«Начала» Евклида

Наконец, в самые последние годы это звучное грече­ское слово вновь замелькало в научных статьях: выясни­лось, что структура кристаллического бора — идеальный икосаэдр. И даже вирусы, которые раньше так и называ­лись «сферическими» — например, вирус полиомиелита — и то, как удалось обнаружить, имеют форму икосаэдра. Но об этом — чуть позже.

«ЕВКЛИД ВОВСЕ И НЕ СОБИРАЛСЯ ВЫПУСКАТЬ СИСТЕ­МАТИЧЕСКИЙ УЧЕБНИК ГЕОМЕТРИИ. ОН ЗАДАЛСЯ ЦЕЛЬЮ НАПИСАТЬ СОЧИНЕНИЕ О ПРАВИЛЬНЫХ МНО­ГОГРАННИКАХ, РАССЧИТАННОЕ НА НАЧИНАЮЩИХ, В СИЛУ ЧЕГО ЕМУ ПРИШЛОСЬ ИЗЛОЖИТЬ ВСЕ НЕОБХО­ДИМЫЕ СВЕДЕНИЯ» — шутка известного английского ес­тествоиспытателя и геометра д'Арси Томпсона, как и вся­кая хорошая острота, содержит зерно истины. Ведь, со­гласно Проклу, Евклид считал венцом всех тринадцати книг своих «Начал» предложенные им способы построе­ния пяти Платоновых тел — недаром он поместил их в по­следнюю, тринадцатую книгу. Строить, в его понимании, значило начертить, пользуясь только циркулем и линей­кой.

Но прежде чем браться за правильные пространст­венные тела, Евклиду пришлось «изложить все необходи­мые сведения» о правильных плоских фигурах.

В первой книге «Начал» он учит, как строить правиль­ный треугольник, а в четвертой — квадрат, пяти-, шести- и пятнадцатиугольник с равными сторонами и углами при вершине. Но вот правильный семиугольник ни Евклиду, ни его последователям построить не удалось, а пытались многие, потому что семиугольная звезда играла опреде­ленную роль в астрологии. Однако только в 1796 году Карл Фридрих Гаусс сумел выяснить, какие именно пра­вильные многоугольники могут быть построены с помо­щью циркуля и линейки, а какие — никогда. Ему было тогда всего 19 лет, и он готовился стать филологом. От­крытая закономерность произвела на Гаусса такое силь­ное впечатление, что он не только забыл и думать о фи­лологии, и не только с головой ушел в математику, но и всю жизнь, уже став великим ученым, гордился своим юношеским успехом. И геттингенцы поставили ему па­мятник, пьедесталом которому служит правильный 17-угольник.

Сограждане великого математика достойно почтили его память. Установленный Гауссом закон связывает между собой две самые могучие ветви математического древа — геометрию и теорию чисел. («Математика — царица наук, теория чисел — царица математики», — пи­сал Гаусс). Закон этот гласит: циркулем и линейкой мож­но построить правильный га-угольник в том и только в том случае, если число его сторон га разлагается на про­стые множители, каждый из которых является так назы­ваемым «простым числом Ферма», и вдобавок множите­ли эти не повторяются. (Единственное исключение — числа, кратные 2. Они могут, конечно, входить в состав множителей n — ведь ничего не стоит сколько угодно раз уд­воить число сторон уже постро­енного многоугольника.)

«Простые числа Ферма» выра­жаются простой формулой, придуманной Ферма: 2*2 k +1. Вот пер­вые пять таких чисел: 3, 5, 17, 257 и 65 537. Семерка не входит в их число, и потому астрологам при­дется самим строить свой символ.







Материалы

Яндекс.Метрика