Алекс Беллос - Алекс в стране чисел. Необычайное путешествие в волшебный мир математики

Свои первые робкие шаги в роли полноправного числа нуль проделал под покровительством знаменитого индийского математика Брахмагупты, жившего в VII веке. Именно Брахмагупта показал, как шунья ведет себя по отношению к своим числовым братьям и сестрам. «Данное число минус шунья дает данное число», — писал он, понимая под этим, что если из положительного числа вычесть нуль, то получится то же самое положительное число: а - 0 = а. А если умножить шунью на любое число, то получится шунья — другими словами, 0 × а = 0.

Числа исходно возникли как средство счета, как абстракции, описывающие количества. Но нуль не был числом для счета в том же смысле; понимание его значения потребовало более высокого уровня абстракции. Однако чем меньше математика оказывалась привязанной к реальным вещам, тем более мощной она становилась. Обращение с нулем как с числом означало, что позиционную систему, превратившую абак в наилучший способ вычисления, прекрасно можно использовать и для записи символов. Но это не все — нуль сделал возможным появление таких понятий, как отрицательные числа и десятичные дроби, — понятий, которые мы ныне без труда постигаем в школе и которые глубоко внедрены в нашу повседневную жизнь, но ведь они вовсе не являются самоочевидными. Древние греки сумели совершить фантастические математические открытия без использования нуля, отрицательных чисел или десятичных дробей — потому что полагались на существенно пространственное понимание математики. Им представлялось бессмыслицей, что ничто может быть «чем-то». Пифагору вообразить отрицательное число было столь же трудно, как отрицательный треугольник.

Среди всех новаторских способов обращения с числами в Древней Индии самым, пожалуй, занятным был лексикон, применявшийся для описания чисел от нуля до девяти. Вместо того чтобы закрепить за каждой цифрой уникальное имя, они применяли колоритный набор синонимов. Нуль, как мы уже знаем, назывался шинья, но еще и «эфиром», «точкой», «дырой» или «змеем вечности». Единица — «землей», «луной», «путеводной звездой» или «свернувшимся молоком». Двойка выступала под названием «рука», тройка была «огнем», а четверка — «вульвой». То или иное имя выбиралось в зависимости от контекста и следовало принятым в санскрите строгим правилам версификации и просодии. Например, следующий стих представляет собой отрывок из описания манипуляций с числами в одном древнем астрологическом тексте:

Апсиды Луны в Юга.

Огонь. Пустота. Всадник. Васу [20] Васу — группа из восьми божеств в Махабхарате. . Змей. Океан,

и в ее ущербном узле.

Васу. Огонь. Изначальная Пара. Всадник. Огонь. Близнецы.

Перевод таков:

[Число обращений] апсидов Луны в [космическом цикле есть]

Три. Нуль. Два. Восемь. Восемь. Четыре [то есть 488 203],

и в ее ущербном узле.

Восемь. Три. Два. Два. Три. Два [то есть 232 238].

На первый взгляд использование витиеватых альтернативных названий для каждого числа может показаться бесполезным, но на самом деле оно совершенно осмысленно. В те периоды в истории, когда рукописи были недолговечны и легко портились, астрономам и астрологам требовался способ резервного хранения данных для точной передачи чисел. Последовательности цифр легче запомнить, если они описаны в стихах с использованием разнообразных имен, нежели когда при их записи используется набор безликих, похожих друг на друга обозначений.

Другая причина, по которой числа передавались изустно, состояла в том, что имена числительные, возникавшие в различных районах Индии для чисел от одного до девяти (к нулю мы вернемся чуть позже), были разными. Два человека из разных районов и использующие разные числительные, могли говорить о числах и понимать друг друга, произнося слова, обозначавшие числа. К 500 году в Индии, однако, установилось определенное единство в использовании числительных и были узаконены три основных элемента, которые составляют современную десятичную числовую систему: десять цифр, зависимость значения от позиции, а также — к всеобщей радости — нуль.

Из-за простоты использования индийский метод быстро распространился по Ближнему Востоку и прочно утвердился в исламском мире, вот почему эта система приобрела известность под неправильным названием арабской. Далее метод проник в Европу благодаря предприимчивому итальянцу Леонардо Фибоначчи (Фибоначчи на итальянском языке означает «сын Боначчи»). Фибоначчи впервые познакомился с индийскими числительными еще в детстве, в городе Буджия (теперь это алжирский город), где его отец работал на Пизанской таможне. Осознав, что эта система намного превосходит римскую, Фибоначчи написал книгу о десятичной позиционной системе и опубликовал ее в 1202 году под названием «Liber Abaci». Книга начинается с хорошей новости: