Микель Альберти - Мир математики. т.20. Творчество в математике. По каким правилам ведутся игры разума

На реверсе аргентинской монеты достоинством в 2 песо, выпущенной в 1999 году в честь столетия со дня рождения Хорхе Луиса Борхеса, изображен лабиринт, упоминаемый во многих произведениях писателя.

* * *

В еще одном его произведении главную роль играют не числа, а измерения.

«Диск» — это короткий рассказ, в котором алчный дровосек убивает зашедшего к нему путника, после чего много лет ищет оброненный его жертвой магический диск — диск Одина, у которого всего одна сторона:

«— Я иду путями изгнанника, но я король, ибо у меня есть диск. Показать тебе его?

Он разжал костлявый кулак. В нем ничего не было. Ладонь была пуста.

Только сейчас я вспомнил, что до этого он не разжимал его ни разу.

Пристально глядя на меня, он сказал:

— Можешь коснуться.

С некоторой опаской я дотронулся кончиками пальцев до его ладони.

Я почувствовал холод и увидел, как что-то сверкнуло. В то же мгновение его пальцы сомкнулись. Я ждал. Незнакомец продолжал, как если бы он говорил с ребенком:

— Это диск Одина. У него есть только обратная сторона. Подобного ему нет на всей земле. Пока я владею им, я король.

— Он из золота? — спросил я.

— Не знаю. Это диск Одина. И у него одна-единственная сторона» [5] Перевод В. Е. Багно . — Примеч. ред . .

У трехмерного диска три стороны. Две из них имеют форму круга, третья — это полоса, их соединяющая, которую мы можем развернуть в виде прямоугольника.

Двумерные предметы не имеют толщины. Математическое творение Борхеса состоит в том, что он доказал, что у диска Одина нет толщины, так как у него нет одной из боковых сторон. Дровосек никак не может найти диск, потому что он, скорее всего, упал невидимой гранью вверх.

Отсылки к математике содержатся и во многих произведениях Итало Кальвино:

«Космикомические истории», «Раздвоенный виконт», «Незримые города». Так, его совершенно нематематический роман «Незримые города» содержит множество связей с различными математическими идеями. На страницах романа Марко Поло описывает города своей империи Кубла-хану. Каждый город носит женское имя, и мы выбрали в качестве примера фразу из описания города Доротея:

«О городе Доротее можно повествовать двояко: либо рассказывая о том, что над ее стенами вздымаются четыре башни, а к семи воротам ведут подъемные мосты, переброшенные через ров; четыре канала с водой зеленого цвета пересекают город и делят его на девять кварталов, в каждом из которых находится по триста домов и семьсот дымоходов…» [6] Перевод А. В. Гавриленко . — Примеч. ред .

При описании архитектурных элементов города Кальвино использует конкретные величины: четыре башни, семь ворот, четыре канала с водой зеленого цвета, девять кварталов, 300 домов и 700 дымоходов. Неизбежно возникает желание провести некоторые расчеты. Так, всего в Доротее 9·300 = 2700 домов и 9·700 = 6300 дымоходов, что означает, что во многих домах больше двух дымоходов.

Не будем сосредотачивать внимание на этих вычислениях, а обратимся к топологическому аспекту описания, которое гласит, что «четыре канала с водой зеленого цвета пересекают город и делят его на девять кварталов».

Допустим, что каналы имеют форму прямых линий. Существует множество способов разделить город на девять кварталов четырьмя каналами. Можно проложить каналы так, что город окажется разделенным на одиннадцать кварталов, как показано на следующих рисунках:

Возникает вопрос: каково максимальное число кварталов, на которые можно разделить город прямыми улицами или каналами? Иными словами, каково максимальное число областей, на которое можно разделить часть плоскости n отрезками?

Чтобы ответить на этот вопрос, обратим внимание, что одна улица делит город всего на два района, а максимальное число районов образуется тогда, когда новая прямолинейная улица пересекает все существующие районы:

При прокладке первой улицы образуется один новый район, при прокладке второй улицы — два, третьей — три и т. д. Таким образом, при прокладке n -й улицы образуется n новых районов. Следовательно,