Цель этой книги – изменить ваш взгляд на мир.

Ее отправная точка – мой собственный путь, долгое странствие, которое преобразило меня и наделило необычными способностями. Но оно было не только моим. Это всеобщее странствие, одно из самых древних и значительных, какие только могут быть. Его начала горстка людей в доисторические времена, но оно и поныне преобразует нашу цивилизацию, наши язык и мышление.

Сколько нас, чувствующих живой пульс математики внутри? Не знаю. Знаю только, что нас ничтожно мало, и мы еще не поведали миру о себе.

Считается, что путь математики непостижим. Изучающему ее надо быть причастным к элите, получить особый дар. Величайшие математики писали труды, чтобы опровергнуть это. Как мы увидим дальше, они добились таких высот обычными человеческими средствами, преодолевая сомнения и слабости, любопытство и воображение. Так они утверждали.

Никто не захотел им поверить. Возможно, они не смогли рассказать свою историю простыми словами. А может, недооценили силу мифа, который подвергали сомнению, одного из великих мифов человечества – об интеллекте.

Математика придает нашему миру форму. Она – инструмент власти и господства. Но для тех, кто живет ею, постижение математики – это прежде всего внутренний опыт, чувственный и духовный поиск.

Этот опыт мало похож на то, чему нас учат в школе. Отчасти это своего рода ясновидение, экстрасенсорное мышление. Отчасти это продолжение того загадочного процесса, который позволил нам в раннем детстве научиться говорить.

Понять математику – значит пройти тайной тропой, ведущей к гибкости нашего детского ума. Восстановить эту гибкость, приручить ее и уметь применять. Эта тропа интеллекта удивительно близка к той, которой мы следуем в повседневной жизни. Но доступ к ней спрятан, скрыт за нашими привычками, страхами и запретами.

И мне хотелось бы помочь вам отыскать эту тропу.

«У меня нет особого таланта. Я просто страсть как любопытен».

В 15 лет я ненавидел эту фразу Эйнштейна. Я считал ее неискренней, это напоминало мне о тех случаях, когда топ-модели принимаются нам объяснять, что важнее всего внутренняя красота. Ну правда, кому охота слушать такую чушь?

И все же главная идея этой книги в том, что слова Эйнштейна надо принимать всерьез.

Кстати, поразительно, насколько нам трудно принять их всерьез. За Эйнштейном не водилась репутация законченного болвана или патологического лжеца. Спросите любого прохожего, и он скажет, что теория относительности – величайший вклад в человеческую мысль. Стало быть, то, что мог сказать и написать Эйнштейн, заведомо должно заслуживать внимания.

Но стоит ему намекнуть, что его уровень творческих способностей может быть досягаем для других, что это результат лишь немного другого взгляда на мир и так может каждый, – мы тут же решаем, что он не всерьез. Старикан сам не понимает, что несет. Или, хуже того, это ложная скромность, он так говорит, просто чтобы выпендриться.

Проблема в том, что, пока мы отказываемся принимать всерьез слова Эйнштейна, мы лишаем себя возможности продолжить разговор. А он заслуживает продолжения.

Фраза Эйнштейна объективно интригует, но мало о чем говорит. Если даже предположить, что она правдива, то что нам с ней дальше делать? Чем она может нам быть полезна? Без дальнейших уточнений, конкретных деталей или практических советов сложно понять, какие уроки следует из нее извлечь.

И все-таки невероятно, что никто не сообразил ответить ему: «Альберт, то, что ты сказал, безумно интересно, но хотелось бы узнать больше. Как насчет пояснения? Мы хотим узнать скрытые подробности, понять, как оно на самом деле у тебя работает. Заходи на чашечку кофе! Или, может, тебе больше по нраву долгие прогулки по лесу? Приходи и расскажи нам, у нас к тебе куча вопросов…»

Очевидно, что в первую очередь мы хотели бы задать самые глупые вопросы.

Но вообще, вопрос не только к Эйнштейну. Этому вопросу уже много веков. Он касается наших убеждений и заблуждений об интеллекте и интеллектуальном творении, а также ограничений, которые налагают на нас эти убеждения.

Самое трудное в понимании работ Эйнштейна – математический формализм. Он же создавал больше всего проблем и самому Эйнштейну. Как тот однажды признался школьнице, просившей у него совета: «Не переживай насчет своих проблем с математикой, уверяю тебя, у меня их намного больше».

Четыреста лет назад величайший математик своего времени рассказал о своей жизни в книге, ставшей известной на весь мир. С первых же страниц его посыл абсолютно ясен. Его можно вкратце изложить так: «Я не умнее других. Мне просто посчастливилось открыть волшебный метод, который позволил мне стать сильнее всех остальных. Позвольте мне объяснить, как я это сделал».

Тот же рефлекс, который не дает нам принять всерьез слова Эйнштейна, мешает нам услышать то, что пытается сказать этот математик (Рене Декарт), и поместить его книгу («Рассуждение о методе») на ту полку, где ей и следует быть – среди литературы о личностном развитии.

Сойдемся на том, что нет метода, который позволил бы каждому стать великим математиком, как и метода, который позволяет увеличить пенис или разбогатеть, работая из дома по два часа в день.

И неважно, что Декарт говорит нам прямо противоположное.

Мы еще вернемся к «Рассуждению о методе» в главе 14. Но, чтобы услышать, что нам пытаются сказать Эйнштейн и Декарт, сначала нужно избавиться от трех стереотипов о математике.

1. Чтобы заниматься математикой, надо мыслить логически.

2. Некоторые из нас от природы в ладах с числами, а некоторые от природы наделены хорошей геометрической интуицией. Увы, подавляющее большинство не понимает в математике ровным счетом ничего, и с этим надо смириться.

3. Великие математики родились с иной структурой мозга, чем у нас.

По первому стереотипу скажем сразу: нет, математики не мыслят логически. И никто не мыслит логически. Более того, мыслить логически в принципе невозможно. Логика вообще не предназначена для мышления. Она нужна для других вещей – мы еще обсудим для чего.

Второй стереотип – самый токсичный. Он ограничивает нас и делает фаталистами. Он сумел убедить добрую половину человечества, что математика – это чуждые и враждебные земли. Каждому из нас, включая самых одаренных, он полагает непреодолимый предел – уровень математической интуиции, который якобы «от природы» у каждого свой.

Третий стереотип – просто вариация на ту же тему: чтобы быть Эйнштейном или Декартом, надо таким родиться, им нельзя стать. А когда Эйнштейн и Декарт заявляют нам обратное, они просто над нами смеются.

Это представление, согласно которому мы якобы не способны стать успешными в математике, неверно, но исходит из фундаментальной истины: волшебная сила математиков не логика, а интуиция.

Эйнштейн много говорил о важности интуиции в своих открытиях. «Я верю в интуицию и вдохновение», – сказал он и был при этом совершенно серьезен. Что же до математиков, они прекрасно знают, что есть две разные версии математики.

Официальная версия находится в учебниках – там она представлена логически и структурированно, на заумном языке, основанном на загадочных символах.

Скрытая версия находится в голове у математиков и называется математической интуицией. Она состоит из мысленных представлений и абстрактных ощущений, часто визуальных, которые кажутся математикам очевидными и приносят им удовольствие. Но когда речь заходит о том, чтобы поделиться этими очевидными вещами с остальным миром, математики оказываются в большом затруднении. То, что было таким очевидным, вдруг становится сложным.

Чтобы записать свои идеи, математики были вынуждены придумать тот самый заумный язык и загадочные символы, точно так же, как музыкантам пришлось придумать заумную нотную запись, чтобы передать свои сочинения. Только у музыкантов есть огромное практическое преимущество: им достаточно сыграть музыку, чтобы все сразу поняли, о чем идет речь, не занимаясь расшифровкой партитуры.

Большая проблема математиков в том, что у них такой возможности нет. В их голове идеи ярки, просты и богаты. На бумаге они становятся унылыми и невзрачными. Проклятие математиков – играть математику только в голове.

Если бы детей приобщали к музыке, заставляя расшифровывать партитуры Моцарта или Майкла Джексона и никогда ничего не давая слушать, музыка была бы таким же предметом всеобщей ненависти, как математика.

Интуиция – это смысл математики. Без интуиции математика не значит буквально ничего. И все же не нужно из этого заключать, что если вы ничего не понимаете в математике, то с этим уже ничего не поделать.

Ошибочно считать, что математическая интуиция – нечто статичное, непреодолимый рубеж. Ведь наше интуитивное представление о математических объектах не врожденное, не застывшее. Мы можем выстраивать его, выращивать день ото дня, если только следовать верной методике.

Математики прекрасно знают, что официальная математика – та, что в учебниках, – рассказывает не все. Они прекрасно знают, что истинная задача – суметь понять то, что в учебниках, суметь увидеть это и почувствовать.

Поэтому в повседневной жизни их занимает вопрос, как развивать свою интуицию, чтобы она становилась богаче. Интуиция математика – в гораздо большей степени, чем его публикации и официальные работы, – это его шедевр, творение всей жизни.

Это необыкновенное искусство видеть, чувствовать, действительно понимать и находить очевидным то, что 99.9999 %[2] человечества считает чудовищно абстрактным и в высшей степени непостижимым, – великое искусство математиков и их великая тайна. Лишь те, кто занимался этим, знают, куда может привести данное искусство.

Но как у них получается? Вот о чем эта книга.

1. Занятия математикой – это физическая активность. Чтобы понять то, чего не понимаешь, нужно выполнять в уме скрытые действия – невидимые, но необходимые, – которые позволят обогатить интуицию и развить новые мысленные представления, более глубокие и мощные. Это деятельность, которая усиливает и обогащает нас. Учиться заниматься математикой – значит учиться пользоваться своим телом. Это то же самое, что и учиться ходить, плавать, танцевать или ездить на велосипеде. Эти действия не даны нам от рождения, но все мы способны им научиться.

Многие ученые-математики признавались, что ощущали себя самоучками. Если вспомнить, какое место занимает математика в школьном образовании, такое ощущение выглядит парадоксальным.

Действительно, они не самоучки в том смысле, что школа научила их массе вещей. Но они в самом деле самоучки в том смысле, что самым важным вещам учились не в школе.

Я сам один из таких парадоксальных самоучек. В школе я научился основам математики в общепринятом смысле. И в то же время я открыл для себя зачатки тайной математики, хотя некому было преподать их мне.

Очень долго я не понимал связи между невидимыми действиями, которые я производил у себя в голове, – этой привычкой весьма своеобразно использовать воображение – и моими способностями к математике.

Я поделюсь упражнениями для развития воображения, которыми стал заниматься с детства. Вначале это были лишь очень простые и невинные игры. Например, я развлекался, ходя по дому с закрытыми глазами и стараясь запомнить расположение мебели. Казалось бы, никакой связи с тем, чему меня учили в школе?

Когда я только начал, у меня не особо получалось. Я то и дело врезался в стены. Я и не подозревал, что эта игра, как и другие, всё более сложные, позволит мне развить необыкновенно сильную геометрическую интуицию – при той же стартовой позиции, что и у всех.

Эта интуиция стала тайным оружием моей математической карьеры. Я видел то, что никто никогда не видел, и мог решать задачи, которые никто не мог решить.

Поскольку я чувствовал, как математические силы растут во мне с годами, я твердо знаю, что они не врожденные. Я также знаю, что мыслительные привычки, которые позволили им возникнуть, никогда не преподавались мне в школе. В первую очередь они – плод случая и удачи.

Лишь много позже, общаясь с другими математиками и читая свидетельства знаменитых ученых, я обнаружил, что мой опыт ничуть не уникален.

Параллельно с нормативным знанием, содержащимся в учебниках по математике, секрет математиков живет в устной традиции, которая передается и обогащается из поколения в поколение. Она рассказывает о том, о чем никто не осмеливается писать в книгах, потому что это выглядит несерьезно, потому что это уже не наука и потому что это как-то чересчур похоже на курсы личностного развития.

Эта история заслуживает, чтобы ее рассказали простыми и доступными словами. Она касается нас всех, двоечников по математике или гениев, молодых или старых, гуманитариев или технарей. Она говорит о наших сильных и слабых сторонах, о наших скрытых талантах и о том, что мы способны совершить. О человеческом разуме, сознании и языке. Это история обо всех нас.

Математическое странствие – это внутреннее странствие, тайное и безмолвное. Но это наш общий путь. Его истинная цель – человек.

В частных разговорах, когда математиков никто не слышит, они наконец могут рассказать друг другу все как есть.

Да, математика внушает страх. Да, она кажется непостижимой. Да, у многих создается впечатление, что они не достигнут успеха. И все же способ есть.

Моему сыну Араму год, и он учится есть ложкой. Не буду лукавить – это катастрофа. Через две минуты пюре у него даже в ушах.

Я пытаюсь ему помочь. Наполняю ложку и протягиваю ему. Но он берет ее не с того конца, где ручка, – а с того, где пюре. Я объясняю, что брать нужно с другого конца, с ручки, и показываю, как надо. Но он упорно тянет руку к пюре. В конце концов, это не лишено логики, потому что его интересует именно пюре. Только вот это не так делается.

И все же я совершенно за него не беспокоюсь. У него все получится. Все в конце концов понимают, что ложку нужно держать с нужного конца. Я никогда ни от кого не слышал: «Ложки – это не мое. Так и не понял, зачем это. Меня это быстро выбесило, и я бросил».

У человечества с ложкой прекрасные отношения. Никто не ненавидит ложки. Ложки никого не ненавидят. Это одно из первых настоящих орудий, с которыми мы встречаемся, и они будут сопровождать нас всю жизнь.

Сначала ложка загадочна и непредсказуема. Потом становится привычной. Очень скоро мы начинаем ею пользоваться не задумываясь, как собственной рукой. И в каком-то смысле она и правда как рука: мозг интериоризирует ложку, ее назначение и возможности. Она становится продолжением нашего тела.

Когда умеешь есть ложкой, кажется, что это просто. Когда не умеешь, кажется, что это сложно. Мы так хорошо научились обращаться с ложкой, что забыли, что этому пришлось учиться. Мы забыли, что это было непросто.

Сложность этого действия вновь становится очевидной, когда мы видим малыша, у которого не получается. Этот жест требует отменной координации движений. Просто взять ложку и правильно держать ее под правильным углом – уже очень тонкое искусство. Не говоря о том, что правильный способ держать ложку зависит от того, что мы хотим ею съесть.

