Джон Дербишир - Простая одержимость. Бернхард Риман и величайшая нерешенная проблема в математике.

• Название: Простая одержимость. Бернхард Риман и величайшая нерешенная проблема в математике.
• Автор: Джон Дербишир
• Издательство: Астрель: CORPUS
• Жанр: Математика
• Год: 2010
• ISBN: 978-5-271-25422-2

Сколько имеется простых чисел, не превышающих 20? Их восемь: 2, 3, 5, 7, 11, 13, 17 и 19. А сколько простых чисел, не превышающих миллиона? Миллиарда? Существует ли общая формула, которая могла бы избавить нас от прямого пересчета? Догадка, выдвинутая по этому поводу немецким математиком Бернхардом Риманом в 1859 году, для многих поколений ученых стала навязчивой идеей: изящная, интуитивно понятная и при этом совершенно недоказуемая, она остается одной из величайших нерешенных задач в современной математике. Неслучайно Математический Институт Клея включил гипотезу Римана в число семи «проблем тысячелетия», за решение каждой из которых установлена награда в один миллион долларов. Популярная и остроумная книга американского математика и публициста Джона Дербишира рассказывает о многочисленных попытках доказать (или опровергнуть) гипотезу Римана, предпринимавшихся за последние сто пятьдесят лет, а также о судьбах людей, одержимых этой задачей.

---

И конечно, если физики и правда преуспеют в идентификации «римановой динамики», то это изменит наше понимание физического мира.

К сожалению, невозможно предсказать, к чему приведет такое изменение. Даже умнейшие люди не в состоянии высказывать подобные предсказания, а тем, кто их все же высказывает, доверять не следует. Вот математик за работой всего около 100 лет назад:

Каждое утро я сажусь перед чистым листом бумаги. В течение дня, с коротким обеденным перерывом, я все смотрю и смотрю на чистый лист. Порой, когда наступает вечер, он все еще пуст. Два лета — 1903 и 1904 годов — останутся в моей памяти как период полного интеллектуального тупика <…>. Вполне вероятно, что весь остаток моей жизни может пройти за разглядыванием этого чистого листа бумаги.

Это из автобиографии Бертрана Рассела. Терзавшая его проблема состояла в попытке найти определение «числа» на языке чистой логики. В самом деле, что именно обозначает «три»? Немецкий логик Готлоб Фреге ранее предложил ответ, но Рассел нашел изъян в рассуждениях Фреге и искал способ заделать дыру.

Если бы вы спросили Рассела в течение одного из этих летних периодов отчаяния, мог ли предмет его затруднений привести к каким-нибудь практическим приложениям, то он бы разразился смехом. Его занятия являли собой чистейший образец чистейшего интеллекта — до такой степени, что даже сам Рассел, математик по образованию, временами недоумевал, чего ради он этим занимается. «Казалось, что негоже взрослому человеку проводить свое время за такими никчемными вещами…» — замечал он. На самом деле работа Рассела в конце концов привела к появлению Principia Mathematica — ключевого момента в современных исследованиях оснований математики. Среди плодов этого исследования к настоящему времени числятся и победа во Второй мировой войне (или, во всяком случае, победа меньшей ценой, чем это в противном случае произошло бы), и машины, подобные той, на которой я набираю эту книгу.[211]

К ГР поэтому следует подходить в духе Адамара и Харди (но желательно без того оттенка меланхолии, который Харди внес в свое «отречение»). Как сказал мне Эндрю Одлыжко, «она или верна, или нет». Когда-нибудь это станет известно. Я представления не имею, какими будут следствия, и я не думаю, что кто бы то ни было другой это знает, однако я уверен, что последствия будут огромными. В конце охоты наше понимание претерпит изменение, а до этого момента радость и очарование заключаются в самой охоте, а для тех из нас, у кого нет подходящего снаряжения, — в наблюдении за энергией, решимостью и изобретательностью охотников. Wir müssen wissen. Wir werden wissen.

Эпилог

Бернхард Риман умер в пятницу 20 июля 1866 года, не дожив нескольких недель до своего сорокалетия. Осенью 1862 года он подхватил очень сильную простуду, ускорившую развитие туберкулеза, которым он, по-видимому, страдал с детства.[212] Коллеги по Геттингену выхлопотали Риману несколько правительственных субсидий, которые позволили ему перебраться в более благоприятный климат, что в то время было единственным способом, который мог принести облегчение больному туберкулезом и замедлить развитие болезни.

