Теорема о бесполезных теоремах

Андрей Манин

Старый спор — что для науки важнее, ее собственная конструкция, внутренняя цельность и красота, или практические результаты. Власть обычно уверена во втором, ученые тяготеют к первому (хотя и прикрываются словами о грядущей пользе). Есть еще третья категория — околонаучные прохиндеи разной степени приближенности к власти, которые всегда утверждают, что от их работы результат будет прямо сейчас.

Спор, конечно, бесполезный, правы и те, и другие, а третьих лучше бы не было. Но вот еще аргумент в пользу научной стороны.

В математике есть великие теоремы. Самая, наверное, известная из них — теорема Ферма. Простейшая формулировка "уравнение an+bn = cn для любого целого n>2 не имеет решения в целых числах a, b, c". Тысячи безуспешных попыток, сотни неверных доказательств, самоубийства. Понадобилось 362 года (1637-1995), чтобы придти к верному ответу, изложение которого занимает 130 страниц не самых простых формул.

Но Великая теорема Ферма в народном хозяйстве не нужна. При n=3 еще можно представить ее применение в деле измерения объемов, но проще обойтись рулеткой. При остальных n она бесполезна, и никаких инноваций после ее доказательства не возникло. Более того, если бы доказательства не было, и для прикладных нужд понадобилось бы проверить утверждение Ферма в ограниченной области параметров a, b, c, n (а только такая задача может возникнуть на практике), ответ был бы найден тупым машинным перебором минут за семь.

То же самое можно сказать про большинство других великих математических задач, начиная от древнегреческих квадратуры круга и трисекции угла. Двадцать три проблемы Гильберта, семь задач тысячелетия не имеют непосредственных практических применений. Но человек, который решит любую из них, мгновенно получит самые престижные премии и несколько месяцев будет более известен, чем даже Ксения Собчак. Григорий Перельман, девять лет назад решивший одну из задач тысячелетия, по интернет-запросам от Ксении Анатольевны, конечно, уже отстал, но все еще в три с лишним раза обгоняет председателя ГД РФ Бориса Грызлова.

Получается, что и математическое сообщество, и нематематическое общество признают абсолютную ценность бесполезных на практике математических утверждений. А эти утверждения стали великими теоремами потому, что или уж больно формулировка красивая, или они заполняют какой-то существенный разрыв в структуре математического знания. И далеко не всегда потому, что от них есть практический выход.

То же самое и в физике. За получение бозе-конденсации атомов рубидия авторы работы получили Нобелевскую премию уже через шесть лет. Бозе-конденсат рубидия в хозяйстве не нужен, принципиальная возможность его получения была ясна много лет назад. А некоторые работы с очевидным практическим выходом дожидались десятки лет (например, премия Жоресу Алферову за полупроводниковые работы 60-х годов). Просто бозе-кондесация атомов тяжелее гелия — это очень красивый эффект.

Еще одна проблема века — металлический водород. Это действительно чудо света, самый легкий элемент в электропроводящем состоянии. Его получение возможно лишь при давлении в миллионы атмосфер, откуда понятна и практическая бесполезность. Вроде бы металлический водород уже получен, полной ясности пока нет. Будет ясность, будут и премии. А в завещании Нобеля прямо сказано — "тем, кто принес наибольшую пользу человечеству".

Только что появились сообщения, что наконец доказана гипотеза Коллатца (гипотеза 3n+1), сформулированная еще в 1937 году. Берем любое натуральное число. Если оно четное, делим на два, если нечетное — умножаем на три и прибавляем единицу. С новым числом делаем то же самое, и так далее. В конце концов, утверждает теперь уже теорема Коллатца, получится единица.

Вот это точно полезная вещь. Можно сделать смешную компьютерную игру для школьников.

Загрузка новости...
Загрузка новости...
Загрузка новости...
Загрузка новости...
Загрузка новости...
Загрузка новости...
Загрузка новости...
Загрузка новости...
Загрузка новости...
Загрузка новости...
Загрузка новости...