Вот уже 50 лет, как мы умеем отправлять ракеты на Луну. Но мы только-только начали учиться программировать роботов, способных зачерпнуть пюре ложкой. О киви и говорить не будем – это намного сложнее пюре.

Ложка – это только начало. Дальше уже идут серьезные вещи. Мы учимся надевать ботинки и завязывать шнурки. Чистить зубы и стричь ногти. Кататься на велосипеде и на роликах. Чистить лук и варить кофе. Собирать конструкторы Playmobil и пришивать пуговицы. Водить машину и чистить кофеварку от накипи. Часто бывает немного сложно в начале, потом становится проще.

Точно так же, как ложка или велосипед, наши орудия в конце концов становятся продолжением нас самих. Мы пользуемся ими не задумываясь. Они преобразуют нас. Дополняют нас. Делают нас теми, кто мы есть. Без наших орудий мы уже мало что из себя представляем.

Самое трудное – научиться говорить. Неслыханный, необычайно долгий, ужасающе тяжелый труд. В полтора года мы практически не можем пролепетать ничего внятного. И все же тренируемся весь день напролет.

Есть много поводов отчаяться, и все же мы не перестаем. Никто не думает: «Разговаривать – это не мое. Оно того не стоит. Слишком уж тяжело дается». Никто из родителей не говорит: «Она такая милая с соской, заставлять ее так трудиться – сердце разрывается. В общем, мы решили с ней не разговаривать».

Речь не инструмент по выбору. Это не занятие, доступное лишь избранным, – богатым или гениям.

Если нужно обозначить дату, с которой началось человечество, то это день, когда наши предки решили приобщить всех к речи. Задолго до десяти заповедей мы выбрали себе закон: «Научи разговаривать детей своих».

Ближе к нашему времени, около полутора веков назад, было принято еще одно основополагающее решение: учить всех чтению и письму.

Это решение настолько фундаментальное, что уже трудно представить, как вообще выглядел бы наш мир, если бы оно не было принято. Если бы, как до этого времени, доступ к чтению был лишь у крошечной доли населения.

Во времена иероглифов в Древнем Египте искусство письма было сродни магии. Писцы образовывали потомственную касту и передавали свои тайны из поколения в поколение.

В средневековой Европе письменность была призванием. Молодые люди становились монахами, удалялись от мира и посвящали свою жизнь переписыванию рукописей.

Что думали обо всем этом неграмотные крестьяне Средневековья? Казалось ли им, что, чтобы научиться читать и писать, нужен особый дар, особый склад ума, которого у них нет? Считали ли они несправедливым и унизительным, что им это недоступно? Или просто говорили себе, что у них нет времени, денег и желания и вообще читать им нечего?

Сегодня уже никто не думает, что для чтения и письма нужен особый дар. Никто не думает, что это ни к чему. За редкими исключениями все режимы, вне зависимости от верований и идеологии, отдают начальному образованию высший приоритет.

Радикальный проект по насаждению грамотности по всей Земле имел оглушительный успех. Конечно, неграмотность не исчезла, но теперь она – удел меньшинства. За несколько поколений человечество смогло осуществить глобальную программу когнитивного преобразования, которой нет равных в истории.

В то же самое время, когда начался великий проект по насаждению грамотности в планетарном масштабе, было принято еще одно радикальное решение: теперь основы математики преподаются всем.

Сегодня в начальных, средних и старших классах всего мира более миллиарда мальчиков и девочек изучают математику.

И это настоящая катастрофа.

Сегодня в начальных, средних и старших классах всего мира более пятисот миллионов мальчиков и девочек молча страдают. Им кажется, что они ничего не понимают, и в их душе сменяют друг друга скука (они совершенно не улавливают, чем интересен этот предмет) и унизительное чувство, что они недостаточно умны.

Когда американских подростков спрашивают, какой предмет самый трудный, математика идет во главе списка – 37 % ответов. Она же, с большим отрывом, самый ненавистный предмет. Но когда их спрашивают о любимом предмете, математика снова стоит первой – 23 %. А для некоторых это даже самый легкий предмет.

Нам всем знаком этот странный феномен. Он стал частью повседневности, и мы привыкли считать его нормальным. Мы считаем нормальным, что есть те, кто любит математику и находит ее простой, а есть те, кто ее ненавидит и считает недоступной пониманию. А еще мы считаем нормальным, что между этими крайностями практически ничего нет.

Мы считаем такое положение вещей настолько нормальным, что возможные варианты отношения к математике вошли в наши культурные стереотипы: «ботаник», который ее обожает (непременно прыщавый); клевая девчонка, которая интересуется модой (непременно полный ноль в математике); еще вон та девчонка, которая решает все задачи не раздумывая (непременно аутичная); лентяй и хулиган (непременно полный ноль в математике).

Эти стереотипы нелепы и оскорбительны. Я знаю лентяев и хулиганов, которые стали великими математиками. Старшеклассница имеет полное право быть хорошенькой, иметь кучу друзей и мгновенно решать любые задачи по математике. А еще она имеет полное право стать великим математиком.

Мы привыкли к этой ситуации, но она совершенно ненормальна. Более того, это крайне странно. Такое не должно было произойти.

Чтобы осознать это, проще всего сравнить изучение математики с освоением других основных навыков.

Разве нам казалось бы нормальным, что некоторые подростки считают крутым не уметь читать? Что они полагают, будто те, кто читает бегло, кому не приходится разбирать каждую букву, например, не может ни с кем подружиться?

Разве нам казалось бы нормальным, что половина определенной возрастной группы оканчивает школу, не умея правильно есть ложкой? Или не умея завязывать шнурки?

Решать математические задачи старших классов школы должно быть так же просто, как завязывать шнурки, и если это не так, значит, с преподаванием математики есть большая проблема.

Чтобы объяснить, почему существуют, с одной стороны, «способные к математике», а с другой – «неспособные к математике», обычно приводят две гипотезы.

Первая гипотеза: это вопрос мотивации. Если человек полный ноль в математике, то это потому, что он ее не любит, а не любит он ее потому, что не понимает, зачем она ему нужна в повседневной жизни. Но разве люди правда верят, что в повседневной жизни им пригодится история? И все же это не делает ее непостижимой, и уроки истории никого не повергают в панику. Никто никогда не видел, чтобы школьник плакал, потому что не может понять, что такое война или революция.

На самом деле такие «нули» отлично поняли, что разбираться в математике зачем-то да нужно, хотя бы для того, чтобы хорошо учиться в школе и поступить в хороший университет. Они же не идиоты. Они прекрасно поняли, что неспособность к математике закрывает им доступ ко многим профессиям из числа самых высокооплачиваемых и самых престижных. Возможно, они не понимают всю важность математики, но они знают, что она так или иначе важна. И чувствуют себя исключенными из нее, что дает им прекрасный повод ее ненавидеть.

Вторая гипотеза более жестока. Она предполагает, что существует некий загадочный тип интеллекта – математический интеллект, крайне неравномерно распределенный среди населения. Это якобы объясняется биологией. Есть математическая железа или математический ген. Способные к математике просто такими родились, а неспособным просто не повезло.

Тот факт, что эта идея так популярна, сам по себе удивителен. Казалось бы, нам следовало научиться с подозрением относиться к таким идеям. Было время, когда люди считали, что определенным расам предназначено природой работать на хлопковых плантациях, а другим – владеть этими хлопковыми плантациями. Еще недавно можно было услышать, что женщины генетически не способны пилотировать истребители. Сейчас эти идеи уже дискредитированы.

Если вы все еще сомневаетесь, то в следующей главе узнаете, что у вас есть все необходимые умственные способности, позволяющие достичь очень высокого уровня в математике.

Биологическое неравенство существует, но оно не похоже на то, что я только что описал. Проще всего понять его, предложив выпускному классу пробежать стометровку. Кто-то справится за 11 секунд, кто-то за 13 или 18. Возможно, кому-то понадобится целых 30 секунд, чтобы пробежать эту дистанцию.

Этот разрыв можно объяснить многими факторами, такими как мотивация, тренированность, здоровый образ жизни, – и, конечно, генетикой. Мы генетически неравны в предрасположенности к бегу. Но на стометровой дистанции эти генетические факторы помогают выиграть лишь несколько секунд.

А теперь представьте, что кто-то добежал за 11 секунд, но половина класса не пришла к финишу и через неделю. Примерно так выглядит разброс уровня в математике к выпускному классу школы.

Вы идете искать отставших. Некоторые так и сидят на старте. Они объясняют вам, что стометровка – это худшая вещь на свете. Они не понимают, зачем она может им пригодиться в повседневной жизни, и считают, что физрук – просто злобный садист.

И из этого можно сделать вывод, что все дело в генетике? Серьезно?

Мне хотелось бы убедить вас, что единственное возможное объяснение – гигантское недопонимание. «Неспособные к математике» неспособны к ней, потому что никто не потрудился дать им четкие указания. Никто не сказал им, что математика – это физическая активность. Никто не сказал, что в математике нужно не заучивать, а делать.

Они берут ложку не с того конца, потому что никто не объяснил им, как надо, и они никогда не видели, как ее берут с подходящего конца.

Фразы, которые произносятся на уроке математики, – это не информация, которую надо запомнить. Это советы и указания для невидимых действий, которые каждый должен скрытым образом произвести в своей голове.

Слушать урок математики так, как мы слушаем урок истории или биологии, – так же нелепо, как конспектировать занятия йогой – тщательно, чтобы точно ничего не забыть. Если вы не делаете даже простейших дыхательных упражнений, это ровным счетом ничего не даст.

Представьте себе круг – идеально правильный, без единого недостатка. Круг – проще некуда. Вы его видите?

В реальной жизни идеальных кругов не существует. Когда мы рисуем круг на бумаге, у него всегда есть небольшие неровности. Не бывает идеально круглых вещей: ни колеса велосипеда, ни солнечный диск, ни круги на воде не идеальны.

Но это совершенно не мешает вам понять, о чем я говорю, и вообразить идеальный круг.

Вы можете не только его представить, но и буквально увидеть его. Вы можете его мысленно перемещать. Увеличить или уменьшить. Да вообще делать с ним все, что пожелаете.

Эта способность видеть предметы, которых не существует в реальности, ощущать их прямо здесь, перед вами, и манипулировать ими в мыслях так же свободно, как если бы вы могли к ним прикоснуться, – и есть одна из ваших волшебных способностей.

Путь, который позволит вам по-настоящему понять математику, начинается отсюда.

Идеальный круг – это математическая абстракция. Круги выглядят для вас знакомыми предметами потому, что вы, как и все люди, обладаете природной способностью к математической абстракции.

Ваша способность к абстракции не ограничена математикой.

Хотите вы того или нет, вы все время смотрите на мир абстрактным взглядом. Это физиологическое свойство вашего тела. Ваш мозг – машина для извлечения абстракций и мысленных манипуляций с ними, так же как ваши легкие – машина для извлечения кислорода из воздуха и передачи его в кровь.

Как такое возможно? Об этом пойдет речь в главе 19, где мы увидим, как структура нашего мозга от природы позволяет создавать абстракции и манипулировать ими.

А до тех пор, даже если вы не вполне понимаете, как возможно такое чудо, приходится признать очевидное: вы способны увидеть круг.

Может ли прямая линия пересекать окружность в трех точках? Не торопитесь. Тут нет подвоха. Просто попробуйте составить собственное мнение. Попробуйте представить все способы, которыми прямая может пересекать окружность, и увидеть, возможны ли в некоторых случаях три точки пересечения.

Нет, прямая не может пересекать окружность в трех точках.

Ответ кажется вам очевидным? Это потому, что вам, как и всем людям, присуща удивительная способность к математическому рассуждению.

Вы не просто способны вообразить абстрактные объекты, такие как прямые и окружности, – вы способны задаваться абстрактными вопросами об этих объектах и манипулировать ими у себя в голове, чтобы найти ответ.

Ответ для вас очевиден, но что вы будете делать, если кто-то скажет вам, что не понимает?

Вам захочется начать объяснения со слов «ну ты же видишь…», но это не сработает. Если кто-то не понимает, значит, этот кто-то не видит окружности и прямые так же ясно, как вы. Объяснять математику – значит помогать другим увидеть то, что они еще не умеют видеть.

Ваше рассуждение происходит интуитивно и визуально. У вас в голове оно похоже на мультик, где персонажи – окружность и прямая. Такой тип рассуждения очень эффективен, но его трудно передать словами. Слова никогда не могут в полной мере объяснить тонкости того, что вы видите.

Получая математическое образование, вы научитесь преобразовывать свою визуальную интуицию в строгие доказательства. Преобразование никогда не будет идеально точным. Чтобы выразить понятные выводы интуиции, нужно много слов. У вас в голове все так просто. Но стоит это написать – и все становится жутко техничным и сложным.

Вы – единственный, кто способен видеть, что происходит у вас в голове. Пусть это трудно, но только постаравшись строго перевести все это в слова и символы, вы сможете поделиться этим с другими. А еще эти усилия по переводу – единственный способ проверить, что ваша интуиция не ошиблась.

Потому что иногда она ошибается.

Вы это знаете и не любите, когда вам об этом напоминают. Самый верный способ задеть кого-то – посмеяться над его внешностью. Но заставить его усомниться в своей интуиции – вот способ поистине действенный. Обычно срабатывает один из двух защитных механизмов: или человек решает, что он полное ничтожество, зарабатывает комплекс неполноценности и перестает рефлексировать, или же говорит себе, что он все равно прав, а остальные – просто болваны (и тоже перестает рефлексировать).

Однако есть и третий путь. Когда Эйнштейну или Декарту говорят, что их интуиция ошибочна, они не чувствуют себя задетыми. Не считают себя ничтожествами. И тем более не считают других болванами. Они реагируют иначе. Как именно? Это одна из центральных тем данной книги.

Когда в школе вас научили не доверять интуиции, учителя совершили две ошибки. Две величайших ошибки, затормозивших ваше интеллектуальное развитие.

Первая ошибка – все преувеличивать. Вам создали комплексы на пустом месте. Да, ваша интуиция иногда ошибается – но не всегда. Зачастую она права. И вы можете сделать так, чтобы она как можно реже ошибалась. Вы можете научить ее видеть яснее и точнее. Начиная на том же уровне, что и вы, математики создают себе сильную и надежную интуицию. Они делают это с помощью простых методов, таких как те, что описаны в этой книге.

Вторая ошибка школы – вам рассказали о недостатках интуиции, но забыли напомнить о ее сильных сторонах. Вы усвоили посыл, что интуиция несовершенна. Но школа забыла передать вам куда более важный посыл: интуиция – ваш самый могущественный интеллектуальный ресурс. В каком-то смысле это ваш единственный интеллектуальный ресурс.

Это не пустые слова. У меня нет цели польстить вам, рассказывая небылицы.

За всем этим кроется глубинная биологическая истина, к которой мы еще вернемся. А еще это вполне познаваемая на практике реальность, и вы испытывали это тысячи раз. Вы прекрасно знаете, что учить наизусть, применять готовые методики или следовать рассуждениям строчка за строчкой не значит действительно понимать. Вы никогда полностью не доверяете логическим аргументам, вам гораздо проще с тем, что вы понимаете интуитивно.

Ваша интуиция могущественна – вы это знаете уже давно. Несомненно, вы не осмеливаетесь заявить об этом громко и уверенно, но втайне вы доверяете именно интуиции.

А вот чего вы, возможно, не знали: за величайшими научными революциями и целыми областями математики, которые считаются самыми сложными, всегда стоят проблески интуиции, и они так же просты, как и у вас.

Придумать теорию относительности Эйнштейну позволил мысленный мультфильм, ненамного сложнее того, который позволяет вам увидеть, что прямая линия не может пересекать окружность в трех точках.

Когда Эйнштейн говорил, что верит в интуицию, он имел в виду не какую-то особую интуицию, полученную в дар от небес, которая радикально отличалась бы от вашей. Если бы он так думал, то не говорил бы, что у него «нет какого-то особого таланта».

Это сбивает с толку, но нужно принять эту правду. Эйнштейн говорит о наивной интуиции, о той, которая есть у всех нас, которую так часто считают глуповатой, а в школе учат ее презирать.

Эйнштейн говорил всего лишь о нашей способности воображать разные предметы. Это дар, который мы все получили в равной степени. Может, это и немного, но это само по себе удивительно, ведь ни у кого нет исключительного таланта в этой сфере.

Если бы вы, как и Эйнштейн, научились использовать собственное глупое детское воображение, чтобы стать величайшим физиком своего времени, вы бы сказали, как и он, что великие научные открытия – это всего лишь вопрос любопытства (и вас бы тоже не приняли всерьез).

Даже если вы не изобрели теорию относительности, вам уже есть чем восхититься.

Вы можете увидеть круг у себя в голове.

Вы можете мысленно им манипулировать.

Вы можете зрительно убедиться, что прямая не может пересекать окружность в трех точках.

И все это вы можете проделать, закрыв глаза и не двигаясь с места.

Вы можете проделать это буквально силой мысли.

Насколько нам сейчас известно, это биологическое достижение свойственно исключительно людям. Если гиппопотамы тоже так умеют, они хорошо шифруются.

Если вам это удается, не сомневайтесь – у вас подходящий генетический потенциал и умственные способности, чтобы достичь больших успехов в математике. С биологической точки зрения это все, что вам надо. Остальные ингредиенты не генетические, и они также вам доступны. Речь об искренности, терпении, смелости и желании.

Великие идеи всегда интуитивны и всегда просты. Более того, они до смешного просты. На самом деле мы умеем понимать только очевидные вещи. Если что-то неочевидно, значит, мы не до конца это поняли.

Этот вселенский закон – человеческий закон. Он гласит, что наша наука придумана людьми, а люди, на самом глубинном уровне, все сделаны по одному образцу.

Великие открытия совершены людьми, которые просто пытаются что-то понять. Они просто хотят, чтобы это было очевидно. Если они не понимают, то они не притворяются, что понимают. Они продолжают искать подходящий путь, подходящие мысленные образы, подходящий взгляд на вещи – пока все не станет для них очевидным.

Хорошая новость: с помощью этого метода они могут открыть только очевидные вещи. И то, что стало очевидным для них, может стать очевидным и для вас.

А значит, у вас нет никаких оснований бояться.

Это касается всех областей интеллектуального творчества и тем более – математики. Математическое знание не опирается на экспериментальные данные. Для него не нужно накапливать энциклопедические познания. В частности, учебники математики не содержат вообще ничего, кроме очевидных фактов.

Парадокс в том, что, чтобы понять очевидность очевидного, нужно предварительно выстроить мысленные представления, позволяющие это сделать. Стоит один раз создать эти образы – и они позволят видеть суть мгновенно и без усилий. Но для их построения нужно много времени и труда.

Сами того не осознавая, вы уже построили вполне неплохой мысленный образ круга. То, что удалось вам с кругом, нужно будет воспроизвести с другими объектами, строить другие мысленные образы и комбинировать их, чтобы создать еще много других.

Никто не рождается с готовыми образами. Никто не умеет создавать их мгновенно. Процесс их построения занимает гораздо больше времени, чем можно представить. И у всех он состоит из сомнений, продвижения наощупь, тупиков и возвращения к началу. На самом деле он длится всю жизнь.

Занимаетесь вы математикой или нет, ваше видение мира и мысленные образы постоянно эволюционируют.

Вот здесь и начинается устная традиция математиков. Речь идет не о чудотворных рецептах, как стать сверхчеловеком, а о вполне простых принципах, помогающих лучше строить мысленные образы.

На кону – ни много ни мало власть над тем, как вы строите собственный взгляд на мир.

Вы знаете, что для хорошего здоровья надо заниматься спортом, есть фрукты и овощи, избегать наркотиков и высыпаться. Но сможете ли вы назвать несколько базовых принципов, позволяющих создавать мощные и ясные мысленные образы?

Все то время, пока вас пытались убедить, что надо мыслить логически, а вы втайне решали по-настоящему доверять лишь интуиции, никто не рассматривал эту тему всерьез.

Вы как-то справлялись без методики и с ложным убеждением, что ваша интуиция в чем-то хороша, а в чем-то плоха, но, по сути, у вас нет никакой возможности ее развить.

В таких условиях просто чудо, что вы вообще чему-то научились.

И все же, как мы увидим в следующей главе, вам уже удалось развить надежную математическую интуицию. Возможно, вы считаете себя неспособными к математике, но вы прекрасно усвоили математические понятия, которые на протяжении 99 % истории человечества считались уделом исключительно гениев.

Вы уже построили отличные мысленные образы и пользуетесь ими изо дня в день.

Возьмите миллиард. Отнимите 1. Сколько осталось?

Вам незачем размышлять, результат тут же появляется у вас в голове: 999 999 999. Его даже проще представить, чем произнести.

Это кажется вам очевидным – но это не для всех так. Жителю Древнего Рима это было бы совершенно неочевидно.

В классической латыни нет слова «миллиард» (как и «миллион»). Чтобы передать это понятие, проще всего выразить его как произведение: «тысячу умножить на тысячу умножить на тысячу». Пожалуй, римлянин эпохи Юлия Цезаря смог бы это понять, хотя от такого у него бы уже слегка разболелась голова. Но если бы вы сказали ему, что способны взять это число, вычесть из него 1 и немедленно увидеть у себя в голове результат, он бы вас больше не слушал.

Он принял бы вас за сошедшего с ума ученого.

Попробуйте написать 999 999 999 римскими цифрами – у вас будут большие проблемы. Для того, кто знает только римские цифры, 999 999 999 не просто большое число, оторванное от повседневной жизни. Это число, которое сложно написать. Головокружительное, ужасающее число, которому невозможно взглянуть в лицо. Сама мысль, что кто-то может мгновенно «увидеть» его в точности и без усилий, нелепа.

И римляне не самый экстремальный случай. Они как раз уже весьма продвинулись в понимании чисел.

Традиционная система счета у некоторых племен австралийских аборигенов основана на частях тела. От одного до пяти считают на пальцах, потом поднимаются выше по руке. Шесть – это запястье. Семь – предплечье. Восемь – локоть, а девять – бицепс. Дойдя до десяти, то есть до плеча, продолжают считать, поднимаясь еще выше. Число двенадцать – это мочка уха.

Если каждому числу должна соответствовать часть тела, хватит ли вам смелости дойти до миллиарда?

У других народов охотников-собирателей системы счисления еще более просты. Некоторым известны только числа один, два, три, четыре, пять и универсальное число, означающее «много». В языке Амазонии пирахан есть слово, чтобы сказать «один», и слово, чтобы сказать «два», но не существует слова, чтобы сказать «три». Три – это уже много.

Если человек, который так видит мир, обнаружит, что существует разница между 25 и 26 и ее можно точно выразить, – это должно стать для него очень мощным духовным опытом, сравнимым с ощущениями студента-математика, узнавшего, что существует несколько уровней бесконечности, о которых можно вполне точно рассуждать.

А вот житель Древнего Рима сразу увидел бы различие между XXV и XXVI. Но ваша ловкость в обращении с большими числами создала бы у него впечатление, что у вас сверхъестественные способности к вычислениям.

Вы улыбаетесь при этой мысли, так как в глубине души прекрасно знаете, что это обман: никаких сверхъестественных способностей у вас нет.

А вы уверены?

Если вы представляете себе талантливых вычислителей мутантами, наделенными волшебными способностями, и думаете, что в голове у них компьютер, позволяющий сверхбыстро считать с помощью известных вам методов, вы ошибаетесь.

По сути, одаренные вычислители – это что-то вроде волшебников и Деда Мороза: на самом деле их не существует.

Когда вы думаете, что видите Деда Мороза, – это не настоящий Дед Мороз, а просто какой-то человек, переодетый Дедом Морозом.

Когда вы думаете, что видите волшебника, – это не настоящий волшебник, а просто иллюзионист, то есть человек, который знает разные штуки, способные создать иллюзию, будто он наделен магическими способностями.

Когда вы думаете, что видите уникально одаренного вычислителя, – это никакой не одаренный вычислитель, а просто человек, который умеет так видеть числа, что операции, которые для вас сложны и практически немыслимы, становятся для него простыми и даже очевидными.

Истина в том, что по природе мы все совершенно не умеем считать в уме, если только не владеем интуитивным способом радикально упростить счет и «увидеть» результат.

Десятичная запись, основанная на арабских цифрах, и есть тот фокус, который позволяет вам считать определенные результаты очевидными. Основное отличие между одаренными вычислителями и вами в том, что их арсенал фокусов обширнее вашего и они более привычны к играм с ним.

Система десятичной записи чисел кажется вам настолько очевидной, что вы уже не помните, что вам пришлось ее изучать. Всё как с ложкой. Вы пользуетесь ею не задумываясь, словно это продолжение вашего тела. Когда вы видите 999 999 999, то считаете, что видите непосредственно число, и даже не отдаете себе отчета в том, что видите его с помощью инструмента.

А ведь десятичная запись – чисто человеческое изобретение. Это больше, чем система записи, – это дверь в состояние сознания, где целые числа, как бы велики они ни были, становятся конкретными и точными объектами. А заодно становится очевидностью сама бесконечность целых чисел.

Что-то ранее немыслимое вдруг становится очевидным – вот то самое действие, которое математика производит с вашим мозгом. Это восхитительное ощущение и сильнейшее удовольствие.

В детстве вы гордились, что умеете считать до 10, затем до 20, затем до 100. Это позволяло вам от души повоображать во дворе. Чтобы повыпендриваться еще больше, вы хотели бы узнать самое большое число на свете.

По сути, ваше представление о числах было не очень далеко от представления охотников-собирателей, которые умеют считать только до двух или до пяти и твердо убеждены, что следующее число – «много» – и есть самое большое число на свете.

Однажды вы поняли, что ни одно число не может быть самым большим. Даже если вы могли бы прийти к этому выводу другим путем, десятичная запись показала вам короткую дорогу. Вы знаете, что за каждым числом следует другое. Вы можете видеть последовательность чисел в виде крутящегося счетчика и знаете, что этот счетчик может крутиться бесконечно. Нет предела, нет какого-то особого числа, после которого счетчик остановится.

На протяжении 99 % истории человечества никто не научился видеть у себя в голове крутящийся счетчик чисел.

Счетчик, крутящийся у вас в голове, – коллективное творчество великих математиков, которые с доисторических времен до Средневековья формировали образ чисел, знакомый нам сегодня.

Этот образ не от природы. Он не был записан в вашем теле при рождении. В какой-то степени он произволен – мы могли бы выбрать другую систему для записи чисел, и вы видели бы их иначе.

Более 4000 лет назад вавилоняне придумали шестидесятеричную систему: они записывали числа при основании 60, а не 10. Вавилонская математика была самой продвинутой для своего времени. И ваше мысленное представление о часах, минутах и секундах носит очень глубокий отпечаток их понимания чисел.

А вот что действительно от природы – так это ваша способность усваивать абстрактную математику и понимать ее по-настоящему, то есть перестраивать свой мозг так, чтобы эта самая математика действительно стала частью вас.

Вы думаете, что видите число 999 999 999. В реальности вы расшифровываете абстрактное и сложное математическое понятие. Вы расшифровываете его с безупречной легкостью, мгновенно, не осознавая этого. Целые числа не были вашим родным языком, но вы стали билингвом.

Вот как выглядит удачное усвоение математического понятия. И если пример кажется вам идиотским – это именно потому, что вы действительно его поняли.

В начале карьеры молодые математики часто чувствуют себя самозванцами.

Мне прекрасно знакомо это чувство, и в моем случае оно казалось полностью оправданным. Расчеты в моей диссертации были настолько очевидны, что это граничило с мошенничеством. Мои теоремы всегда были наивными, и их доказательство никогда не создавало реальных сложностей.

Меня окружали толпы очень умных людей, занимавшихся очень трудной математикой, в которой я не понимал ничего. Глубокие и сложные статьи мне так и не удавалось прочесть. А если какие-то и удавалось, то лишь потому, что по сути они были проще других.

Мне хотелось уметь заниматься настоящей математикой – по-настоящему сложной. Все, что мне удавалось понять, было простой математикой, математикой для чайников.

В моем изложении это звучит по-дурацки, но мне реально понадобились годы, прежде чем я осознал, что это лишь оптическая иллюзия. Линия горизонта перемещалась вместе со мной. Она всегда соответствовала моему уровню.

Настоящей магии не существует. Стоит вам научиться волшебному трюку, как он перестает быть волшебным. Это, возможно, печально, но придется привыкнуть.

Если математика, которую вы понимаете, кажется вам слишком легкой – это не потому, что она легкая, а потому, что вы ее понимаете.

Великим математиком становится, допустим, человек, родившийся в культуре, где все умеют считать только до пяти, и однажды осознавший, что можно пойти дальше.

