dxdt.ru: занимательный интернет-журнал

Ферма сформулировал самую знаменитую теорему имени Ферма на полях одного из изданий “Арифметики” Диофанта. Труды Диофанта сейчас доступны и в более древних вариантах, чем тот, которым пользовался Ферма. Но, понятно, всё в электронном виде. Однако это позволяет очередной раз взглянуть на древнюю математическую нотацию, чтобы оценить разрыв с нотацией современной.

Воскресное чтение манускриптов. Cегодня – совсем небольшой фрагмент “Арифметики” Диофанта в версии манускрипта 13 века н.э. Vat.gr.191 из коллекции Ватиканской Апостольской библиотеки. Диофант Александрийский, как считается, работал в третьем веке нашей эры, то есть, примерно, за десять веков до написания данного манускрипта. В этом фрагменте (лист 360r) Диофант определяет свою нотацию для записи степеней неизвестной – квадрата, куба и так далее – см. скриншот.

В выделенном фрагменте Диофант пишет (перевод – максимально близко к тексту): “Соответственно, тогда каждое из тех чисел, сокращённое обозначение получив, элементом арифметической теории становится; назовём же теперь квадратную степень, и да станет она обозначаться [буквой] Δ, имеющей сверху Γ, [Δ^γ] степень”.

Дельта здесь – это первая буква δύναμις. На данном манускрипте, как раз, написано с ошибкой – указана строчная буква δ. Почему δύναμις? Это как в русском “динамо-” – “сила, мощь”, но в значении английского power. То есть, это именно степень, но вторая – квадрат.

Дальше идёт третья степень: “Дальше – куб, и с [буквой] Κ, имеющей сверху Γ, Κ^γ – куб”. Каппа здесь, конечно, от κύβος, “кубос” или куб.

Дальнейший текст на скриншоте не выделен, но, на базе этих двух обозначений, для квадрата и куба, Диофант далее систематически строит “составные” степени, вплоть до шестой. Например, Δ^γΔ – “дельта-дельта” или, если хотите буквально, “динамодинамис” – δυναμοδύναμις (середина нижней строки на скриншоте, если хотите прочитать исходник). Δ^γΔ, это, конечно, четвертая степень – потому что “квадрат квадрата”.

На полях данного манускрипта тоже есть заметки – схолии. Но это тема для другой записки.

Небольшой исторический экскурс, про комплексные числа и “квадратный корень из минус единицы”. Читаем исходники Бомбелли. Почему Бомбелли? Потому что без упоминания этого итальянского инженера-математика 16 века не обходится ни один экскурс в историю внедрения комплексных чисел. Про Рафаэля Бомбелли нередко пишут, что он “первым ввёл в обиход комплексные числа”. Несомненно, труд Бомбелли “Алгебра” (L’Algebra) сыграл одну из ключевых ролей в становлении подходов к алгоритмическому пониманию комплексных чисел. Но что именно сформулировал Бомбелли, и как именно? Насколько этот объект похож на современные комплексные числа?

Традиционно ссылаются на небольшой фрагмент из “Алгебры” Бомбелли, в котором прямо определяются правила арифметики для “мнимой единицы”, то есть, для i. Тут, однако, кавычки необходимы: мнимая единица – это в современных терминах; как будет понятно далее, у Бомбелли всё несколько иначе записано.

“Алгебра” Бомбелли написана на итальянском. Чтобы проиллюстрировать различие подходов, я постараюсь в ключевых местах дать дословный перевод текста Бомбелли, максимально близкий к исходнику (ну, на мой взгляд). Это позволит понять, как вообще описывались алгебраические объекты до появления современной нотации, и возможно ли сравнивать объекты непосредственно.

Кстати, современная алгебраическая нотация является настолько огромным достижением сама по себе, что именно её мог бы использовать “попаданец” в средневековое европейское прошлое для эффективного убеждения инквизиторов в том, что он, “попаданец”, реально из будущего. Современные для двадцать первого века теоремы, скажем, типовой “попаданец” не сможет даже сформулировать. Как и убедительно рассказать про “металлических птиц” и “дальновидение”, чтобы обособить свой рассказ от прочих волшебных историй, бытовавших и в средние века – просто, тут необходимо знать слишком много, для “попаданца”. Зато базовая алгебраическая нотация, на уровне записи формул корней квадратного уравнения, нынче хорошо знакома едва ли не каждому, а на образованного инквизитора прошлого произведёт впечатление. Но всё это в художественном произведении, конечно. Почему-то, этот вариант, хоть он простой и доступный, упускают из виду. Вернёмся, впрочем, к итальянской “Алгебре” 16 века.

Ниже дан первый фрагмент скана соответствующей страницы (это издание 1579 года, из библиотеки Linda Hall; страница 169; выделение цветом – моё; в некоторых местах, где допустимо и если не влияет на контекст, – я исправляю опечатки исходника и меняю типографику на современную итальянскую, для лучшего текстового представления, например, u -> v; см. детали ниже).

Итак, итальянский – исходный язык, на котором писал свой труд Бомбелли. Это уже далеко не латынь, но и не совсем современый итальянский – 16 век, всё же. (Знание итальянского для понимания этой заметки не требуется – я все важные слова объясню ниже.) В самом начале страницы, Бомбелли, буквально, пишет (пожирнение тут везде соответствует тексту, выделенному на скане): “Я обнаружил другой тип кубических корней выражений, который сильно отличается от всех других” (“Ho trovato un’altra sorte di R.c.legate molto differenti dall’altre”.)

Здесь сразу же попадается интересный термин: “R.c.legate”, от Radice Cubica Legata, – это обозначение для кубического корня, вычисляемого для некоторого алгебраического выражения (формулы), которое, как сейчас сказали бы, стоит “под радикалом”. Откуда и legata – “связанная” (итальянское radice, “корень” – женского рода; кстати, если вы только изучаете русский, то и “корень” вам тоже может показаться существительным женского рода). В общем, если на русском, то будет “связанный корень” или, что несколько точнее, “присоединённый корень”.

Что тут имеется в виду? Бомбелли определяет соответствующий больший термин – Radice Legata – за несколько десятков страниц до рассматриваемого фрагмента “Алгебры”. И в определении дан такой пример (здесь он записан в современных обозначениях и терминах): пусть кто-то говорит, “найди мне квадратный корень из (7 + √48)”, это означает, что нужно найти такое выражение вида a + √b, которое, “умноженное само на себя, даст (7 + √48)”; такое выражение, пишет Бомбелли, это (2 + √3). Проверяем: (2 + √3)*(2 + √3) = 4 + 4*√3 + 3 = 7 + 4*√3 = (7 + √48). Сходится.

Однако Бомбелли, когда описывает здесь нахождение квадратного корня в подобной форме, не использует термин “квадратный корень”. Он, буквально, пишет: “найди мне сторону” (дословно: trovami il lato). И это, вообще говоря, сторона квадрата, площадь которого равна заданному выражению (с иррациональностью!). Это всё похоже на геометрический подход, разделяющий числа и “величины”.

Нужно отметить, что, как сейчас бы сказали, Бомбеллли строит расширение поля рациональных чисел: потому что (7 + √48) = (7 + 4*√3) – это присоединение к рациональным числам иррационального √3, где √3 – это обозначение числа, квадрат которого равен 3 (определение корней дано у Бомбелли через умножение, а это очень важно). То есть, рассматриваем всевозможные выражения вида a + b*√3, где a, b – рациональные числа. Естественно, во времена Бомбелли абстрактной теории полей ещё не было, как и коммутативной алгебры в современном понимании. Но тем не менее.

Получается, геометрическая интерпретация всё ещё отражена у Бомбелли в терминах (“найти сторону”), но искомые “радикалы” вводятся уже через присоединение “внешнего” корня многочлена, через расширение поля, а не через “углы”, которые сейчас повсеместно связывают с комплексными числами, – например, в радиотехнике, но не только там. Именно алгебраическое определение комплексных чисел через расширение поля (присоединение корня полинома X^2 + 1) и является современным, – “операционным” и алгоритмическим, – вариантом. Угловые меры, как инструмент, конечно, в труде Бомбелли тоже есть, в том числе, при рассмотрении решений кубических уравнений. Но это не комплексные числа, а другой инструмент.

