Текст книги "Сомневайся во всем. С комментариями и иллюстрациями"

Большей частью также полезно чертить эти фигуры и преподносить их внешним чувствам, для того чтобы таким образом было легче сосредоточивать внимание нашего ума

Декарт предлагает использовать простые геометрические символы для наглядного представления принципов мышления. Метод сравнения в познании применим, если мы находим общее в вещах, например их единичность. Единицу геометрически можно выразить квадратом, точкой или линией в зависимости от того, сколько измерений мы хотим учесть. Если в качестве общей основы мы усматриваем двоичность или два параметра, то и для них можно найти соответствующее геометрическое выражение.

Как нужно их чертить, чтобы в тот момент, когда они находятся перед нашими глазами, их образы отчетливее представлялись в нашем воображении, очевидно само собой. Так, во-первых, единицу мы будем изображать тремя способами, а именно: в виде квадрата , если мы будем рассматривать ее как имеющую длину и ширину, в виде линии , если мы будем рассматривать ее только как имеющую длину, и, наконец, в виде точки , если мы будем рассматривать ее только как нечто, из чего составляется множество. Но как бы мы ее ни изображали и ни рассматривали, мы будем всегда мыслить ее как нечто, обладающее в полном смысле этого слова протяжением и бесконечным количеством измерений. А для того чтобы наглядно представлять также и термины положения, когда мы имеем в них дело одновременно с двумя различными величинами, мы начертим прямоугольник, две стороны которого будут данными величинами, таким образом ; если они несоизмеримы с единицей измерения, таким образом:

или, если они соизмеримы, таким образом: , не прибавляя ничего, поскольку речь идет не о множестве единиц.

Наконец, если мы рассматриваем только одну из этих величин, мы изобразим ее в виде прямоугольника, одна сторона которого будет данной величиной, другая – единицей измерения, таким образом: ; всякий раз, когда одна и та же линия должна быть сравниваема с некоторой поверхностью; или в виде одной только длины, таким образом: , если она рассматривается как несоизмеримая длина; или таким образом: , когда она является множеством.

К геометрической наглядности в математике стремился еще Пифагор[3]3
  Пифагор Самосский (570–490 гг. до н. э.) – древнегреческий философ и математик, основатель религиозно-философской школы пифагорейцев.


[Закрыть]. Однако он понимал числа скорее не математически, а философски – как реальные сущности, и потому мог наделять их любыми качествами. Для Декарта, в отличие от Пифагора, математика – учение не о сущностях мира, а о форме мышления. При этом Декарт понимает математику все-таки достаточно широко, чтобы считать, что с помощью математической символики можно выразить не только собственно математическое мышление, но и базовые принципы мышления вообще, которые лежат в основе всякого познания.

Что же касается измерений, не требующих в данный момент внимания нашего ума, хотя и необходимых для заключения, то лучше изображать их в виде сокращенных знаков, чем полных фигур. Таким образом, именно память не будет нам изменять и вместе с тем мысль не будет разбрасываться, чтобы удержать в себе эти измерения, в то время как она занята выведением других

Декарт стремится к простоте даже в математической символизации мысли и предлагает без необходимости не перегружать ее выражение геометрическими символами. Ему удалось разработать систему математической символики, которой мы пользуемся до сих пор. Но, как видно дальше из текста, он сам применяет ее для выражения формы мысли вообще.

Впрочем, как мы уже говорили, если из тех бесчисленных измерений, которые может рисовать наше воображение, нужно рассматривать не более двух одновременно одним взглядом или одним актом интуиции, то важно сохранять в памяти все остальные таким образом, чтобы они легко представлялись всякий раз, когда в них будет нужда. По-видимому, для этой цели природа и создала память. Но так как эта способность часто страдает погрешностями, то, для того чтобы мы не были вынуждены отрывать часть нашего внимания для ее освежения в то время, как мы заняты другими мыслями, искусство весьма кстати изобрело применение письменности. Благодаря этому изобретению мы ничего не возлагаем на память, но, свободно и целиком посвятив свое воображение идеям настоящего момента, изображаем на бумаге все, что требуется сохранить, посредством чрезвычайно простых фигур, дабы, рассмотрев каждую вещь в отдельности по правилу IX, мы могли, по правилу XI обозреть их все быстрым движением мысли и охватить одновременно наибольшее их число актом интуиции.

Декарт выработал современный вид алгебраического языка. Именно он предложил использовать для известных величин начальные буквы алфавита: а, b, с, а для неизвестных – последние: x, y, z. Также он сформировал современную запись степеней: 2а³ с показателем степени справа над переменной.