Никто не изобретает сразу всю бесконечность чисел. Вначале математические идеи расплывчаты и неполны. Возникает ощущение, что можно дойти до 6 или даже 7, но его не удается высказать, так как мы не знаем слов, чтобы выразить 6 и 7. Более того, складывается впечатление, что можно продвинуться и еще дальше, но оно мимолетно, в него не верится до конца, кажется, что где-то что-то идет не так.

Вот что происходит, когда мы натыкаемся на ограничения языка.

Чтобы выразить то, что мы чувствуем, нужно придумать новые слова или по-новому использовать те, что уже есть. Облекая в слова наши мимолетные впечатления, мы можем зафиксировать мысль. Это необходимо, но для этого нужно время. Слова приходят нелегко и не сразу.

Начальная стадия открытия – это духовный опыт. Вы мыслите вне пределов языка. Мир озаряется. Вас посещают откровения. Вы видите то, что до сих пор было скрыто. Это настолько ново, что еще не имеет имени.

Это чудесное ощущение прекрасно вам знакомо. Вы уже испытывали его. Вспомните: впервые это случилось в день вашего первого великого математического открытия.

Когда вы были совсем малышом, еще не умеющим говорить, вы, вероятно, играли с примерно такой игрушкой:

Родители показали вам пример. Взяли фигурку и поместили в отверстие. Вам захотелось сделать так же. Вы взяли фигурку и захотели поместить в отверстие. Но у вас не получилось. Вы давили изо всех сил, но она не влезала.

Это вывело вас из себя. Родители сказали, что незачем так напрягаться, достаточно внимательно посмотреть: круглую фигурку в круглое отверстие, квадратную – в квадратное. Смотри, все же совсем просто, правда?

Вот только вы ничего не поняли в их объяснениях. У вас не было никаких шансов это понять. Слова «круглый» и «квадратный» ничего для вас не значили. Вам не хватало не словарного запаса, хуже – вам не хватало самих форм. Вы не умели их видеть. Круги и квадраты были для вас невидимы.

Все, что вы видели: родителям удавалось поместить фигурки в отверстия, а вам нет. Хотя вы были уверены, что совершаете точно те же действия, что и они. У них эти действия работали, а у вас нет.

Так происходило десятки раз. Это длилось месяцами, это было худшее разочарование в вашей жизни. Ваши родители были волшебниками, а вы нет. Это было несправедливо и жестоко. Вы часто приходили в ярость.

Но вы так и не бросили это дело. Вы сотню раз возвращались к этой загадке, которая была для вас такой унизительной. Но вам не было дела до унижения, вы хотели понять. Проникнуть в тайну.

И в одно прекрасное утро вы поняли. Вы взяли в руку одну из фигурок и заметили, что в ней есть что-то особенное, а в одном из отверстий – что-то такое же особенное, как и у фигурки. И именно в это отверстие и следовало поместить фигурку.

Это осознание не потребовало от вас никаких усилий. Вы просто повторяли те же действия, что и обычно, – действия, которые еще вчера не работали. И вдруг оно предстало для вас чем-то очевидным. Бросилось в глаза – иначе не скажешь.

Именно в этот период жизни вы изобрели понятие формы. Оно касалось не только этой фигурки и этого отверстия, а всех фигур и всех отверстий сразу. Для каждой фигуры было свое отверстие, соответствующее ей, с которым она делила эту нематериальную сущность, не имеющую имени. И это работало всегда. В этом и был секрет фокуса.

Вы изобрели понятие формы самостоятельно и для себя. Это не было ранее существующим знанием, предшествующим вам, которое принес бы вам язык. Вы самостоятельно научились видеть формы, потому что, пока вы не умели их видеть, никто не мог вам объяснить, что это такое. Слова, чтобы сказать об этом, вы обрели позже – вы научились накладывать их на свое восприятие форм.

С тех пор вы уже не можете их не видеть. Это же так просто. Круги и квадраты, треугольники и звездочки, сердечки. Это даже слишком просто. Вы уже неспособны представить, как это – не видеть их.

Давайте здесь внесем ясность.

Когда вы поняли тайну вхождения фигурок в отверстия, вы были счастливы. До глубины души горды. Вы улыбались до ушей.

Ваши родители тоже чувствовали гордость и были рады за вас. Ведь они подарили вам эту игрушку, именно для того, чтобы доставить вам это удовольствие.

Возможно, ваши родители сами этого не знали, но они всей душой любили математику. Именно свою любовь к математике они хотели передать вам, даря эту игрушку. И у них получилось. Если у вас будут дети, вы тоже захотите подарить им ее.

Пока во все это не вмешалась школа, пока на пути не встали наши собственные запреты и страх перед чужим суждением, мы все могли познать великие математические радости. Между человечеством и математикой развивается давняя и глубокая история любви.

Ваши первые шаги были многообещающими. Открытие форм было действительно великим математическим открытием. Я серьезно. Это не метафора.

Это было великое открытие, совершенно бесполезное для остального человечества, потому что вы всего лишь заново открыли уже известное понятие. Но с точки зрения ваших познаний в том возрасте это было потрясающее открытие.

То, что вы испытали в тот день, – это и есть то, что ощущает математик, совершивший открытие. Да, математическое открытие – это настолько просто, настолько глубоко и настолько очевидно.

До Декарта никто не понимал, что геометрические фигуры можно описать уравнениями. В своей «Геометрии», опубликованной в 1637 году, он установил связь между алгеброй и геометрией, двумя ветвями математики, которые до тех пор считались совершенно изолированными друг от друга. Эти открытия легли в основу современного понятия декартовых координат, ныне очевидного для любого школьника: можно обозначить точку на плоскости через значение по оси абсцисс и по оси ординат. В самом деле сложно представить, что до Декарта никто не видел декартовых координат. Это практически абсурдно, все равно что представить, что люди не видели кругов и квадратов.

Усвоить математическое понятие – значит научиться видеть то, чего до сих пор не видел. Научиться считать это очевидным. Перейти на следующий уровень сознания.

Когда вы смотрите на мир, вы не можете не узнавать формы, размеры, текстуры, цвета. Но есть еще много того, что вы могли бы увидеть. Существуют и другие структуры, другие формы, другие типы отношений между объектами. Пусть сегодня они от вас ускользают, но эти формы и структуры могут стать очевидными.

Они не так уж далеко.

Они не так уж недоступны зрению.

Они буквально у вас перед глазами.

Поместить нужные фигурки в нужные отверстия не сложнее, чем есть ложкой. Но научиться помещать нужные фигурки в нужные отверстия существенно сложнее, чем научиться есть ложкой.

В случае с ложкой вы смогли научиться через подражание. В случае с сортером вы попытались научиться через подражание, но это не сработало. Вам не хватало основополагающего элемента. Опознать форму фигурки и найти нужное отверстие – вот те невидимые действия, которые ваши родители выполняли мысленно, а вы никак не могли подражать им напрямую.

Необходимо помнить, что подавляющему большинству того, что мы усваиваем, мы учимся как раз через подражание. Инстинкт подражания присущ всем. Он объединяет нас со всеми млекопитающими и не только с ними.

Моя любимая история про обучение через подражание связана с Билли и ее подругами. Билли была самкой дельфина, жившей в устье реки Аделаида, в Австралии. В юности она заблудилась, отбилась от группы и застряла в порту. Обессилевшую Билли подобрали спасатели и поместили в дельфинарий, пока она не поправится.

В этом дельфинарии жили в неволе дельфины, которых люди выдрессировали и научили выполнять акробатические фигуры. Глядя на них, Билли спонтанно принялась подражать им.

Ее любимым номером была «прогулка на хвосте». Фокус заключается в том, чтобы набрать скорость, плывя под водой вверх тормашками, на спине, а потом резко перейти в вертикаль – за счет разгона создается впечатление, что дельфин идет по воде на хвосте, пятясь назад, отсюда и название трюка. Это сложное движение, требующее большого физического напряжения, и от него нет никакой практической пользы – разве что выпендриться перед товарищами.

Через три недели, когда Билли выпустили в родную бухту, она продолжала заниматься «прогулками на хвосте». Никто никогда не видел, чтобы дельфин, живущий на воле, проделывал этот трюк. Но интереснее всего то, что произошло потом: другие самки в стае Билли принялись делать так же. «Прогулка на хвосте» вошла в моду у дельфинов Аделаиды.

В этом плане мы совсем как дельфины: мы не только наделены способностью учиться, глядя на других, но еще и чувствуем потребность им подражать. Инстинкт подталкивает нас копировать друг друга.

Через подражание мы учимся завязывать шнурки, пользоваться тостером или ездить на велосипеде. Не всегда получается с первого раза, но, глядя на других, мы по крайней мере можем составить себе некоторое представление. Мы понимаем «в целом», зачем нужна ложка, тостер или велосипед, и «в целом» понимаем, как ими пользоваться.

Но, поскольку математика подразумевает невидимые действия, ей нельзя научиться через подражание.

Чтобы совершить математическое открытие, сначала нужно самому придумать новые мысленные действия, создать у себя в голове новые образы, не зная заранее, как за это взяться, и без уверенности, что это сработает.

В реальной жизни придумать по-настоящему новое действие удается настолько редко, что найти задокументированные исторические примеры такого рода непросто. Майкл Джексон – и тот не изобрел «лунную походку». Он научился ей через подражание. Истоки этого танцевального па восходят как минимум к 1930-м годам, а изобрели его безымянные гении.

А вот Дик Фосбери именно что придумал по-настоящему новое действие – технику прыжка в высоту, которая с тех пор носит его имя.

До него основными техниками были «ножницы» (в положении как будто сидя, перешагивая ногами через планку) и перекидной стиль (на животе, вперед головой).

Прыжок в стиле Фосбери – на спину с приземлением на плечи – может показаться противоречащим здравому смыслу. Вне спортивного контекста и без использования мата он похож на попытку самоубийства. У нашего тела нет ни малейшего желания проделывать это. Чтобы решиться упасть навзничь да еще головой вниз, нужно отключить инстинкт самосохранения, внушающий нам, что со всей очевидностью это действие слишком опасно, чтобы его пробовать.

Прыгун в высоту Дик Фосбери на Олимпийских играх 20 октября 1968 года в Мехико завоевал золотую медаль, установив мировой рекорд[3]

Фосбери ни у кого не копировал этот прием. Он начал обдумывать его в 1963 году, в 16 лет, и посвятил годы оттачиванию техники.

Фосбери вполне мог бы удовлетвориться подражанием. Подражание не было для него постыдным. Он не был тщеславен. Он не стремился быть оригинальным или творческим. Он знал, что подражание – самый действенный метод обучения, и, естественно, сначала пытался прыгать как все.

Все началось с того, что в старших классах он был самым слабым в команде. Поскольку ему никак не давались официальные техники, он принялся экспериментировать, искать более умный и эффективный способ прыгать: «У меня не было цели выиграть, у меня была цель хотя бы не проиграть».

Преимущество его техники заключается в том, что она позволяет преодолеть планку, обогнувшись вокруг нее, так, чтобы центр тяжести проходил под планкой: каждая часть тела постепенно переносится через планку, но в среднем тело все время находится ниже. Так можно преодолеть намного более высокую планку, отталкиваясь с той же силой.

Фосбери прекрасно понимал эти научные аспекты. В университете он заинтересовался инженерными науками. Но он пришел к открытию своей техники постепенно, не столько через вычисления, сколько через самоанализ, внимательно прислушиваясь к своему телу и концентрируясь на действиях, которые позволяли ему легче преодолевать планку. Подход Фосбери требовал одновременно решительности и размышлений.

Однажды, изменив траекторию разбега и положение тела, он побил свой личный рекорд на 15 сантиметров. Это был его первый подлинный успех на школьных соревнованиях. Именно тогда он понял, что это перспективный путь. Но его тренеры не поверили. Годами они продолжали попытки убедить его наконец научиться прыгать как надо. Сам он толком не мог ничего им противопоставить. Он ограничивался ответом, что его техника, возможно, и неправильная, но она правильная для него.

Благодаря своей технике Фосбери выиграл золотую медаль на Олимпиаде в Мехико в 1968 году. Ему был 21 год. Первые интервью показывают, что он еще сам не осознал масштаб своего открытия: «Могу себе представить, что теперь многие мальчишки будут пытаться прыгать как я. Не гарантирую результатов и никому не рекомендую мой стиль».

Но все принялись ему подражать. Со следующих Олимпийских игр 1972 года его техника стала общепринятой. Вот уже более 50 лет каждый новый мировой рекорд по прыжкам в высоту достигается благодаря технике Фосбери.

Открытие всегда начинается с простого и наивного стремления понять. Мы придумываем новые приемы не из любви к новизне, а потому, что существующие техники не срабатывают. Нет ориентиров, нет никого, кто мог бы вас направить, – значит, нужно прислушаться к собственному телу. Нужно привыкнуть чувствовать его по-новому. Найти решение – значит сделать мыслимым то, что до сих пор было немыслимым. Это все равно что расширить когнитивные возможности человеческого вида.

Одна из особенностей математики – в том, что понять что-то бывает так же сложно, как и открыть; главную роль по-прежнему играет самоанализ. Чтобы воспроизвести невидимые действия, вы должны прислушаться к себе и заново изобрести их в себе и для себя.

Для понимания этой сложности представьте себе невидимую версию прыжка в высоту, выполняемую без свидетелей и камер, в пустом зале с электронными приборами в роли судей, которые лишь проверяют, что планка преодолена, но никак не фиксируют технику прыгуна.

И как тогда Фосбери мог бы рассказать свою историю?

Все были бы убеждены, что он генетически запрограммирован прыгать выше, чем все остальные. Никто не поверил бы, если бы он заявил: «Я ни в чем не превосхожу остальных биологически, и, кстати, мои спортивные качества не позволяли мне соперничать с другими, пока я не открыл новый метод».

Он мог бы написать книгу про свою технику – про то, как он воспринимал ее изнутри. Но как найти нужные слова? Когда один из его прыжков впервые засняли на пленку, Фосбери сам был удивлен, поскольку ему было сложно поверить, что увиденное на экране физически возможно и реально отражает то, что он делает.

Для человека, который никогда не видел, как это делается, научиться прыгать как Фосбери почти так же сложно, как самому придумать такую технику. Даже с подробными указаниями это невероятно сложно. «Подбросьте свое тело в воздух и откиньтесь на спину, головой вниз». Серьезно? А зачем все эти страницы предварительных рассуждений о траектории разбега и наклоне оси тела при приближении к планке? Зачем этот технический язык? Это все правда нужно?