Фактически, “R.c.legate” это запись корня уравнения в кубических радикалах, с присоединением иррациональностей. Но всё же, получается, что речь тут идёт о специальном “радикале”, как способе записи, а не о теоретическом “числовом” объекте. Это следует ещё и из того, что темой соответствующего раздела является решение уравнений третьей степени (формула Кардано, в частности). В современных обозначениях – ∛(a + √d) – кубический корень из выражения, содержащего корень квадратный. Этот последний момент – важен для понимания дальнейшего текста.

Итак, имеем радикалы из выражений вида a + b√d, как способ записи, пригодный для специальных вычислений. Идём дальше – дословный перевод следующего фрагмента со скриншота труда Бомбелли: “эта вещь [радикал] встречается в главе, рассматривающей куб, равный многим ([т.е. кратности неизвестного]) и числу”. Вот этот странный текст про “куб, неизвестное и число”, это есть ни что иное как запись словами уравнения вида x^3 = px + q, если в современных обозначениях. (Далее будем называть здесь q не “числом”, а константой – так понятнее.)

Бомбелли здесь рассматривает куб неизвестного х, слева, и он приравнивается к значению, кратному этому х (p*x), плюс некоторое число (буквально – numero), константа “без неизвестного”, то есть плюс q. Именно такая форма уравнений рассматривается. Вообще, это не единственная используемая “нотация”. Тот же Бомбелли далее в “Алгебре” использует специальную нотацию с отдельным обозначением степеней неизвестной арабскими цифрами (но без формального обозначения самой неизвестной – как сейчас написали бы: x или t). Однако в обсуждаемом фрагменте – тип уравнения назван просто словами. Ни о каких операциях речи ещё не идёт, но тут же вводится важное ограничение, выделяющее интересующий Бомбелли подтип уравнений и приводящее, в итоге, к “мнимым” (или “софистским”) радикалам.

Далее сформулировано условие, что (p^3)/27 больше (q^2)/4, но опять словами, при этом (p^3)/27 = (1/3*p)^3, а (q^2)/4 = (1/2*q)^2. Дословно по тексту: “когда куб одной третьей от кратности [неизвестного] – больше, чем квадрат половины числа [константы]”. В исходном тексте: “quando il cubato del terzo delli tanti è maggiore del quadrato della meta del numero” – “cubato del terzo” – “куб одной третьей”, “è maggiore del quadrato” – “больше квадрата” и т.д. То есть, всё описано словами, и речь о конкретном случае значений коэффициентов. Разительно отличается от современного подхода к изложению материала. Почему (p^3)/27 > (q^2)/4? Об этом сказано буквально через несколько слов.

Пропускаем слова о том, что примеры с таким уравнением Бомбелли разбирает в отдельной главе, читаем дальше и пытаемся разобраться: “соответствующий тип квадратного корня в своём вычислении (Algorismo) требует операций, отличных от всех других, и другого названия” (“la qual sorte di R.q. hà nel suo Algorismo diversa operatione dall’altre, e diverso nome”). Здесь R.q., от Radice Quadrata, – это уже квадратный корень, но терминологическая логика остаётся той же. Почему же речь теперь про квадратный корень, если сначала упомянуты кубические? Потому что здесь написано про “подрадикальный” корень, соответствующий вычислению корня кубического. Собственно, когда вы решаете кубическое уравнение в радикалах, то в процессе решения обязательно возникает квадратное уравнение и квадратные корни. В формуле Кардано они и составляют смысл всей затеи. О чём и пишет Бомбелли далее: “когда куб одной третьей кратности больше квадрата половины константы, тогда нельзя назвать [его] ни больше, ни меньше“. То есть, тут речь про значение “ни с плюсом, ни с минусом”. Необходимо учитывать, что отрицательные числа пока что не используются как класс, привычный сегодня: например, довольно сложно определить, что такое сторона квадрата, имеющая “отрицательную величину”. Поэтому “ни больше, ни меньше” – “ne più, ne meno”, – как операции увеличения и уменьшения чего-то: a + b, a − b.