Следовательно, все, что для разрешения трудности надлежит рассматривать как единицу, мы будем обозначать одним только знаком, который можно изображать ad libitum, но для большего удобства мы воспользуемся строчными буквами а, b, с и т. д., чтобы выражать уже известные величины, и прописными A, В, С для выражения неизвестных величин. Часто мы будем ставить цифры 1,2,3,4 и т. д. либо впереди этих знаков для указания числа величин, либо позади, для того чтобы обозначить количество отношений, которые будут в них мыслиться. Так, например, если я записываю: 2а³, то это одно и то же, как если бы я говорил: удвоенная величина, обозначаемая буквой а, содержащая 3 отношения. Таким способом мы не только сократим многие выражения, но, что особенно важно, будем выражать термины предложений в столь чистом и простом виде, что, не упуская ничего полезного, мы в то же время не допустим в них ничего излишнего, что напрасно занимало бы ум в то время, когда ему нужно вмещать одновременно множество объектов.

Для того чтобы все это было более понятно, обратим внимание прежде всего на то, что счетчики имеют обыкновение обозначать отдельные величины многими единицами или каким-либо числом; мы же здесь отвлечемся от чисел не менее, чем несколько ранее от геометрических фигур или от каких-либо других вещей. Мы делаем это не только во избежание скуки от длинных и ненужных вычислений, но в особенности еще и для того, чтобы те части предмета, которые составляют сущность трудности, были всегда отчетливо видны и не скрывались за бесполезными числами. Так, например, если нужно найти основание прямоугольного треугольника, данные катеты которого выражаются в числах 9 и 12, то счетчик скажет, что оно равно √225, или 15; мы же, положив вместо 9 и 12 а и b, найдем, что основание равно √а² + b², и эти два члена а² и b², которые были скрыты в числе, останутся в нашей формуле раздельными.

Современное обозначение знака корня (√) впервые употребил в 1525 году немецкий математик Кристоф Рудольф. Этот символ происходит от стилизованной первой буквы слова radix (корень). Черта над подкоренным выражением вначале отсутствовала, но позже ее вводит Декарт вместо скобок, и эта черта вскоре сливается со знаком корня.

Нужно также обратить внимание на то, что под числом отношений необходимо разуметь пропорции, идущие друг за другом в непрерывном порядке, пропорции, которые в обыкновенной алгебре стараются выражать многими измерениями и многими фигурами. Первую из них называют корнем, вторую – квадратом, третью – кубом, четвертую – биквадратом и т. д. Эти термины, признаюсь, очень долго вводили меня в заблуждение, ибо мне казалось, что для моего воображения не может быть ничего более ясного, чем линия и квадрат, чем куб и другие фигуры, придуманные наподобие этих. Хотя с помощью их я разрешил немало проблем, но после многих опытов я наконец убедился, что такой способ понимания не помог мне найти ничего, что я не сумел бы понять много легче и много яснее и без него, и нужно совершенно отбросить все эти выражения, чтобы они не затемняли наших понятий, ибо та самая величина, которая называется кубом или биквадратом, не может между тем по предшествующему правилу быть представлена в воображении иначе как в виде линии или в виде поверхности. Поэтому нужно еще особенно отметить, что корень, квадрат, куб и пр. являются не чем иным, как последовательно пропорциональными величинами, которым всегда предшествует наперед заданная единица, уже упомянутая нами выше. Первая пропорциональная величина стоит непосредственно и в одном отношении к этой единице, вторая – через посредство первой, а следовательно, связана с ней двумя отношениями, третья – через посредство первой и второй и связана с ней тремя отношениями и т. д. Поэтому мы будем теперь называть первой пропорциональной ту величину, которая в алгебре называется корнем, второй пропорциональной – ту, которая называется квадратом, и т. д.

И наконец, нужно обратить внимание на то, что, хотя мы здесь и абстрагируем термины трудности от чисел, для того чтобы исследовать ее природу, но она, однако, часто оказывается легче разрешимой с помощью данных чисел, чем без них. Это происходит при двойном применении чисел, ибо, как мы видели выше, именно одни и те же числа объясняют то порядок, то меру. Поэтому, после того, как мы пытались разрешить трудность, выразив ее в общих терминах, нужно снова свести ее на эти числа, для того чтобы узнать, не могут ли они дать нам более простого решения. Например, найдя, что основание прямоугольного треугольника с катетами а и b равно √а² + b², где вместо а² нужно взять 81 и вместо b² – 144, числа, дающие в сумме число 225, корень которого (т. е. средняя пропорциональная между единицей и 225) равен 15, мы из этого узнаем, что основание 15 соизмеримо со сторонами 9 и 12, но не потому вообще, что оно является основанием такого треугольника, отношение сторон которого равно 3 к 4. Все это мы различаем потому, что стремимся достичь очевидного и отчетливого познания вещей, счетчики же не делают этого потому, что удовлетворяются отысканием нужного им числа, не замечая зависимости его от данных чисел, между тем как только в этом и заключается наука.