Научиться какому-то действию – значит понять его за пределами слов. Почувствовать его в собственном теле. Осознать, что оно естественно и интуитивно.

Математика таинственна и сложна, потому что мы не можем увидеть, как с ней справляются другие. Можно увидеть то, что они пишут на доске или на листе бумаги, но нельзя увидеть то, что они предварительно проделали у себя в голове и что сделало их способными это подумать и написать.

Сама по себе математика проста, но мысленные действия, позволяющие овладеть ею, едва уловимы и парадоксальны. Они невидимы. Мы не можем воспроизвести то, что делают другие. У нас есть только слова, чтобы говорить об этом, но слова всегда упускают главное – то, что мы действительно чувствуем в своем теле.

Каждый должен воссоздать эти действия для себя, вслепую. Легко смеяться над учителями математики, но представьте себя на их месте.

Как бы вы стали объяснять кому-то, как завязывать шнурки, если этот человек никогда не видел ботинок, а ваш единственный канал общения – телефонный разговор? Вообразите эту сцену на несколько секунд, и вы увидите, насколько это трудно. От одной мысли перехватывает дыхание, это просто головокружительно сложно.

Эта повседневная реальность преподавания математики обуславливает конкретные сложности, с которыми сталкиваемся мы все. У профессиональных математиков есть кое-что общее с двоечниками – им знакомо чувство полной растерянности.

Этот опыт – часть их повседневности. Математик, присутствующий на научной конференции, знает, что он, вероятно, потеряет нить объяснений в первые же пять минут. Он знает, что дальше настаивать на разъяснениях бесполезно, это попросту болезненно и унизительно, потому что слова, которые он произнесет, ничего не будут для него значить.

Но профессиональный математик знает, что растерянность – нормальный этап процесса понимания. Он не обидится. А главное, не будет притворяться, будто что-то понимает. Даже не станет пытаться записывать. Просто перестанет слушать.

Если он действительно хочет понять, он будет действовать иначе.

Я не коллекционер. Я не нахожу удовольствия в накоплении предметов. Это относится и к книгам тоже – я не раз избавлялся от значительной части своей библиотеки, дарил или перепродавал большинство книг. Я сохранил только те, к которым был особо привязан.

Моя математическая библиотека невелика – меньше ста книг. Мало у кого дома есть сто книг по математике, но у некоторых математиков их намного больше. Я скопил эти книги за время учебы и научной деятельности. Несколько экземпляров мне подарили, потому что я был знаком с авторами. Меньше ста за все эти годы – не так уж много.

Большую часть нужных мне книг я одалживал или читал в электронной форме. Я покупал только те, которые мне очень нравились, которые я хотел иметь у себя или находил действительно прекрасными.

Одна из моих любимых книг, одна из тех немногих, расставание с которыми разбило бы мне сердце, – «Категории для работающего математика» Саундерса Маклейна.

Каждый раз, как она попадается мне, я мысленно улыбаюсь. Эта книга написана в 1960-е годы и остается главным трудом по теории категорий – революционному способу видеть и осмыслять математические структуры, который Маклейн и Самуэль Эйленберг изобрели в 1940-е годы.

Я купил ее 20 лет назад, сразу после защиты диссертации, на первое жалованье доцента в Йельском университете. Немногие книги оставили во мне такой же след. Я нахожу ее великолепной, блистательной, вдохновляющей и на редкость хорошо написанной.

Я так ее и не прочитал.

В начале работы над диссертацией, хотя я официально считался очень способным к математике, а моя работа уже заключалась в создании новых форм математики, я все еще робел перед существующими знаниями.

Стоило мне открыть научную статью, как я застревал на первых же строках. Мне не хватало основ. Я искал их по ссылкам в исходной статье, но эти тексты также было сложно читать. Я шел смотреть, к чему отсылают в свою очередь эти работы.

Ссылки, ссылающиеся на ссылки, ссылающиеся на ссылки, на которые ссылаются ссылки, – можно продолжать бесконечно. Добравшись таким образом до математики 1950-х годов, я осознал, что уже она для меня непонятна. Углубившись в прошлое еще на несколько поколений, я был погребен под тысячами книг и десятками тысяч научных статей, и все были непонятны. Как я мог надеяться выдумать хоть что-то оригинальное?

Однажды я услышал о недавно вышедшей книге на тему, которая была полезной – но не ключевой – для моего исследования. Все говорили, что эта книга очень понятно и хорошо написана. Мне захотелось ее прочесть.

Через неделю я так и не добрался до третьей страницы. Я был обескуражен и обратился за помощью к моему другу Рафаэлю Рукье, молодому математику-вундеркинду, с которым делил кабинет.

Его ответ отпечатался в моей памяти навсегда: «Да ты что, Давид! Тебе что, никто не говорил, что книги по математике читать не нужно? Никто не говорил, что читать их вообще невозможно?»

Нет. Никому не хватило смелости сказать мне это настолько прямо.

Рафаэль преувеличивал – книги по математике читать можно. Но это против нашей природы и требует необычайного усилия, даже если ты очень одарен в математике. Прочесть настоящую книгу по математике (а не просто книгу о математике, как та, что у вас в руках) почти так же сложно, как и написать.

На то есть веская причина. Открывая книгу по математике, вы открываете книгу, где слова имеют смысл, который вы еще не можете понять. Иногда они имеют смысл только для этой конкретной книги. Для чтения книги нужно понимать слова, которые в ней содержатся. Для этого вам понадобится выстроить внутри себя правильные мысленные образы для каждого слова и сочетания слов. Это требует напряженного усилия, почти такого же, как то, что позволило автору написать эту книгу, и это усилие приведет вас почти к такому же пониманию темы, как у него.

Если вам этого действительно хочется, у вас достаточно времени и книга выбрана правильно, возможно, оно того стоит. Готовьтесь к нескольким месяцам упорного труда. Это испытание сродни обряду инициации – оно преобразит вас. За всю свою жизнь я по-настоящему сумел прочесть всего три или четыре книги по математике. Я не жалею об этом труде. Он придал мне неслыханную силу, словно я глотнул волшебного зелья. Эта сила и сейчас со мной. Но зелье было сложно проглотить.

Даже если Рафаэль и преувеличивал, по сути он был прав. Книги по математике не созданы для того, чтобы их читать.

У него даже манера держать книги была другой, чем у меня. Он буквально иначе брал их в руки. Рафаэль был первым человеком в моей жизни, кого никогда не пугала математика. Он не видел проблемы в том, чтобы взять 500-страничный том по теме, в которой он ничего не понимал, и раскрыть прямо на середине.

Рафаэль удерживал книги в равновесии на предплечье, взявшись пальцами за верх переплета. Вторая рука оставалась свободной, и он мог очень быстро перелистывать ею страницы. Техника довольно проста. Она заключается в том, чтобы никогда не начинать с начала, а только с того места, которое тебе нужно. Это не техника чтения – это техника не-чтения.

По сути, когда берешь книгу по математике, у тебя всегда сидит в голове какая-то мысль. Возможно, мы хотим разобраться в понятии, которое только что где-то увидели, узнать, верно ли конкретное утверждение, или понять, как его доказать. Реально нам нужно, может быть, Определение 7.4 со страницы 138, Теорема 11.5 со страницы 227 или всего лишь один конкретный момент из ее доказательства.

Вот Рафаэль и научил меня отправляться прямо на страницу 138 или 227 и искать те самые четыре–пять строк, которые в этот конкретный момент больше всего меня интересуют, вообще не заботясь о горах предварительных условий, от которых предположительно зависят эти строки.

Вот это и нервирует больше всего. Предполагается, что книга по математике организована логично и, чтобы понять страницу 138 или 227, теоретически следовало бы предварительно понять все, что написано раньше. А значит, линейное чтение должно быть единственно возможным способом чтения. Но на практике этот способ не работает.

В тех четырех–пяти строках, которые нас интересуют, возможно, будут какие-то загадочные слова. Если это мешает нам понять суть, вероятно, мы захотим обратиться к определениям. Прекрасно. Или мы как-нибудь разберемся сами. Тоже отлично.

На самом деле мы можем делать что хотим. Можем листать книгу в течение десяти минут, часа или трех месяцев – неважно. Основной принцип – никогда не заставлять себя следовать порядку страниц, а следовать только порядку собственного желания и любопытства.

Это книга должна служить нам, а не наоборот. Если мы попытаемся читать книгу по математике как «нормальную» книгу, предоставим ей задавать темп и будем ждать, что она будет вести нас за руку и рассказывать историю, ничего не получится. Мы тут не для того, чтобы пассивно слушать. Нам не хватает для этого терпения, и, давайте уж начистоту, нас это не интересует. Мы здесь потому, что у нас есть конкретные вопросы, потому что мы чего-то не понимаем и хотим понять.

В любом случае, книга не должна навязывать нам тему разговора. Вопросы здесь задаем мы.

Не стоит прятать голову в песок. Понять те четыре–пять строк, которые нас интересуют, будет очень сложно, особенно если они где-то в середине книги. Возможно, мы проведем над ними несколько часов. Каждая страница книги по математике очень трудна для понимания. Якобы простые, но на самом деле скучные предварительные пояснения понять ничуть не проще.

В конечном счете, страница, которая больше всего нас интересует, с большой вероятностью окажется для нас наименее сложной. Во-первых, она нас интересует – а когда интересно, все намного проще! Во-вторых, она неизбежно связана с чем-то, что мы уже понимаем, – иначе она бы нас не интересовала.

Следовать своему желанию – единственный способ по-настоящему дать ему шанс осуществиться. Начинать с начала – значит рисковать все бросить уже на странице 2.

На свете есть не только книги по математике. Есть и другие книги, которые никто никогда не читает с начала. Вот вы читали инструкцию к вашему тостеру?

Вероятно, нет. Может быть, вы машинально открыли ее, пока распаковывали тостер, но скорее всего вы никогда в нее по-настоящему не заглядывали. Разве что, конечно, если у вас возникла проблема с тостером – тогда вы, вероятно, пропустили все предисловия и напрямую отправились на страницу, которая в этот момент вас больше всего интересовала.

Может показаться шуткой, что мы сравниваем математические тексты с инструкциями к тостерам. Но вообще, это очень глубокая мысль. Мы обязаны ею Биллу Тёрстону.

Билл Тёрстон (1946–2012) – один из самых потрясающих математиков нашего времени. Его работы по геометрии, отличающиеся исключительной глубиной и оригинальностью, стали важнейшим этапом на пути к доказательству знаменитой гипотезы Пуанкаре, которое завершил Гриша Перельман в 2002 году.

Эти работы принесли Тёрстону Филдсовскую премию в 1982 году. Как и Абелевская премия, это самая престижная награда по математике.

Возможно, Тёрстон – величайший геометр ХХ века, но не только. Сложно передать в нескольких словах его необыкновенное мышление, открытый ум, безграничный гуманизм и любознательность. Насколько мне известно, никакой другой выдающийся математик не участвовал в создании коллекции высокой моды для Иссэя Миякэ.

В 1994 году Тёрстон опубликовал в «Бюллетене Американского математического общества» (Bulletin of the American Mathematical Society) статью на пару десятков страниц «О доказательстве и прогрессе в математике» (On Proof and Progress in Mathematics), описывающую изнутри его мотивацию как математика и мыслительные процессы, задействованные в его работе.

В частности, Тёрстон рассказывает, что, читая научную статью по знакомой тематике, он никогда не читает ее в полном смысле слова. Он предпочитает сосредоточиться на мыслях между строк.

Как только он составляет себе представление о них, весь формализм и подробности структуры статьи вдруг кажутся ему ненужными и избыточными: «Мне было бы проще все написать с нуля, чем пытаться понять, что на самом деле написали авторы».

Уильям Пол (Билл) Тёрстон[4]

«Это как новый тостер, к которому прилагается инструкция на шестнадцать страниц, – продолжает он. – Если вы уже понимаете что-то про тостеры, и этот экземпляр похож на те, с которыми вы встречались раньше, вы просто включите его в сеть и убедитесь, что он работает, а не будете сначала читать все подробности в инструкции».

Эта метафора заслуживает дальнейшего развития.

Тёрстон говорит, что инструкция бесполезна, если вы уже знаете, что такое тостер. Но если вы не имеете ни малейшего представления о тостерах, много ли пользы вам будет от инструкции?

Несомненно, вы с радостью узнаете, что не стоит совать пальцы внутрь и не нужно использовать его во время купания в ванне, но все эти правила безопасности, которые инструкция приказывает вам ВНИМАТЕЛЬНО ПРОЧЕСТЬ ПЕРЕД ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ, никак не помогут разрешить великую тайну тостеров: зачем они вообще нужны?

Я не нашел инструкцию от своего тостера, зато нашел от пылесоса. В ней 64 страницы, но нигде не объяснено, зачем нужен пылесос. Иначе говоря, если бы мы ограничились официальной литературой, пылесосы создали бы нам огромные проблемы. Было бы несколько счастливчиков, способных к использованию пылесоса (те, кто случайно разобрался, что с ним делать), а остальные остались бы в этом полными профанами. Мы приняли бы это с покорностью судьбе.

Сокровенный смысл пылесосов не содержится в инструкции к ним. Это секрет, который мы передаем в устной традиции.

Но этот основной закон обучения, работающий как для пылесосов, так и для математических теорий, остается неизвестным и забытым.

Математические тексты написаны не на человеческом языке. Вот почему их так сложно читать.

Официальный язык математики работает не так, как язык, на котором мы говорим, и никто из людей никогда не сможет в полной мере овладеть ими обоими. Этот искусственный язык – чисто человеческое изобретение (пожалуй, одно из величайших за нашу долгую историю), созданное, чтобы исправить уязвимости языка, на котором мы говорим.

Его главная особенность заключается в том, что он заменяет наш обычный способ определять слова на радикально иной.

В повседневной жизни мы не даем точных определений используемым словам. Мы учимся им на примерах. Лучший способ объяснить, что такое банан, – показать его. Этот метод работает неплохо, но порой создает реальные трудности, и вот самая явная из них: если что-то существует только у вас в голове, как показать на это пальцем?

На самом глубинном уровне математика – единственная успешная попытка человечества точно рассказать о вещах, на которые мы не можем показать пальцем. Это одна из центральных тем этой книги, и мы еще не раз к ней вернемся.

Самые важные строки в математическом тексте – это не теоремы и не доказательства, а определения. Математический язык работает как конструктор, где слова по-настоящему определяются, то есть строятся на базе других слов, которые ранее сами были определены. И именно это позволяет говорить о вещах, на которые невозможно показать пальцем.

