифр, уходящая в бесконечность.

Он снова лежал на полу. Опустив взгляд, он увидел на руке кровь. Рядом лежал нож. Джек неподвижно сидел на полу, прислонившись к кушетке. Вокруг него расплывалась лужа крови. Бетти ползла к Дэвиду.

Пять, этот момент. Прямо сейчас.

Изложение диагонального аргумента Кантора, сделанное мисс By, обходит то обстоятельство, что десятичная репрезентация любого вещественного числа в виде бесконечной последовательности цифр является неоднозначной. То есть любое число, например 2, может быть записано или как 1,99999…, или как 2,00000…, а это увеличивает вероятность того, что новое число, созданное посредством диагонального аргумента, может попросту оказаться альтернативной формой другого числа, которое уже имеется в списке. Это противоречие можно устранить, введя требование, чтобы вещественные числа в этом списке придерживались формы…99999… и чтобы в создаваемом числе не использовался ноль.

Вставки о работе мозга и восприятии времени основаны на результатах исследований, проведенных Дэвидом Иглменом и Дэниелом Гилбертом.