Заметим теперь вообще, что не нужно вверять памяти вещи, не требующие нашего постоянного внимания, если мы можем закреплять их на бумаге, во избежание того, чтобы бесполезный труд их припоминания не отвлекал наше мышление от того объекта, которым оно занято в данный момент. Кроме того, нужно составить таблицу, чтобы внести в нее сначала условия задачи в том виде, как они представляются с первого взгляда, затем – способ их абстрагирования и фигуры, посредством которых они обозначаются, чтобы, после того как мы найдем решение в самих знаках, мы могли легко и без всякого участия памяти применить его к частному предмету, с которым мы будем иметь дело. Нельзя именно абстрагировать какую-либо вещь иначе, нежели от какой-либо другой, менее общей. Это я запишу, следовательно, так: в прямоугольном треугольнике АВС нужно найти основание АС. Затем я отвлекаюсь от особенностей задачи, для того чтобы найти вообще величину основания по величине сторон; затем вместо стороны АВ, которая равна 9, я беру а, вместо стороны ВС, которая равна 12, я беру b, и т. д.

Нужно заметить, что мы будем пользоваться этими четырьмя правилами в третьей части настоящего трактата, где дадим им несколько более широкое применение, нежели это было объяснено здесь, как будет показано в своем месте.

Математика для Декарта не сводится к арифметическому исчислению, но также выражает и пропорции. Это означает, что математически выражается не только величина, но и порядок, который можно представить и наглядно геометрически, и абстрактно в краткой алгебраической форме. В свою очередь, алгебраическая форма выражения мысли позволяет находить решения задач, не перегружая память лишней информацией.

Встретившуюся трудность нужно просматривать прямо, не обращая внимания на то, что некоторые из ее терминов известны, а некоторые неизвестны, и интуитивно следовать правильным путем по их взаимной зависимости

Это правило предписывает рассматривать проблему в целостности, выявляя взаимосвязь между всеми элементами, независимо от того, известны они нам или нет. Их все знать невозможно, но это не препятствует ученому смотреть на явления природы с позиции целостности.

Четыре предшествующих правила учили, как нужно абстрагировать от отдельных предметов определенные и в совершенстве осмысленные трудности и сводить их к тому, чтобы после этого нам оставалось отыскивать именно только величины по тем или иным отношениям, связующим их с данными величинами. В следующих же пяти правилах мы объясним, как нужно решать эти трудности, чтобы независимо от количества неизвестных величин, содержащихся в одном положении, эти величины пришли к взаимному подчинению, и тем, чем является первая величина по отношению к единице, вторая была бы по отношению к первой, третья – по отношению ко второй, четвертая – по отношению к третьей, чтобы они, следуя таким же образом далее, независимо от их количества, в целом составили сумму, равную именно данной величине. Все это должно производиться путем столь строгого метода, чтобы с помощью его мы твердо убедились в невозможности приведения этих величин к более простым терминам никакими способами.

Что же касается настоящего правила, то заметим, что во всяком вопросе, подлежащем разрешению именно дедуктивным путем, есть один открытый и прямой путь, по которому мы можем легче всего переходить от одного термина к другому, тогда как все другие пути являются более трудными и косвенными. Для того чтобы это понять, нам нужно вспомнить сказанное нами в правиле XI, где, объясняя сцепление положений, мы указали, что если сравнивать каждое положение с его предшествующим и последующим, то можно без труда заметить, что первое и последнее из них связываются друг с другом, хотя мы и не можем с такой же легкостью выводить промежуточные положения из крайних. Следовательно, теперь, если мы рассматриваем их взаимную зависимость, нигде не прерывая порядка, чтобы сделать из этого вывод, в какой зависимости находится последнее положение от первого, такое рассмотрение будет прямым. Если же, наоборот, зная, что первое и последнее находятся между собой в некоторой связи, мы пожелаем сделать вывод, каковы промежуточные, соединяющие их положения, то мы будем идти косвенным и превратным для порядка путем. Поскольку же нас интересуют здесь только неясные вопросы, в которых нужно именно при известных крайних найти без твердого порядка промежуточные, все искусство здесь должно состоять в том, чтобы, предполагая известным неизвестное, находить себе таким образом легкий и прямой путь также и для разрешения самых трудных вопросов. И нет ничего, что могло бы препятствовать неизменному успеху подобного действия, поскольку мы предположили в начале этой части, что нам известна такая зависимость неизвестного в данном вопросе от известного, которая совершенно определяет первое последним. Таким образом, если мы размышляем о тех самых вещах, которые представляются нам прежде всего, после того как мы примем это определение, то, хотя бы мы но неведению причисляли их к известным, для того чтобы постепенно выводить из них все остальные, а также и известные правильным путем так, как если бы они были неизвестными, мы исполняем все предписания этого правила. Что касается примеров того, что мы хотим здесь объяснить, а также и многих других вещей, о которых мы должны говорить в дальнейшем, то мы отложим их до правила XXIV, ибо там они будут более уместны.

Не только Декарт, но и другие представители самых различных наук используют метод познания неизвестного путем выявления его взаимосвязи с другими явлениями с позиции целостного восприятия явления. Самое простое алгебраическое выражение этого метода – уравнение. Мы просто записываем неизвестную величину наряду с известными так, чтобы путем преобразований найти, в конечном счете, неизвестное значение.

Для этой цели необходимы только четыре действия: сложение, вычитание, умножение и деление. Двумя последними из них часто здесь даже нет надобности пользоваться как во избежание ненужных усложнений, так и потому, что в дальнейшем они могут быть более легко выполнимы

Декарт полагает, что и в математике многочисленные сложные правила можно свести к нескольким исходным простым правилам. Он наглядно иллюстрирует, как можно находить искомые величины с помощью четырех действий. Сначала он показывает это алгебраически, потом геометрически.

Большое количество правил часто обусловливается невежеством ученых; вещи, которые можно свести к единому и всеобщему принципу, утрачивают свою ясность, когда их разбивают по многим специальным правилам. Вот почему все те наши действия, которыми надлежит пользоваться при исследовании вопросов, т. е. именно при выведении одних величин из других данных, мы сводим лишь к четырем главным. Что этих действий достаточно, мы увидим из самого их объяснения.

А именно, когда мы узнаем какую-либо величину благодаря тому, что нам даны части, составляющие ее, то мы пользуемся сложением. Когда мы узнаем часть благодаря тому, что нам дано целое и превышение целого над этой частью, то такое действие будет вычитанием; и нет иных способов выведения одной величины из других величин, взятых в абсолютном смысле, в которых она содержится как бы то ни было. Но если какая-либо величина находится между другими, от которых она совершенно отлична и которые ее совсем не содержат в себе, то ее необходимо поставить в какое-либо отношение к последним. Это отношение, или соотношение, если его нужно отыскивать прямо, можно найти путем умножения, а если его нужно отыскивать косвенно, то путем деления.

Для лучшего уразумения этих двух пунктов нужно понять, что единица, о которой мы уже говорили, является здесь принципом, или основой, всех отношений и что в ряде последовательно пропорциональных величин она занимает первую ступень, данные величины – вторую, искомые – третью, четвертую и все остальные, если отношение оказывается прямым; если же оно косвенное, то искомая величина занимает вторую ступень и другие промежуточные, а данная величина – последнюю.

Ибо когда говорится, что единица относится к а или к данному числу 5 так же, как b или данное число 7 относится к искомому ab или 35, то а и b в этом случае находятся на второй ступени, произведение же их ab – на третьей. То же самое, когда добавляют: единица относится к с или 9 так же, как ab или 35 относятся к искомому abc или 315, в этом случае abc находятся на четвертой ступени, будучи произведением двойного умножения ab на с, величин, находящихся на второй ступени, и т. д. Подобно этому: как единица относится к а <или> 5, так же и а <или> 5 относится к а² или 25; или еще: как единица относится к а <или> 5, так же и а² <или> 25 относится к а³ <или> 125; или, наконец: как единица относится к а или 5, так же и а³ или 125 относится к а⁴, т. е. к 625, и т. д. Конечно, действие умножения производится одинаково, умножается ли величина на самое себя или на какую-нибудь совсем другую величину.

В случае же, если говорится: как единица относится к а или 5 к данному делителю, так же В или 7, искомое число, относится к ab или 35, данному делимому, то здесь порядок смешанный и непрямой, вследствие чего искомое В не может быть найдено иначе, как путем деления данного ab на а – тоже данное. То же самое, когда говорится: как единица относится к А или искомому числу 5, так же и А или 5 искомое относится к а² или 25 данному. Или еще: как единица относится к А <или> 5 искомому, так же и А² или 25 искомое относится к а³ или 125 данному и т. д. Мы объединяем все эти действия под названием деления, хотя и нужно заметить, что два последних вида заключают в себе больше трудностей, чем первые, потому что в них искомая величина встречается чаще и, следовательно, имеет больше отношений. Смысл этих примеров тот же самый, как если бы говорилось, что нужно извлечь квадратный корень из а² (или) 25 или кубичный из а³ или 125 и т. д. Такой способ выражения, употребительный среди счетчиков, является равнозначным – пользуясь также термином геометров – выражением, обозначающим действие отыскания средней пропорциональной между наперед взятой величиной, называемой нами единицей, и той, которая обозначается а², или двух среднепропорциональных между единицей и а³ и т. д.