При таком подходе смысл слов сводится исключительно к их определению. Они становятся лишь абстрактными оболочками, не означающими ровным счетом ничего, кроме того, что сказано в их определении: если наличие хобота – часть определения слона, значит, слон, у которого убрали хобот, немедленно перестает быть слоном.

Этот логический формализм настолько не соответствует гибкости нашего ума, что становится гротескным. У нас нет ни малейшего желания думать так, да мы на это и не способны. Так работать могут только роботы и компьютеры. А мы ни то и ни другое.

Вот цена, которую приходится платить, чтобы корректно говорить о невидимом. Хотя логический формализм чужд нам по сути, мы можем научиться манипулировать им, точно так же, как можем научиться взаимодействовать с роботами и компьютерами. Они раздражают нас, мы находим их смешными, но в конце концов привыкаем к их психологии и все-таки весьма довольны, что они у нас есть и служат нам.

Понимать математику – значит научиться обращаться с этими словами-оболочками, определенным логическим формализмом, как если бы речь шла о словах родного языка. Научиться наполнять эти слова интуитивным и конкретным смыслом. Научиться видеть предметы, которые они обозначают, как будто они сейчас перед нами. Это подразумевает особые техники, о которых мы расскажем в следующих главах.

«Видеть» – это не всегда самое удачное слово, потому что не все конкретные объекты видимы. Сладкий вкус, текстура материала, ритм, песня, знакомый запах или ощущение проходящего времени – это тоже вполне конкретные переживания.

Способность соотносить воображаемые физические ощущения с абстрактными понятиями называется синестезией. Некоторые люди видят буквы в цвете. Другие воспринимают дни недели расположенными в пространстве вокруг себя.

Распространенное убеждение гласит, что синестезия – редкий феномен, связанный с некоторыми психическими нарушениями. На самом деле это универсальное явление, лежащее в основе человеческого познания. Вот маленький тест, чтобы определить, способны ли вы к синестезии: можете ли вы, глядя на последовательность букв в слове «шоколад», ощутить звук, цвет, аромат? А при виде последовательности символов «999 999 999» возникает ли у вас ощущение чего-то большого?

Что действительно редко встречается, так это осознание нашей способности к синестезии и стремление систематически ее развивать.

Математическое действие – это разновидность мыслительной йоги, цель которой – вернуть нам контроль над нашей способностью к синестезии.

Ничего из того, что я здесь рассказываю, не должно стать для вас сюрпризом, потому что все это вам знакомо. Когда вы научились «видеть» число 999 999 999, а не завитушки, выписанные ручкой по бумаге, – это произошло благодаря вашей способности к этой мыслительной йоге.

Вы смогли сделать это в раннем детстве и должны быть все еще способны к этому сейчас.

Билл Тёрстон был одним из величайших мастеров этого искусства. В главе 10 я расскажу вам кое о чем из того, что ему удалось увидеть. Это настолько необычайно, что вам будет трудно мне поверить.

Нам предстоит еще многому у него учиться.

Вот где его замечание о тостерах обретает полный смысл. Когда человек сталкивается с математическим текстом, задача не в том, чтобы прочесть его с первой до последней страницы, как читал бы робот. Задача в том, чтобы уловить мысли между строк, то есть придать интуитивный смысл использованным словам и описанным ситуациям.

Но математические тексты написаны не роботами и не для роботов. Они написаны людьми и для людей. Без нашей способности придать им смысл, без мыслей между строк математических текстов не было бы, как не было бы музыкальных партитур без музыки.

Лучший способ поделиться этим человеческим пониманием – прямое общение между людьми. Это общение о математике ведется на языке людей. Как рассказывает Тёрстон, эффективнее всего оно бывает, когда общаются только двое:

«Наедине люди используют каналы коммуникации, далеко выходящие за пределы формального математического языка. Они жестикулируют, рисуют картинки и диаграммы, издают звуки, используют язык тела».

Когда кто-то только что доказал новую важную теорему, отмечает Тёрстон, зачастую он может объяснить решение за несколько минут в частной беседе двух специалистов по этой теме. Но чтобы объяснить тот же самый результат в докладе перед аудиторией специалистов, нужно закладывать час. А чтобы передать этот результат письменно, нужна статья на 15–20 страниц, на понимание которой тот же самый специалист потратит несколько часов или даже дней.

Перейти от масштаба минут к масштабу дней – значит потратить в 500 раз больше времени. На самом деле все еще хуже, потому что в процессе мы теряем энтузиазм.

Понимание математики – это не какой-то волшебный флюид, передающийся взмахом руки, но оно весьма на него похоже. Если хочешь вникнуть в математическое понятие, самый короткий путь идет через свободную дискуссию с тем, кто реально его понимает.

Профессиональным математикам это хорошо известно. Истинный предмет их интереса – их собственные трудности в понимании математики. У них ровно та же проблема, что у двоечников. Только они знают решение.

Когда я учился в аспирантуре, я смог продвинуться в понимании математики не благодаря чтению книг. Тем, что я смог совершить впоследствии, я во многом обязан беседам с Рафаэлем. Мне очень повезло провести столько времени с кем-то настолько компетентным и готовым щедро делиться своим знанием.

Объяснения Рафаэля никогда не следовали строгим правилам. Иногда они были неверны. Зато всегда были просты и человечны. Они придавали смысл. Порождали желание узнавать. Рафаэль объяснял мне, что на самом деле означает та или иная теорема. Он рассказывал, как когда-то была придумана та или иная идея и как ее следовало понимать «по сути».

Понимать что-то по сути – значит быть способным интуитивно объяснить это самому себе и назвать причину, по которой это истинно, уловить суть всей истории. Если бы математика была только вопросом логики, такой задачи бы не существовало. Из логического рассуждения нельзя извлечь никакой отдельной сути.

Объяснения по сути, с размахиванием руками, подразумевают, что у слушающего останется неопределенность. С их помощью рассказывают, зачем нужны тостеры и как в них кладут бутерброды, но никогда не дается список деталей тостера. Если вам это действительно интересно, можете обратиться к Определению 7.4 на странице 138.

Важность непосредственного общения объясняет организацию и образ жизни математического сообщества. У астрономов есть телескопы, у физиков есть ускорители элементарных частиц, а у математиков есть свой великий научный инструмент – путешествие.

Путешествия математиков позволяют новым идеям распространяться с эффективностью, которой невозможно добиться другим способом. Часто они бывают долгими. Нужно время, чтобы поболтать, выпить не одну чашку кофе, порисовать на доске и вернуться назавтра к дискуссии с вопросом, который посетил нас при пробуждении. Один японский математик, Кёдзи Сайто, хотел понять мысли между строк в моих статьях – и поэтому он часто приглашал меня в Киото. А мне это позволило лучше понять мысли между строк уже в его статьях. Такие путешествия – часть жизни математиков.

В том же самом классе, где безмолвно страдает двоечник, вполне вероятно, есть отличник, который мог бы все объяснить ему простыми словами. Так почему такого разговора почти никогда не происходит?

Определенную роль играет уверенность двоечника, что он по природе хуже. Он слишком подавлен, чтобы задать правильные вопросы – по-настоящему простые, те самые, которые выглядят слишком глупыми, а на самом деле в них вся суть.

Часть ответственности лежит и на преподавателях. Порой они поддерживают иллюзию, что математика может ограничиться формальными рецептами. Всем нам знакомо зеркальное отражение невероятной пропасти, отделяющей способных к математике от неспособных, – эта же пропасть отделяет хороших учителей математики от плохих.

Попробуем объяснить. В математическом мире тостеры поставляются разобранными на детали. Каждый должен собрать свой экземпляр у себя в голове. Плохой учитель математики – тот, который пересказывает 198 этапов сборки тостера и делает вид, что на этом вся история заканчивается. Хороший – тот, кто прилагает все усилия, чтобы объяснить, что такое вообще тостер. Он постоянно смотрит в глаза ученикам, потому что именно по их взгляду он увидит, поняли ли они. Первый читает курс для роботов, второй – для людей.

Вываливать 198 этапов сборки тостера на человека, который не понимает его назначения, – акт неслыханного насилия. Все равно что воспитывать ребенка, не рассказывая ему сказок.

Не думаю, что плохие учителя математики намеренно ведут себя как садисты. Возможно, они не считают человеческое понимание центром математической задачи, потому что сами получили неправильное образование. Возможно, они и сами не видят тостер у себя в голове. А может, наоборот – когда слишком хорошо представляешь в голове тостер, есть склонность забывать, что не все так могут.

«То, что для чьего-то ума выглядит ясным, для другого может выглядеть пугающе», – пишет Тёрстон.

Сложность в передаче мысленных образов, их мимолетность и глубокая субъективность, неспособность нашего языка точно передать их и склонность нашей интуиции ошибаться – это и есть те причины, которые привели к изобретению логического формализма.

Математика для Тёрстона, как и для всех математиков, – чувственный и плотский опыт, идущий впереди языкового выражения. В сердце системы, делающей этот опыт возможным, лежит логический формализм. Книги по математике нечитабельны, но всё же они нам нужны. Это инструмент, который позволяет в письменной форме поделиться настоящей математикой, единственной, которая действительно имеет значение, – тайной математикой, математикой, что находится у нас в голове.

Остается одна большая загадка.

Как людям удается находить в себе смелость и желание писать нечитаемые книги, безразличные к читателям и такие же сухие, как инструкции к тостерам? Что вообще может их мотивировать? В каком состоянии ума происходит математическое творчество?

Это тема следующей главы.

«Дорогой Серр, спасибо за все статьи, которые ты мне любезно прислал, и за твое письмо. У меня никаких новостей. Закончил треклятое сочинение по гомологической алгебре».

Так начинается письмо Александра Гротендика Жан-Пьеру Серру от 13 ноября 1956 года. Удивителен его небрежный тон – особенно если знаешь, кто такой Серр, кто такой Гротендик и о чем это письмо.

Жан-Пьер Серр – один из величайших математиков XX века. Научная карьера не измеряется полученными наградами, но когда человек получает их все – это определенно что-то значит. Серр получил Филдсовскую премию в 1954 году в 27 лет – рекордно юный возраст, и этот рекорд не побит до сих пор. Премия вручается математикам моложе 40 лет, и долгое время не было другой награды за выдающуюся математическую карьеру в целом. В тот год перед вручающим ее комитетом стояла ответственная задача: из всех живущих математиков надо было выбрать того, кто заслуживал получить ее первым. И премия была присуждена Серру.

Что до Гротендика – он даже больше, чем великий математик. Еще задолго до своей смерти в 2014 году он стал легендой.

Он один из тех редких математиков (их всего несколько человек за всю историю), чей вклад не ограничивается глубокими результатами или эффектными теориями. Гротендик придумал свой способ подходить к математическим задачам, настолько новый и плодотворный, что он как будто изменил саму природу математики.

Именно поэтому его часто считают величайшим математиком ХХ века, если это понятие вообще имеет какой-то смысл.

Математик Александр Гротендик[5]

Что же касается «треклятого сочинения по гомологической алгебре», речь идет о статье «О некоторых вопросах гомологической алгебры», вышедшей в 1957 году в японском научном журнале Tohoku Mathematical Journal.

Эта статья стала первым опытом Гротендика в тематике исследований, которая принесет ему известность. Под влиянием Серра он приобщился к алгебраической геометрии. Между молодыми людьми завязалась математическая дружба, которой суждено было войти в историю как одной из самых плодотворных. Позже Гротендик скажет о своей встрече с алгебраической геометрией, что это было все равно что «вдруг обрести вновь "землю обетованную" с ее сказочными богатствами».

Описанию этой земли обетованной Гротендик посвятит 15 лет своей жизни. Письмо он называл сердцем своей методики. Вплоть до того, что заявлял: «Занимаясь математикой, человек прежде всего пишет».

Эта страсть к писанию делает его письмо к Серру глубоко загадочным. Ведь «треклятое сочинение» – это всего лишь первый рассказ о путешествии Гротендика в эту землю обетованную. Но редактура кажется ему настолько нудным занятием, что завершение этой работы, занимавшей его больше года, он вовсе не считает событием: «У меня никаких новостей».

Именно этими словами Гротендик сообщает о завершении исторической статьи.

Может быть, он шутил? Вряд ли. В интервью 2018 года Серр рассказывает, что одной из особенностей Гротендика было как раз полное отсутствие чувства юмора: «Не припомню, чтобы он когда-либо отпускал остроты. Например, про математику с ним шутить было нельзя».

За этим кажущимся парадоксом скрывается глубокая тайна о природе математической работы. Отстраненность и небрежность Гротендика могут казаться непонятными, но когда вы узнаете больше о его интеллектуальных действиях, вы поймете, что все это прекрасно согласуется.

Среди широкой общественности все знают, кто такой Эйнштейн, но мало кто знает Гротендика.

Сравнивать их не так уж нелепо. Эйнштейн совершил революцию в представлении физиков о пространстве и времени. Гротендик совершил революцию в представлении математиков о понятии пространства. Более того, он даже изобрел заново само понятие точки и предложил геометрический взгляд на понятие истины.

Некоторые математики даже считают, что сравнение с Эйнштейном несправедливо. Труды Эйнштейна они находят прекрасными, изысканными, блестящими, восхитительными. Они говорят, что это произведения очень сильного автора. Что же до трудов Гротендика, они находят их необыкновенными, головокружительными, великолепными и ужасающими. Они говорят, что подобные вещи не могут быть созданы человеком. Идеи Гротендика не всегда просто понять, но, когда понимаешь хоть немного, кажется невероятным, что кому-то могло такое прийти в голову.

Жан-Пьер Серр не стесняется говорить о творчестве Гротендика, что лично он не смог бы создать такого, поскольку «это требует огромной силы». Когда речь заходит о Гротендике, Серр упоминает «мощь, исходившую из его головы» и говорит о сверхъестественной силе его ума: «И в физическом, и в интеллектуальном плане – одинаково необыкновенно. Не знаю никого, в ком было бы столько силы. Я знаю людей с очень сильным интеллектом, но Гротендик – это просто животная мощь».

Гротендик это мнение не разделяет. Он не считает себя одареннее других. Его необыкновенный творческий потенциал происходит не отсюда:

«Эта власть – отнюдь не особый "дар", как, скажем, исключительная способность рассудка […] Подобные дары без сомнения драгоценны и уж, конечно, достойны зависти тех, кто (как я) не был от рождения наделен ими так щедро».

