Волшебный двурог - Страница 70

К оглавлению

— Ну конечно, во втором ряду будет вдвое…

Но тут почему-то Илюша замолчал, и на его лице изобразилось полнейшее недоумение.

— Ну-с, — сказал Радикс, — я вас слушаю! В котором ряду будет больше, в верхнем или в нижнем?

Илюша грустно вздохнул и сказал:

— Должно быть во втором ряду вдвое меньше, а на самом деле…

— А на самом деле? — повторил вопросительно Радикс. — Да что тут долго думать! Вон они, посмотри-ка!

Илюша обернулся, посмотрел на стену и увидел:

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14…

2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28…

Оба ряда тянулись вправо ужасно далеко, но как ни заглядывал Илюша вправо, как он ни напрягал зрение, оба они шли совершенно вровень, а конца им не было.

— Так как же? — опять спросил Радикс.

— 208 —

— Выходит, что их — и тех и других — одно и то же количество.

Илюша пожал плечами.

— Не понимаю! — сказал он. — Вижу, что одно и то же количество, и соображаю, что сколько ни тяни верхний ряд, нижний от него отставать не будет, потому что нижний — это тот же верхний, только умноженный на два, но понять не могу.

Не могу, потому что нижний в то же самое время есть часть верхнего. Но ведь часть меньше своего целого?

— Меньше, покуда речь идет о числах, о конечных величинах. А раз ты имеешь дело с бесконечностью, то, как ты сейчас сам видишь, это не так. Там вовсе не обязательно, чтобы часть была меньше своего целого. В данном случае часть совершенно такая же, как и ее целое. И это странное целое можно еще по-разному разбить на части, и опять получится то же самое. Великий Галилео Галилей в книге, которая называется «Беседа о двух новых науках» и которая вышла в свет в тысяча шестьсот тридцать восьмом году, задает примерно такой вопрос: «Верно ли будет, если я скажу, что количество правильных квадратов, как «четыре», «девять», «шестнадцать», «двадцать пять» и так далее, меньше количества всех чисел, поскольку число правильных квадратов непрерывно и очень скоро убывает по мере того, как мы двигаемся вперед по натуральному ряду чисел по направлению ко все большим и большим числам? Для примера укажу, что в первой сотне я насчитываю десять квадратов, что составляет одну десятую всех чисел до сотни включительно; затем до десяти тысяч их будет сто, то есть одна сотая, а до миллиона их будет одна тысячная и так далее». Поскольку это так, то несомненно правильно, что в любом конечном числе квадратов будет гораздо меньше, чем всех чисел, и чем оно будет больше, тем относительно их будет меньше. Однако, как только мы переходим к бесконечности, оказывается, что я могу все это рассмотреть совершенно с другой точки зрения. Напишем вот таких два ряда:

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12…

1 4 9 16 25 36 49 64 81 100 121 144…

Под каждым числом натурального ряда я подписываю во втором ряду его квадрат, и оба ряда будут тянуться вровень без конца. «Поэтому, — говорит далее Галилей, — нельзя сказать, которых чисел больше, которых меньше. Можно только сказать, что их бесконечное множество — и тех и других». Свойства конечных чисел, таким образом, на бесконечные множества распространять невозможно.

— 209 —

Из этого луча можно сделать два луча.

— Все это так, — медленно произнес Илюша, — а понять все-таки очень трудно.

— Ничего удивительного здесь нет, — отвечал Радикс, — что тебе вся эта задача кажется такой трудной. Современные ученые полагают, что она была настолько трудна для современников Галилея, что не столько привлекла их внимание к этим тонким вопросам, сколько отпугнула их своей необычностью и необъяснимостью. Но не торопись, кое-что можно будет тебе разъяснить в дальнейшем.

— Хорошо бы… — отвечал наш герой.

— Трудность здесь заключается в том, что мы не можем пересчитать числа в том и другом ряду. Так как это невозможно, то нам остается только подумать, нельзя ли найти какой-нибудь способ сравнивать друг с другом бесконечные множества. И вот что тут можно предложить. Представь себе, что ты пришел в школу на вечер. Собралась масса мальчиков и девочек. Зал большой, страшная толкотня, а тебе хочется узнать, кого больше: мальчиков или девочек? Сколько тех и других, тебя не интересует. Ты хочешь только выяснить, кого больше. Как это сделать? Самое простое — попросить оркестрантов, чтобы они заиграли вальс. Тотчас же все станут парами, и тут ты увидишь, кого больше. Теперь ты видишь, что я и применяю этот самый способ к бесконечным множествам, например ко множеству всех чисел и множеству квадратов: сопоставляю их попарно, а раз это удается, значит, что никакой разницы между множеством всех чисел и множеством квадратов в отношении количества их элементов нет.

— 210 —

Но только математики говорят в таких случаях не «количество» элементов, а так: эти два множества имеют «одинаковую мощность».

— А теперь уже мне кажется, что всякие два бесконечных множества будут иметь одинаковую мощность! — сказал Илюша. — Если я, например, начну располагать в ряд элементы одного из них, а ты в это время будешь делать то же самое с другим, то выйдет, что мое и твое множества одинаковой мощности, как если я буду перебирать подряд все числа, а ты одновременно со мной только все четные.

— Нет, — ответил Радикс, — не все бесконечные множества можно так исчерпать. Например, если взять множество всех точек на отрезке прямой, то его таким способом исчерпать нельзя. У нас говорят, что оно имеет «более высокую мощность», чем множество, например, всех натуральных чисел.