Таким образом, последние четыре года своей жизни Риман почти полностью провел в Италии. Умер он в Селаске, на западном берегу Лаго-Маджоре в Пьемонтских Альпах. Его жена Элиза и их трехлетняя дочь Ида были с ним. В краткой биографии, которой он дополнил «Собрание трудов» Римана, Рихард Дедекинд так описывает последние дни своего друга.

28 июня он прибыл на Лаго-Маджоре, где поселился на вилле Пизони в Селаске, неподалеку от Интры.[213] Силы быстро оставляли его, и он с полной ясностью понимал, что конец его приближается. Тем не менее за день до смерти, отдыхая в тени фигового дерева и наслаждаясь прекрасными видами вокруг, он трудился над одной из тех работ, которая, увы, осталась незавершенной. Скончался он мирно, без борьбы и агонии. Он как будто с интересом наблюдал за тем, как душа его отделяется от тела. Жена принесла ему вина и хлеба. Он попросил ее передать его последний привет всем домочадцам и сказал: «Поцелуй наше дитя». Она прочитала ему «Отче наш», но сам он уже не мог говорить. При словах «прости нам прегрешения наши» он благоговейно возвел взор вверх. Она чувствовала, что его рука холодеет в ее руках, и после нескольких вдохов его чистое и благородное сердце перестало биться. Благочестивый дух, заложенный в нем под крышей отцовского дома, он сохранил на всю жизнь и служил Господу верой и правдой, избрав свой собственный путь. Со своей высшей пробы преданностью Господу, он никогда не вмешивался в веру других: главное в религии, по его мнению, заключалось в том, чтобы ежедневно ответствовать за себя пред лицом Господа.

Он похоронен при церкви в Биганцоло, в приходе Селаски. На его надгробной плите начертано:

Здесь покоится в мире

ГЕОРГ ФРИДРИХ БЕРНХАРД РИМАН

профессор из Геттингена

род. в Брезеленце 17 сент. 1826

сконч. в Селаске 20 июля 1866

Любящим Бога

все содействует ко благу.

Вся надпись сделана по-немецки. Эпитафия взята из Послания к римлянам св. апостола Павла, 8:28. (По-немецки: Denen die Gott lieben müssen alle Dinge zum Besten dienen.) Могилы Римана больше не существует — она была уничтожена при перепланировке церковных земель. Однако плита с надписью сохранилась и стоит возле стены неподалеку.

Элиза Риман с дочерью вернулись в Геттинген. Они жили там с оставшейся сестрой Бернхарда Римана, которую также звали Ида, по адресу Weender Chaussee 17. Соседний дом с номером 17А занимал Херманн Шварц — университетский профессор математики.[214] Кафедру Римана в университете занял Альфред Клебш, написавший основополагающий текст по современной алгебраической геометрии.

В 1884 году дочь Римана Ида, которой к тому времени исполнилось 20 лет, вышла замуж за Давида Шиллинга, который в 1880 году получил ученую степень под руководством Шварца и сохранил с ним дружеские отношения. Вскоре после этого Шиллинг получил должность директора Морской академии в Бремене. В сентябре 1890 года вдова Римана и его сестра отправились жить вместе с Шиллингами в Бремен. Дочь Римана дожила до 1929 года, а ее муж до 1932-го. По-видимому, у них была большая семья, но точное число их детей от меня ускользнуло. Как бы то ни было, потомки Бернхарда Римана к настоящему времени слились с общей массой человечества.

Хотя недолгие годы были ему отпущены и немного имеется печатных страниц, запечатлевших результаты его исследований, имя его есть и будет на языке у математиков. Большая часть его трудов — шедевры, наполненные оригинальными методами, глубокими идеями и широким творческим воображением.

Джордж Кристал, из статьи «Риман» в издании Encyclopedia Britannica, 1911 год

Приложение 1

Гиганты и их покровители

Леонард Эйлер

Петр Великий

Карл Фридрих Гаусс

Карл-Вильгельм-Фердинанд, герцог Брауншвейгский

Бернхард Риман, его наставник и его друг

Риман, начало 1950-х годов

Риман, 1863

Лежен Дирихле

Рихард Дедекинд

Теорема о распределении простых чисел

Шарль де ля Валле Пуссен

Жак Адамар

Пафнутий Львович Чебышев

Атле Сельберг

Первопроходцы XX столетия

Давид Гильберт

Эдмунд Ландау

Г.Х. Харди

Джон Идензор Литлвуд

Вычислительное направление

Йорген Педерсон Грам

Карл Зигель

Алан Тьюринг

Эндрю Одлыжко

Алгебраисты

Эмиль Артин

Андре Вейль

Пьер Делинь

Ален Конн

Физическое направление

Джордж Пойа

Фримен Дайсон