Гротендик дает совершенно другое объяснение: «Годны ли в дело изобретательность и фантазия искателя, определяется степенью напряженности его внимания, с каким он прислушивается к голосам вещей».

Мы словно в точности возвращаемся к словам Эйнштейна – нашей точке отсчета в начале главы 1: «У меня нет особого таланта. Я просто страсть как любопытен».

Но Гротендик идет еще дальше. И все же он знает, что никто не станет ему верить, потому что такие заявления никто никогда не принимает всерьез:

«Стоит лишь упомянуть о чем-нибудь подобном, как со всех сторон – на лице ли самого безнадежного тупицы, на устах ли ученейшего из ученых, о чьих заслугах простому смертному и мечтать грешно, – встречаешь одну и ту же, стесненную, понимающую улыбку. Дескать, шутка вышла чересчур неуклюжей».

У Эйнштейна была репутация шутника. Насчет Гротендика можно не беспокоиться – он не шутит никогда.

Жаль, что у нас так и не состоялся этот пресловутый разговор с Эйнштейном, где он раскрыл бы нам секреты своего творческого потенциала, согласился бы ответить на наши вопросы и рассказал бы правду в подробностях, как он это делает.

А вот Гротендик написал на эту тему текст размером больше тысячи страниц. Там он в точности описывает, что происходит у него в голове, когда он занимается математикой. Он признается в полной неспособности прочесть какой бы то ни было математический текст, даже простой, пока не создаст в мыслях нужные образы. Признается и в том, что не способен следить за конференциями, потому что для него все происходит слишком быстро. Объясняет, как справляется с ощущением полного непонимания. А главное – точно указывает, где для него во всем этом таится удовольствие.

Этот необыкновенный рассказ называется «Урожаи и посевы». Рукопись долго оставалась неизданной. Она передавалась из-под полы более 35 лет, и нужно было дождаться 2021 года, чтобы нашелся издатель, решившийся опубликовать ее[6].

«То, что ведет и преобладает в моей работе, является ее душой и смыслом существования, – мысленные образы, возникающие в ходе работы, дающие возможность приблизиться к реальности математических объектов»[7].

«Всю жизнь я был неспособен прочесть математический текст, каким бы безобидным или упрощенным он ни был, если мне не удавалось придать этому тексту "смысл" в понимании моего опыта математических объектов, то есть когда текст не вызывал во мне мысленных образов и интуиции, которые вдохнули бы в него жизнь»[8].

Эти абзацы, как и все процитированные здесь, взяты из «Урожаев и посевов».

Рассказ Гротендика – долгий монолог, увлекательный, но обескураживающий, с пророческими нотками. Не могу сказать, что рекомендую вам его прочесть. Во всяком случае, только с серьезным предупреждением: это монструозный текст, длинный и трудный, местами блестящий, местами невнятный. Он множит метафоры и аллегории, усеян примечаниями и сносками, у которых есть собственные примечания и сноски. На протяжении сотен страниц автор блуждает в личных обидах и необоснованных упреках, отчего рассказ становится откровенно нечитаемым.

Это текст только для посвященных, но даже им крайне трудно добраться до конца.

Однако же все согласны, что «Урожаи и посевы» – самое потрясающее свидетельство о математическом опыте, когда-либо написанное. Как и многие мои друзья и подруги из мира математики, я нашел там моменты ослепительной ясности и правильности.

Не раз я останавливался при чтении и говорил себе: «Он прав. Так и есть. В этом и тайна. Вот так все в голове и происходит. На самом деле именно через эти мысленные действия, очень простые, вот эти действия, которые выглядят совершенно невинно, но которые никто и не думает выполнять, становишься очень сильным в математике. Никогда не читал ничего настолько же важного. То, что рассказывает Гротендик, надо бы суметь объяснить всем».

И все же я знаю, что мысль Гротендика в необработанном виде слишком загадочна, чтобы ее могли услышать за пределами ограниченного круга специалистов.

В итоге у нас в некотором роде та же проблема, что и с Эйнштейном. Нам не хватает возможности устроить честный разговор, задать простые вопросы. Гротендик пошел дальше, чем Эйнштейн. Он раскрыл нам невероятные подробности. Но, чтобы расшифровать его свидетельство, нужно связать его с нашим конкретным опытом. «Урожаи и посевы» – визионерский, но эзотерический текст, написанный слишком рано – в эпоху, еще не готовую получить это послание, – да еще и слишком одиноким человеком.

Прежде чем поделиться с вами тем, что лично мне запало в память при чтении, что созвучно моему собственному опыту, я хочу рассказать чуть побольше о жизни Гротендика и его выдающейся личности.

Александр Гротендик родился в Берлине в 1928 году. Его родители были анархистами, вынужденными бежать от нацистского режима. В 1933 году, когда ему было пять лет, мать передала его на воспитание семье Вильгельма Гейдорна, лютеранского пастора из Гамбурга.

Похоже, что до этого момента Гротендик получал очень своеобразное воспитание, вдохновленное анархистскими принципами его родителей. Его приемная мать Дагмар Гейдорн сразу после знакомства с ним описывала его как ребенка-дикаря, грязного и без тени робости. Доверяя ей сына, Ханка Гротендик попросила, чтобы его никогда не посылали в школу и никогда не стригли ему волосы.

Александр Гротендик в детстве[9]

Гейдорны остригли ему волосы и отправили в школу. Пожалуй, это единственный мирный и «нормальный» период его существования. Он на всю жизнь сохранил привязанность к своей приемной семье.

В апреле 1939 года, опасаясь за безопасность Гротендика (его отец был евреем), Гейдорны посадили его в поезд, идущий в Париж, и там он воссоединился с родителями, бежавшими во Францию. Вскоре после этого его отец был арестован и отправлен в Освенцим, где умер в 1942 году. С 1940 года Гротендик с матерью жили на юге Франции в лагерях для интернированных.

Тогда и стало вырисовываться пристрастие Гротендика к математике. Дальнейшее похоже на штампы голливудского кино. В послевоенной Франции мать и сын не имели гражданства. Они жили бедно, зарабатывая уборкой домов и сбором винограда. Юного студента заметил один из преподавателей и написал ему рекомендательное письмо. В 1948 году, в возрасте 20 лет, Гротендик отправился в Париж и встретился там с несколькими величайшими математиками того времени.

Один из них дал Гротендику прочесть свою последнюю статью, которая заканчивалась списком из 14 важных нерешенных задач. Список из разряда тех, где целеустремленный студент может откопать хорошую тему диссертации: он выбирает проблему, три года над ней размышляет, призывает на помощь научного руководителя, решает проблему наполовину, и все довольны. Гротендик удалился к себе работать и вернулся через несколько месяцев. Он решил все 14 проблем.

Вплоть до 1970 года Гротендик неуклонно поднимался по ступеням, отделявшим безымянного беженца от вершины мировой науки. Он стал величайшим и сильнейшим. Мощь его работы феноменальна. Вокруг него возник исследовательский институт. В 1966 году ему была присуждена Филдсовская премия, на вручение которой он не явился, но это просто смехотворно в сравнении со всем остальным. Гротендик и его студенты взялись за титанический визионерский проект по реконструкции алгебраической геометрии, наследие которого в значительной степени дало пищу современным математическим исследованиям.

Но в 1970 году, в возрасте 42 лет, Гротендик резко оборвал научную карьеру. Он ушел из созданного вокруг него института и начал новый жизненный период, посвященный общественной деятельности и участию в движении глубинной экологии.

В середине 1980-х годов, через 15 лет после ухода, он пишет «Урожаи и посевы». Он намерен создать текст для широкой публики, поскольку считает себя носителем важного послания. В письме от 2010 года он признаёт, что это удалось ему не полностью: «Это размышление, это свидетельство о моей жизни математика, каким бы нечитаемым – могу это допустить – оно ни было, очень много значит для меня».

В 1990 году Гротендик удалился от мира. Он поселился в маленькой деревушке Ласер в департаменте Арьеж, у подножия Пиренеев, где предавался медитации и жил в полном одиночестве и аскетизме до самой своей смерти в 2014 году. Он дошел до того, что пытался кормиться исключительно супом из одуванчиков.

Гротендик никогда не переставал писать. После него осталось огромное количество математических, философских и мистических заметок, в том числе, кажется, размышление на 30 000 страниц, посвященное «проблеме зла».

Близость математического опыта к опыту безумия – это тема, которую мы не можем проигнорировать. Мы вернемся к ней в главе 17.

«Право открытия принадлежит ребенку; о нем-то я и поведу речь. О маленьком ребенке, который еще не оглядывается, как взрослые, на каждом шагу: как бы не ошибиться, не опростоволоситься на людях […] О ребенке, которого не пугает досадная манера иных вещей оказываться совсем не такими, какими мы привыкли их себе воображать».

Этот абзац «Урожаев и посевов» звучит как банальность, которую мы слышали уже сотню раз, и она явно лжива. Нет, из маленьких детей не выходит больших ученых. И даже если бы это было так, нам-то с этого что? Мы уже не станем детьми.

Но ведь Гротендик выражается метафорически. Он имеет в виду ребенка, живущего «в нас», с которым «мы потеряли связь». В начале своего рассказа он обращается к читателю именно с этими удивительными словами: «С тем, кто умеет быть один, с ребенком в тебе – только с ним я и хочу говорить».

По мнению Гротендика, его необычайный творческий потенциал берет начало в близости, которую он поддерживает с ребенком внутри себя: «Каким-то образом (я еще не задумывался над причиной) у меня такая невинность все же сохранилась».

Он описывает это как «дар одиночества», способность, «с жадностью вслушиваясь в голоса вещей, предаваться во власть этой младенческой игры целиком».

«Искать и находить, то есть спрашивать и жадно ловить ответ, – есть ли на свете более естественное занятие! И ведь оно доступно каждому, ни у кого нет особых привилегий. Это подарок; судьба наделяет им каждого из нас еще в колыбели».

Что бы мы ни думали о Гротендике, о его странности, эксцентричных манерах, причудливых увлечениях, нужно заставить себя заглянуть глубже. Если кто-то и может с полным правом поведать нам об этом, то только он.

«Урожаи и посевы» часто напоминают учебник по йоге, и в некотором роде именно о нем и идет речь. Через метафоры и истории из жизни эта книга описывает особую манеру владеть своим телом, очень конкретный психический настрой, необычное отношение к языку и к истине.

Гротендик – великий йог, придумавший собственную технику медитации. Она строится вокруг обретения радикальной формы любопытства и безразличия к чужому мнению, которую мы могли бы назвать позицией маленького ребенка.

Все математики развивают у себя подобные техники, но редко их осознают и редко могут объяснить. А вот Гротендик дает нам инструкцию.

Этот настрой психики совершенно определенно лежит в основе его рабочего метода. В самых общих чертах – вот в чем он состоит.

Открыть книгу по математике на теме, в которой вы ничего не понимаете, – это примерно как оказаться за пультом управления пассажирского самолета или АЭС. Там куча кнопок и циферблатов, у вас нет ни малейшего представления об их назначении и ни малейшего желания наделать глупостей. Вы бы и хотели понять, но не понимаете. Нормальная реакция – сидеть смирно и, главное, ничего не трогать. Прежде чем трогать, надо все изучить и обдумать.

Но если вы посадите за пульт управления двухлетнего ребенка, он отреагирует иначе. Он перенажимает на все кнопки, в первую очередь на красные и на те, которые мигают.

Рекомендация Гротендика – поступать как двухлетний ребенок. Желая что-то понять, Гротендик испытывает удачу напрямую, без комплексов, как поступил бы маленький ребенок. Он не ждет, пока что-то поймет, прежде чем броситься туда с головой. Он идет не раздумывая, отчасти наобум:

«Когда в математике или в чем угодно та или иная вещь пробуждает во мне любопытство, я как будто ее расспрашиваю. Умны ли мои вопросы, не покажутся ли они кому-нибудь глупыми или не слишком продуманными, – об этом я не тревожусь».

«Бывает, я задаю ей вопрос-утверждение; это как проба лотом с борта корабля. Сам я уверен в нем настолько, насколько, к моменту его формулировки, я продвинулся на пути к пониманию общей картины».

«Часто, особенно в начале исследования, утверждение бывает заведомо ложным – достаточно сформулировать его, чтобы в этом убедиться».

Еще бы понять, что в его понимании означает расспрашивать вещи, задавать вопросы и брать пробы лотом.

На всем протяжении книги Гротендик описывает математическую работу как последовательность конкретных физических действий. Но что точно значит расспрашивать вещи? Если я хочу расспрашивать вещи, как мне поступать? При близком рассмотрении это весьма загадочное выражение, почти настолько же загадочное, как его зеркальный двойник, которым также пользуется Гротендик: вслушиваться в голоса вещей.

И кстати, раз уж мы здесь, – что такое «математическая вещь»? Где можно встретить эти самые вещи и как вступить с ними в общение?

Гротендик никогда не утруждает себя уточнением, вероятно, потому, что он настолько привык вести диалог с этими вещами, что уже забыл, что и ему самому пришлось этому учиться.

Математические вещи – это вещи, которые люди, не связанные с математикой, называют математическими понятиями или математическими абстракциями. Речь может идти о числах, множествах, пространствах, геометрических формах различной природы или других типах абстрактных структур. А вот математики любят называть это математическими объектами, потому что представление этих вещей в роли конкретных объектов, которые можно потрогать, облегчает понимание.

Расспрашивать вещи, вслушиваться в голоса вещей – значит пытаться представить их, изучить мысленный образ, который у нас возникает, попытаться сделать его прочнее, точнее, обнаружить в нем больше подробностей, словно пытаясь вспомнить сон.

Нужно выразить этот подход в конкретных терминах. Язык «Урожаев и посевов» настолько образен, что может создаться впечатление, будто автор намеренно стремится сохранить недосказанность.

Такое впечатление ошибочно. Гротендик изо всех сил старается быть точным. Его загадочный лексикон служит для решения насущной проблемы – его текст говорит о действиях, которые мы производим у себя в голове, и мысленных образах, которыми мы манипулируем, но в нашем языке нет нужных слов. Не существует специального лексикона, чтобы простыми словами рассказать об этих действиях и этих образах. Никто не позаботился сказать нам, что у нас есть право об этом говорить.

Позиция маленького ребенка – это не аллегория, а совершенно конкретный настрой ума.

Базовый принцип прост, но представляет собой настоящую революцию. Это тот тип идей, о которых почти никто не задумывается, потому что это слишком просто и противоречит нашему инстинкту. Тот тип идей, который как раз и способен все изменить, на всех уровнях обучения математике, включая совсем начинающих и так называемых неспособных.