Формула Кардано имеет вид (a + √b)^(1/3) + (a − √b)^(1/3), то есть, это сумма двух кубических корней, соответствующих R.c.legate Бомбелли, а “ни больше, ни меньше” относится к части √b. Ведь в формуле Кардано b = (q^2)/4 − (p^3)/27, соответственно, если (p^3)/27 больше (q^2)/4, то и получаем отрицательное значение под квадратным корнем. Это и есть та величина, про которую ни сказать, что “она больше”, ни сказать, что “она меньше”.

Дальше: “но [эти элементы] называю “плюс минуса”, там, где их нужно складывать ([увеличивать]), а где их нужно отнимать ([уменьшать]), называю “минус минуса”, и эта операция необходимейшая…” (“però lo chiamerò più di meno, quando egli si doverà aggiongere, e quando si doverà cavare, lo chiamerò men di meno, e questa operatione è necessarissima…”). То есть, в том случае, когда под радикалом отрицательное число, Бомбелли такое сочетание не считает возможным называть, ни “большим”, ни “меньшим” – читай: ни положительным, ни отрицательным, – но называет “плюсом минуса” и “минусом минуса”. Для прототипа i тут вводится специальное, двойное операционное обозначение. Те же “плюс минуса”/”минус минуса” можно перевести и как “больше минуса”/”меньше минуса”. Что это могло бы обозначать? А это больше всего похоже на описание способа выноса мнимой единицы из-под радикала. Например, перепишем (2 − √(-3)) как (2 − i*√3).

Что касается исключительной важности новой операции, которая объявлена “необходимейшей”, то речь тут об уравнениях четвёртой степени (potenza di potenza) разной формы, где подобные радикалы возникают “гораздо чаще, чем другие”.

Далее Бомбелли пишет, что “[подобные радикалы] многим покажутся скорее “софистскими”, чем “настоящими”; такого мнения и я сам придерживался тоже, пока не нашёл для него [радикала] демонстрации геометрической” (“la quale parerà à molti più tosto sofistica, che rale, e tale opinione hò tenuto anch’io, fin’ che hò trovato la sua dimostratione in linee”).

Как ни странно, но геометрическая демонстрация (на плоскости, да), которую Бомбелли приводит отдельно (а я здесь пропускаю), это вовсе не современная геометрическая интерпретация комплексных чисел – с поворотом, углами, мнимой и действительной осями.

Промежуточный итог: Бомбелли рассматривает некоторые “новые радикалы”, отдельный тип квадратного корня, со своим названием и свойствами, как составную часть операции отыскания кубических корней. То есть, в качестве вспомогательного элемента, чтобы операция работала, используется новый объект, который очень похож на мнимую единицу (см. “плюс-минусы” выше), но вовсе не на квадратный корень из минус единицы, как на число вообще и на “рациональное” число в особенности. Далее Бомбелли перечисляет правила умножения “знаков” для нового элемента: “и вначале разберу умножение, определив закон для плюса и минуса” (“e prima trattarò del Moltiplicare, ponendo la regola del più & meno”). На скриншоте ниже – эти определения.

Если новый “минус” заменить на обозначение i, то получится, что здесь написано следующее (пример из: F. La Nave and B. Mazur, Reading Bombelli, 2001):

1. (+)*(+i) = +i
2. (−)*(+i) = −i
3. (+)*(−i) = −i
4. (−)*(−i) = +i
5. (+i)*(+i) = −
6. (+i)*(−i) = +
7. (−i)*(+i) = +
8. (−i)*(−i) = −

Если представить, что “чистый” минус и “чистый” плюс – это подразумеваемые плюс/минус единицы по умножению (как в современной нотации), то получится, что в пятой строке записано (i*i) = i^2 = -1. А это корректное определение мнимой единицы. Может показаться, что обобщив определение квадратного корня в “Алгебре” Бомбелли получаем √(-1) = i, поскольку i*i = -1, но это не так, поскольку Бомбелли не вводит i как “число” или как измерение “стороны”. Это i – приписано сейчас, это некий анахронизм, а в исходном тексте (см. скриншот выше), фигурируют лишь операционные обозначения “плюс минуса” и “минус минуса”. И тем более выделение концепции мнимой единицы оказывается в некотором противоречии с тем, что данные специальные радикалы (R.C.Legata) вводятся непосредственно для выражений вида (a + √d), применительно к кубическим уравнениям. А в современном варианте извлечение кубических корней из комплексных чисел требует формулы Муавра и тригонометрического представления.