Отсюда нетрудно сделать вывод, почему эти два действия удовлетворяют в отыскании любых величин, которые должны выводиться из других величин по тому или иному отношению. Уразумев это, нам остается объяснить, как эти действия должны быть представлены рассмотрению воображения и как их нужно сделать наглядными, для того чтобы затем объяснить их употребление или обращение с ними.

Если нам нужно произвести сложение или вычитание, то мы будем представлять предмет в виде линии или величины, обладающей протяжением, в которой нужно рассматривать только длину, так как если нужно прибавить линию а  к линии b , то мы соединим их друг с другом таким образом: аb

и получим сумму c.

Если же, наоборот, нужно вычесть меньшую величину из большей, т. е.

то мы наложим их одну на другую таким образом:

и получим часть большей, которая не может быть прикрыта меньшей, а именно:

В умножении мы будем представлять данные величины тоже в виде линий, но вообразим, что они составляют прямоугольник. Если мы умножаем а  на b , то поставим их в виде прямого угла

и получим прямоугольник

С другой стороны, если мы хотим умножить аb на с

то аb нужно представлять в виде такой же линии аb

и мы получим для аbс:

Наконец, при делении, где дан делитель, мы будем воображать делимую величину в виде прямоугольника, одна сторона которого делитель, а другая – частное. Так, например, если прямоугольник аb требуется разделить на а,

то нужно стереть на нем ширину а, и в качестве частного останется b

Или, наоборот, если тот же прямоугольник требуется разделить на b, то нужно убрать высоту b и получится частное а:

 .

Что касается таких делений, в которых делитель не дан, а только обозначен некоторым отношением, как, например, когда говорят, что нужно извлечь квадратный корень или кубический корень и т. д., то заметим, что в этих случаях делитель и все остальные члены нужно представлять как линии в ряде последовательных пропорций, из которых первой является единица и последней – делимая величина. Как нужно отыскивать все средние пропорциональные величины между делимым и единицей, будет показано в своем месте. Достаточно уже заметить, что мы еще не считаем поконченным здесь с этими действиями, так как они могут производиться воображением посредством непрямого и обратного действия, а мы говорим здесь только о вопросах, исследуемых прямо.

Что касается прочих действий, то они легко производятся при том способе их понимания, о котором мы говорили. Однако нужно объяснить, как должно подготовлять их термины, ибо хотя мы и свободны, впервые исследуя какую-либо трудность, представлять ее термины в виде линий или прямоугольников и не применять к ним никаких других фигур, как об этом говорилось уже в правиле XIV, но тем не менее в процессе действия часто бывают случаи, когда какой-либо прямоугольник, после того как он был произведен умножением двух линий, вскоре для другого действия требуется понимать как линию; или еще, когда один и тот же прямоугольник либо линию, произведенные сложением либо вычитанием, вскоре оказывается нужным понимать как другой прямоугольник, обозначенный вверху линией, которая должна его разделить.

Следовательно, здесь важно объяснить, как всякий прямоугольник может быть преобразован в линию или, наоборот, линия или также прямоугольник – в другой прямоугольник с обозначенной стороной. Это легко могут делать геометры, лишь бы они замечали, что всякий раз, когда мы, как здесь, составляем из линий какой-либо прямоугольник, мы всегда разумеем прямоугольник, одна сторона которого является длиной, принятой нами за единицу. Таким образом, вся эта задача сводится к положению: по данному прямоугольнику построить другой, равный ему, на данной стороне.

Хотя это действие привычно даже для тех, кто только что начинает заниматься геометрией, тем не менее я хочу его объяснить, чтобы меня не упрекали в каких-либо упущениях.

Наглядный смысл математических операций, как его излагает Декарт, может показаться тривиальным. Но именно эта тривиальность важна для Декарта. Он хочет показать, что все наши сложные рассуждения можно привести к такой простой форме, которая может показаться настолько тривиальной, что не оставит места для сомнений и заблуждений. Этой цели служит и простая математическая символика, которая для современного человека привычна, но для первых читателей декартова трактата была новой.