Бомбелли находит решение в радикалах для уравнения x^3 = 15*x + 4. Это, пожалуй, второй самый цитируемый фрагмент “Алгебры”. Во времена Бомбелли было известно, что кубическое уравнение всегда имеет один (действительный) корень, а особый интерес представляли только положительные корни. С одной стороны, положительный корень x^3 = 15*x + 4 нетрудно угадать: x = 4. С другой стороны, (4^2)/4 = 4, (15^3)/27 = 125, и формула Кардано даёт для этого уравнения следующее выражение: ∛(2 + √-121) + ∛(2 − √-121). Это как-то не очень похоже на 4.

Вообще, можно найти и некоторые другие озадачивающие варианты значений внутри формулы Кардано для уравнений с очевидным целым корнем, без “отрицательных радикалов”, особенно, если вам знакомо уравнение Пелля, но это тема для другой записки. Что же касается √-121, то это всё равно выглядит сложно. Даже сейчас, для современного взгляда. Потому что, вообще говоря, и значений кубического корня получается несколько, и для случая трёх действительных корней формула Кардано, мягко говоря, несколько бесполезна.

Однако Бомбелли, иллюстрируя свой новый метод, показывает, что (2 + i)^3 = (2 + √-121), если только следовать описанным выше правилам. И действительно, (2 + i)*(2 + i) = (3 + 4i), (3 + 4i)*(2 + i) = (2 + 11i) = (2 + √-121). Соответственно, (2 − i)^3 = (2 − √-121), так сказать, из соображений симметрии (это отмечено у Бомбелли, как ни странно). Поэтому ∛(2 + √-121) + ∛(2 − √-121) = (2 + i) + (2 − i) = 4. Вот только в данном конкретном случае значения нетрудно подобрать под известный ответ. А в других случаях – без рационального аналога тригонометрии с кубическими корнями будет трудновато.

Если вы вдруг думаете, что “док-станции” и сопряжение наручных “смарт-часов” со смартфоном – это очень новое, то вот система Breguet Sympathique начала 19 века – 1814 года выпуска, из британской Королевской коллекции. Да, это тот самый “Брегет”, упоминаемый, например, у Пушкина. Только здесь большие настольные (накаминные, если точнее) часы снабжены механическим интерфейсом для подключения карманных часов – то есть, самой что ни на есть настоящей, пусть и механической, “док-станцией”.

(Credit: Royal Collection Enterprises Limited / Royal Collection Trust.)

Карманные часы устанавливались в специальный захват на верхней панели основных часов. При этом основные часы автоматически корректировали время карманных и точность их хода.

(Credit: Royal Collection Enterprises Limited / Royal Collection Trust.)

Коннектор крупным планом. Здесь имеется микроскопический центральный вал, который подключается к механизму карманных часов через специальное отверстие в корпусе последних – см. следующую иллюстрацию.

(Credit: Royal Collection Enterprises Limited / Royal Collection Trust.)

В нижней части механизма, за отверстием в корпусе, видны некоторые детали механического интерфейса, при помощи которого регулировалось положение стрелок карманных часов, – они устанавливались синхронно показаниям основных, – осуществлялась коррекция хода карманного механического гаджета (по разнице между опорным временем основных часов и фактическими показаниями времени на карманных). Были и более поздние варианты системы, с автоматическим заводом пружины карманных часов.

Девятнадцатый век. Никаких транзисторов и Bluetooth. Но, естественно, штучная ручная работа.

Ещё немного историй про монеты, которые имеют большое значение как некоторый “фокальный объект”. Если посмотреть на почти современные греческие монеты (конец прошлого века), то нетрудно заметить интересную особенность – она хорошо видна на иллюстрации ниже.

На этой иллюстрации – аверсы двух монет в 10 греческих драхм. Однако на левой монете, датированной 1988 годом, написано ΔΡΑΧΜΕΣ, а на правой, которая из 1976 года, ΔΡΑΧΜΑΙ. И то, и другое слово – это множественное число для драхм. Отличие лишь в двух последних буквах: эпсилон-сигма сменяют альфа-йоту. Почему? Может, это опечатка, и тогда одна из монет представляет собой редкость?

Нет. Это не опечатка. Это физическое воплощение весьма мощного для новогреческого языка социального явления, которое известно как греческая диглоссия или “языковой вопрос”. Дело в том, что в современной Греции почти пару сотен лет, – с восемнадцатого века и до середины двадцатого, – шла активная борьба за сохранение “книжного языка” (καθαρεύουσα, “кафаревуса”) в качестве языка официального, в противовес разговорному языку греческого народа (δημοτική γλώσσα, “народный язык”, или просто “димотика”). То есть, в противовес тому языку, которому, с начала двадцатого века, обучали в начальной школе (например).

Под “официальным языком” тут имеется в виду язык, на котором составлялись важные документы и которым могли пользоваться чиновники в государственных учреждениях. Последний момент, кстати, приводил к тому, что даже не все грамотные и образованные греки могли понять, что именно пишут – или, реже, говорят – в том или ином учреждении на “книжном языке”, на “кафаревусе”, который был ближе к древнегреческому.

Результатом этого процесса стал окончательный переход к димотике, и в качестве “официального языка” тоже. Это произошло в 1976 году (дата на монете справа).

Так что разная запись, – с сигмой или с йотой, – это отражение перехода на димотику, в которой пишут ΔΡΑΧΜΕΣ. Поэтому и на монетах стали чеканить форму с эпсилон-сигмой. Но чеканить такие монеты начали позже 1976 года, а именно – с 1982.

А схематическое изображение атома на аверсе этих монет присутствует тоже не просто так: монеты посвящены Демокриту – его портрет отчеканен на реверсе.

“Envelopes at sixpence a packet. Particular man in his stationery.”

Arthur Conan Doyle
The Sign of the Four

(Это дополненная версия статьи, которую я ранее опубликовал на “Хабре”.)

Исторический анекдот гласит, что в тридцатых годах прошлого века в Великобритании наблюдалась сезонная нехватка шиллингов в обращении. Почему? Потому что много монет находились внутри газовых счётчиков и счётчиков электроэнергии. Такие счётчики были в ходу ещё и в шестидесятых годах. Если вы смотрели старые британские фильмы, то там нередко показаны ситуации, когда для того, чтобы включилось электричество в квартире или домашнее отопление, нужно опустить монетку-шиллинг в специальный счётчик, установленный тут же. Получив монетку, счётчик включает газ или электричество на какое-то время. Собранные монеты из счётчика периодически забирал специальный сотрудник компании-поставщика энергии. Зимой, естественно, и электричество, и тепло востребованы больше, поэтому больше монет оседало внутри счётчиков.

Шиллинги регулярно задействует Шерлок Холмс в классической советской серии телефильмов: два шиллинга за информацию о лодке, 56 шиллингов за возможность просмотреть вчерашнюю порцию бумажного мусора в нескольких гостиницах. Шиллинг сюда, шиллинг – туда. Собрался целый фунт, даже больше. Но монеты в один фунт не было. Да, был соверен – 20 шиллингов, что соответствует одному фунту по количеству, но, тем не менее, это соверен, а не фунт. В современной Великобритании, несмотря на Шерлока Холмса, шиллинги не ходят. Они довольно давно исключены из оборота. Куда же исчез шиллинг? Оказывается, он превратился в пять пенсов.

Читать полностью

Кстати, в продолжение записки про геометрическую алгебру Евклида и разность квадратов – воскресное чтение манускриптов (давно не было). Как известно, основная часть трудов Евклида дошла до нас лишь в средневековых “копиях копий”. То есть, на манускриптах. Один из важнейших таких манускриптов – Vat.gr.190 из Ватиканской апостольской библиотеки, датируемый девятым веком нашей эры и содержащий тексты “Элементов” (“Начал”). Фрагмент с записью формулировки Предложения 5 из второй книги на древнегреческом приведён на скриншоте ниже.

За исключением комментариев на полях и между строк (схолии), это как раз тот текст, который упоминается в исходной записке (плюс пара строк начала доказательства; сама формулировка заканчивается словом τετραγώνῳ во второй строке снизу на скриншоте, а схолии легко распознать, – не не прочитать, – благодаря другим чернилам и почерку).

А вот чертёж из манускрипта, соответствующий этому Предложению, почему-то подкачал – см. следующий скриншот.

Здесь и точка Γ не делит прямую линию на равные части, и Δ прижата не к той границе. Казалось бы, для геометрии это не так уж важно, смысл не меняется, но всё же.

Древнегреческий подход к математике включал в себя геометрическую алгебру. Основные инструменты этой алгебры описаны, – с доказательствами, – во второй книге “Элементов” (“Начал”) Евклида. Очень хороший пример – Предложение 2.5 (то есть, пятое Предложение второй книги). Там записано следующее:

“Если прямую линию разделить на равные и неравные [отрезки], тогда прямоугольник, сформированный равной и неравной сторонами, плюс квадрат на стороне между [ними], равны квадрату на половине”.

“На половине” – тут имеется в виду квадрат на “равной” части исходного отрезка. Рисунок дан ниже – из него должно быть понятно.

“Прямая линия” у Евклида оканчивается точками, по определению. Сейчас сказали бы, что это отрезок. Но в древнегреческой математике – речь не об отрезке, а о некоторой величине, с которой связаны свои операции. Подход напоминает древние шумерские задачи. И там, и тут – для величин-отрезков вводится своё умножение: два отрезка дают площадь – величину нового типа. Обратите внимание, что операции, вообще говоря, различаются: умножение отрезков позволяет получить площадь, но это не то же самое, что и умножение натуральных чисел (“повторное сложение”, как говорят сейчас). Поэтому получается геометрическая алгебра.

Что именно здесь записано у Евклида? Разделим линию AB точкой C на равные части (половины: AC == CB), и точкой D на неравные (D, например, лежит на отрезке CB, см. рис.). Тогда утверждается, что AD*DB + CD*CD = CB*CB.

Воспользуемся современными алгоритмами и перепишем выражение: CD*CD – CB*CB == AD*DB. Дальше (см. рис.), по построению: AD == CB + CD; DB == CB – CD; следовательно, CD^2 – CB^2 == (CB+CD)*(CB-CD).

То есть, это геометрический вариант известного алгебраического соотношения – разности квадратов. Аналогичные параллели есть и у всех прочих Предложений второй книги “Элементов”.

Попытались силами ChatGPT определить дату выпуска японской монеты периода Мэйдзи номиналом в 20 сенов. Загрузили в ChatGPT современной версии (пятой) фотографию именно той стороны монеты, на которой указана искомая дата (ну, такой эксперимент), направили “промпт” на русском языке. ChatGPT узнало монету в 20 сенов, рассказало, что годы таких японских монет обозначаются по периодам императорского правления (это верно), привело пример обозначения (!), а потом заявило, что нужно перевернуть монету и прислать фотографию другой стороны – типа, дата написана на другой стороне, а по имеющейся фотографии определить нельзя. Но на другой стороне написан номинал, а не дата. Дата как раз записана на той картинке, которую в ChatGPT и загрузили (специально).

Очередной типичный и практический пример, показывающий реальный уровень “полезности” данного инструмента и то, сколько там “интеллекта”. А ведь утверждают, что ИИ LLM нужно поручить анализ данных медицинской диагностики: рентгенограмм там, и других подобных данных. Но это одна из самых продвинутых LLM – и не может прочитать год выпуска старой японской монеты, хотя приводит верное описание того, как этот год записывается и интерпретируется.

Да, на таких японских монетах дата указывается по году периода, и записывается набором из нескольких иероглифических знаков. Если слева направо: обозначение “год”, потом номер самого года, потом – обозначение периода. Например (здесь группы знаков разделены точками, для наглядности): 年 . 七十三 . 治明. То есть, если теперь справа налево, то “Мэйдзи 37-й год”, или 1904 “европейский”. На аверсе монеты 1904 года в 20 сенов дата отчеканена справа от латинского обозначения номинала “20 sen” (см. фото ниже). Именно фотографию аверса и отправили для анализа. Присутствие латинских букв и арабских цифр могло бы помочь ChatGPT, если бы там был “интеллект”, но не помогло. На реверсе же монеты написан только номинал “20 сенов”, но японскими обозначениями: то есть, японские цифры там присутствуют, но это не год.

Аверс монеты – слева на коллаже. Именно эту фотографию и направили в ChatGPT (конечно, в большем разрешении).

Нетрудно предположить, как такой ответ ChatGPT получился: в интернетах на форумах часто пишут про монеты, что, мол, пришлите “фотографию лучшего качества”, “можно понять только по другой стороне” и т.д. Вот наборы таких фраз и склеились в ответ. При этом верное, в общем-то, описание – никак не повлияло на ошибочную формулировку. Потому что описание сконструировано не из смысла запроса, а исходя из набора “токенов” (слов и слогов) и их взаимного расположения. Это – программа. Генератор текстов.

Получается, что ChatGPT таким ответом даже успешно запутало бы незнакомого с предметом пользователя – ведь в предложении перевернуть монету есть логика: да, часто дата отчеканена на другой стороне, не на той, где написан номинал (пояснение: номинал здесь пользователь читает там, где он записан латиницей и арабскими цифрами).

А о том, что вышло бы из ChatGPT после загрузки фотографии реверса, мы в этой записке не узнаем: доступные токены закончились – видимо, картинки потребляют их особенно много.

На аверсе британских монет изображены монархи – короли и королевы, в период правления которых монета отчеканена. Есть старая традиция: портреты соседних, по времени правления, монархов, их профили – смотрят в разные стороны. На иллюстрации ниже – пять монет в один шиллинг разных, последовательных, монархических периодов.

Сразу видно, что чётность нарушена. Монеты разложены по возрастанию года выпуска, слева направо: королева Виктория, король Эдуард VII, король Георг V (это не Николай Второй, это его брат, но двоюродный), король Георг VI, королева Елизавета II. Чётность поворотов профилей нарушена между Георгом V и Георгом VI. Почему?

Потому что между ними был король Эдуард VIII, но он быстро отрёкся от престола – настолько быстро, что и монеты с его профилем выпустить в массовое обращение не успели. Монеты периода Эдуарда VIII явно существуют, но это лишь экземпляры из тестового выпуска, так что они являются одними из самых редких монет в мире (поэтому на данной картинке и нет соотвествующего шиллинга). То есть, казалось бы, чётность сохраняется? Можно даже применить основы топологии и обнаружить, что один король пропущен? Но это не совсем так.

Да, если бы всё пошло по плану, то профиль Эдуарда VIII должен был бы смотреть вправо, а следующий – Георг VI, – смотрит влево. Хитрость в том, что Эдуард VIII вежливо попросил нарушить традицию: он хотел, чтобы его профиль смотрел влево, так как считал, что такое изображение лучше. И именно вариант с поворотом влево и был бы отчеканен массово (не только на тестовых монетах), если бы Эдуард VIII не отрёкся от престола. Как, в таком случае, сложилось бы со следующим профилем – не понятно. Так что, как ни странно, но здесь мы видим физический пример того, как “нуль-проекция” короля сохраняет чётность переходов между разными монетами.

Опубликовал на “Хабре” небольшой обзор про монеты Великобритании и децимализацию (переход на 100-пенсовый фунт от старой системы из шиллингов).

Кстати, в заметке про возрождение дирижаблей на dxdt.ru, которая вышла в 2008 году, 17 лет назад, упоминаются дирижабли-авианосцы, как носители беспилотников. Но там же сказано, что самолёты (понятно, что самолёт – не беспилотный), “уже базировались на дирижаблях, в краткую эпоху цеппелинов”. Так и было. Это сейчас, почему-то, схему преподносят как новинку. За прошедшие годы в интернеты выложили немало архивных фото. Вот ниже пара подтверждений про самолёты на цеппелинах.

(Credit: Richard K. Smith/U.S. Naval History and Heritage Command.)

Это самолёт Vought UO-1 и стыковочная ферма, которая должна была использоваться на цеппелине, во время испытаний, 1928 год.

(Credit: National Archives and Records Administration.)

Тот же самолёт, но уже прицепленный к дирижаблю USS Los Angeles. 1930 год.