Когда мы узнаём новое математическое понятие, нам сложно его представить. Оно является нам в форме абстрактного определения, последовательности слов на странице или предложения, произнесенного преподавателем. Эта последовательность слов не имеет для нас никакого смысла. Она ни о чем нам не говорит.

Обычно учащиеся не чувствуют себя вправе представлять математические объекты, которых они еще не понимают. Они ощущают необходимость узнать больше, прежде чем осмелиться их увидеть. А пока удовлетворяются расшифровкой. Они ничего не понимают, у них трещит голова, но они говорят себе, что если будут упорствовать, то смогут собрать самую важную информацию, а пытаясь ее запомнить, может быть, в конце концов поймут. Только вот это никогда не работает.

Гротендик поступает иначе. Он знает, что ни к чему накапливать информацию о вещах, которые не удается увидеть. Вместо этого он разрешает себе представлять эти вещи сразу же, ничего не дожидаясь, даже если он твердо знает, что ему это не удастся, а его способ их представить будет до нелепого неверным.

Он совершенно не боится ошибаться. Более того, он уверен, что непременно ошибется, и именно к этому и стремится.

Гротендик активно ищет ошибку, как маленький ребенок ищет, каких бы еще наделать глупостей. В своем исследовании математического мира каждый раз, как он чувствует что-то странное или интригующее, неясное или неудовлетворительное, противоречивое или неприятное, он направляется именно туда.

Когда в его видении мира что-то идет не так, это вызывает в нем чувство беспокойства. Он углубляется в поиск, чтобы обнаружить источник этого беспокойства, так как это единственный способ унять его. Обнаружение ошибки – это источник удовольствия и облегчения.

«Момент, когда тебе наконец открывается ошибка в работе, можно смело назвать решающим. Для всякого труда, связанного с открытием, это – момент истинного творчества. И не так уж важно, о чем здесь идет речь, будь то математическая работа или труд, посвященный открытию себя самого. Это – то самое мгновение, когда наше знание, о чем-то или о ком-то, вдруг обновляется».

То, что Гротендик пишет об ошибках, имеет вселенский размах, далеко выходящий за пределы науки. Эти слова следовало бы выгравировать на фасадах школ:

Когда Гротендик говорит об «ошибке внутри нас», это не имеет никакого отношения к логике. Это не ошибка в вычислении и не ошибка в рассуждении. Ошибка, о которой говорит Гротендик, – это ошибка интуиции, ошибка видения: образ вещей, который мы себе создали, неверен.

Как мы будем наблюдать на протяжении всей этой книги, главная задача понимания математики – суметь постепенно изменить наш способ представлять себе предметы, сделать его яснее, точнее и ближе к реальности.

Иногда говорят, что полушария нашего мозга якобы функционируют по-разному. Левая часть мозга специализируется на логическом мышлении и счете, а правая – на ассоциативном и интуитивном мышлении.

Это нелепость. Столь фантазийное толкование нашей анатомии родом из 1960-х годов и с тех пор уже дискредитировано. На самом деле две половины нашего мозга очень похожи друг на друга и на самом глубинном уровне работают по ассоциативному и интуитивному принципу. Органа, который позволяет понимать мир логически, не существует. Если вы на него рассчитываете, чтобы продвинуться в математике, ждать придется долго.

Наша удивительная способность обучаться и изобретать берет свое начало в пластичности мозга, то есть в неосознанной способности без конца перестраивать ткань ассоциаций, связанных с образами и ощущениями, которая, как в буквальном, так и в переносном смысле, и есть подлинная структура нашего мозга и нашей мысли.

Постижение нового – это всегда вопрос пластичности мозга. Ошибка играет здесь основную роль – она и есть двигатель пластичности. Научиться видеть, ходить, пользоваться ложкой, завязывать шнурки, говорить, читать и писать – все это всегда означает перестройку мозга. Она никогда не происходит сразу. Ребенок не умеет ходить, пока не попробует и не потерпит неудачу. Ему нужно падать, чтобы научиться стоять. Только накопление ошибок позволяет ему постепенно развить интуитивное чувство равновесия.

Как любой психомоторный навык, осмысление нового математического понятия идет через перестройку интуиции, что предполагает фазу поисков наощупь. Если переформулировать слова Гротендика об ошибке применительно к ходьбе, они становятся кристально ясными:

В мире мысленных образов законы физики неприменимы. Можно представить что угодно, в том числе взаимоисключающие вещи, и не споткнуться о них. Можно не бояться ошибиться.

Именно в этой точке математический подход расходится с нашим обычным способом использовать интуицию. Математики придумали метод, который позволяет обнаружить ошибки, пока они у нас в мыслях. Он опирается на письмо, а точнее – на письмо на официальном языке математики, который строится вокруг логического формализма.

Логика нужна не для того, чтобы думать. Она нужна, чтобы обнаружить, в каком месте мы думаем неправильно.

Когда Гротендик берет пробы лотом, чтобы расспросить вещи, которые хочет понять, именно письмо дает ему ответ.

«Часто, особенно в начале исследования, утверждение бывает заведомо ложным – достаточно сформулировать его, чтобы в этом убедиться. Стоит лишь записать его на бумаге, как несообразность предположения бросается в глаза – а пока не запишешь, какая-то рябь, как при головокружении, словно нарочно скрывает эту очевидность».

«После этого, возвращаясь к задаче, чувствуешь, как у тебя прибавилось уверенности: есть надежда уже не так безбожно промахнуться со следующим ответом».

В отличие от биолога, который пишет статью после завершения экспериментов, математик пишет в разгаре своей исследовательской работы, потому что письмо «и есть» эта работа. Вот что говорит об этом Гротендик:

«Роль письма не в том, чтобы запечатлеть результаты исследования, но сам процесс исследования»[10].

«Я никогда не скупился на усилия, чтобы как можно тщательнее обозначить посредством математического языка эти образы и понимание, которое они дают»[11].

«Именно в этом непрерывном усилии сформулировать несформулированное, уточнить пока еще расплывчатое, возможно, кроется динамика, характерная для математического труда (а также, возможно, для любого творческого интеллектуального труда)»[12].

Математическое письмо – это работа по транскрипции живой (а потому смутной, нестабильной и невербальной) интуиции в текст, точный и стабильный (а потому мертвый, как ископаемое).

А точнее, это была бы просто работа по транскрипции, если бы интуиция сразу была точной и правильной. Но интуиция никогда не бывает сразу точной и правильной. Сначала она расплывчата и ошибочна – впрочем, она всегда отчасти такой и остается. По мере записывания интуиция становится все менее расплывчатой и все менее ошибочной. Это медленный и постепенный процесс.

Математическое творчество – это постоянное чередование усилия воображения (умения увидеть предметы) и усилия вербализации (умения облечь увиденное в слова).

Этот процесс меняет и нашу интуицию, и наш язык. Мы учимся видеть одновременно с тем, как учимся говорить. Мы учимся видеть новые вещи и придумываем язык, который позволяет их назвать, – тот новый язык, который для Гротендика «теперь должен возникнуть из кажущегося небытия неосязаемого тумана»[13].

Результат этой работы воплощается двумя разными путями. Первое воплощение невидимо – это изменение понимания мира и состояния сознания у человека, выполнившего работу. Второе воплощение – это математический текст.

Гротендик знает, что это второе воплощение, со стороны языка – единственный видимый результат, которым можно поделиться. Но не это мотивирует его действия. По его мнению, «отнюдь не в этом аспекте находится душа понимания математических вещей»[14].

Процесс записывания позволяет Гротендику развить собственную интуицию. Как только ему все становится ясно, он смотрит на собственные статьи отстраненно, словно это инструкции к тостерам.

В следующей главе мы увидим, как столь своеобразное функционирование математического языка делает его чудотворным инструментом для прояснения мыслей.

А эту главу закончим возвращением к загадке, с которой мы начали, – к небрежному тону письма, которое 28-летний Гротендик пишет Серру 13 ноября 1956 года, чтобы сообщить, что закончил свое «треклятое сочинение».

В июне 1955 года, 17 месяцами ранее, Гротендик писал Серру, чтобы поделиться первыми заметками. В то время его тон был полон энтузиазма, так как Гротендик находился на начальной стадии открытия. Он проводил пробы лотом, совершал неимоверные ошибки и быстро двигался вперед. В этот период он еще называл отдельные пассажи своих заметок «неснесенными яйцами», из которых, возможно, «вылупится чушь».

В течение следующего года Гротендик их высиживал. Он смотрел, как лопается скорлупа, и вскармливал странное создание, которое оттуда вышло. По мере того, как рукопись росла и обретала структуру, Серр и Гротендик говорили о ней все более небрежно, вплоть до того, что прозвали ее «диплодоком».

Великие идеи заняли свое место. Удовольствие открытия, то есть удовольствие от пришедшего наконец понимания, уже начало блекнуть. Сюрпризы происходят редко. Остался лишь вопрос отделки, технических деталей, приведения в соответствие с почти бюрократическими требованиями официального языка математики.

В последние месяцы редактуры работа стала каторгой. Гротендик беспокоился: кто вообще захочет публиковать его треклятого диплодока? Он выбрал японский журнал Tohoku Mathematical Journal, потому что «вроде бы статьи-реки их не пугают».

В письме от 13 ноября 1956 года Гротендик даже извиняется. Он создал чудовище, но выбора у него не было: «Это единственный способ, которым я, продолжая настаивать, могу понять, как все работает».

В семействе книг, которые никто никогда по-настоящему не читает, помимо книг по математике и инструкций к тостерам есть еще один вид, о котором не стоит забывать, – словари.

В детстве словари меня завораживали. Они обещали определить каждое слово с помощью других. Но возможно ли сдержать это обещание? Могут ли словари действительно послужить нам дверью в мир познания языка? Если хочешь научиться словам с нуля, с какой страницы начинать?

Если вы не знаете, что такое банан, словарь расскажет вам, что это «съедобный плод бананового дерева, продолговатой формы, вначале зеленый, затем желтый с черными точками при созревании, с мучнистой мякотью». Так, а что такое банановое дерево? Это «однодольное древовидное травянистое растение семейства банановых, плодом которого является банан».

Не то чтобы это было неверно, но особого интереса не вызывает. Определение странно извилисто и сложно, а главное, оно закольцовано: банан – это плод бананового дерева, которое плодоносит бананами. В таком случае лучше уж избавить себя от технической тарабарщины и прямо заявить, что банан – это банан, если в этом основной посыл.

Витиеватыми фразами не получится объяснить суть банана тому, кто не знает, что это такое. Чтобы по-настоящему отразить то, что мы думаем о бананах, самым простым и честным определением по-прежнему остается то, которое мы сообщаем детям: «Попробуй сам, это вкусно!»

Словарь полон закольцованных определений.

Что такое тепло? «Свойство чего-то теплого, ощущение, создаваемое горячим предметом». Что такое горячий? «С температурой выше нормы, повышенной температуры». Что такое температура? «Показатель, насколько тело или среда горячи или холодны».

Что такое истина? «Свойство того, что истинно». Истинный? «Соответствующий истине».

С логической точки зрения словари – те еще финансовые пирамиды. Если бы мы реально рассчитывали на них, желая узнать, что такое банан, тепло или истина, мошенничество давно бы раскрылось.

Но мы поступаем не так. Наш подход не определяется логикой. Мы не учим слова по их определениям. Мы усваиваем язык через постепенное погружение, через последовательность разъяснений. Наш мозг обладает способностью видеть вещи до того, как мы сумеем их назвать, узнавать слова до того, как мы поймем их смысл, и постепенно соотносить слова с тем, что мы видим.

Мы начинаем с нуля – в буквальном смысле. Мы начинаем не со словарей. Мы начинаем с жизни, то есть с общего опыта, который объединяет нас с остальными.

Математические определения похожи на определения в словарях, только с одним нюансом – они действительно определяют.

В отличие от словарей, математические тексты не довольствуются установлением связей между уже существующими словами. Они не ограничиваются вещами, на которые можно указать пальцем и которые присутствуют в общем опыте.

Математическое определение – это не комментарий и не объяснение. Это точная инструкция по сборке нового мысленного образа и акт рождения нового слова, которым решено его назвать. (На практике существующее слово часто используется заново, получая новый смысл, который может не иметь прямого отношения к смыслу этого слова в повседневном языке.)

В этом плане математические определения обладают силой творения: они воплощают вещи в жизнь. Может показаться смешным, что мы говорим об этом так помпезно, но именно в этом и состоит задача: когда видишь вещи, которых другие не видят, передача знания о них подразумевает, что нужно сделать так, чтобы эти вещи стали существовать в голове других.

Подход очень прост: объяснить другим, как начать с вещей, которые они уже способны видеть, чтобы мысленно построить новые вещи и постепенно научиться видеть и их тоже.

Теоретически все должны быть способны читать математические тексты. В отличие от словарей, они не содержат закольцованных определений. Не требуется никаких предварительных знаний, а при необходимости читателя отсылают к предыдущим данным, в которых он сможет найти определение слов, которых он еще не знает. Если инструкции ясны и все подробности в наличии, для понимания не должно быть никаких препятствий.

Однако на практике при написании математического текста с первых же строк возникает гигантская проблема: объяснить мысленный образ словами чудовищно сложно.

«Порой нужен огромный коэффициент расширения, чтобы перевести мой образ мыслей в то, что будет возможно сообщить кому-то другому», – замечает Тёрстон.

Результат зачастую неудобоварим. Когда Тёрстон говорит об «огромном коэффициенте расширения», это не значит, что текст будет в два или три раза длиннее, – это значит, что перевод в письменную форму того, что кажется нам очевидным, может быть в десять, сто или тысячу раз длиннее, чем изложение, которое мы сформулировали бы для себя мысленно. К тому же в стороне остается множество подробностей, которые мы никогда не осмелимся сформулировать.

Описанный Тёрстоном феномен ни в коей мере не прерогатива высокой науки. Он проявляется, как только мы пытаемся точно записать простейшие мысленные образы.

Лучше один раз увидеть, чем сто раз услышать – увы, это верно и для образов, существующих только у нас в голове.

Чтобы вы могли в полной мере осознать это положение, вот вам первое упражнение на одном из наших любимых примеров. Сколько вам нужно времени, чтобы представить свои действия при завязывании шнурков? Две секунды? Три? А теперь возьмите бумагу и карандаш и попытайтесь точно описать, в чем заключается движение, чтобы абсолютный новичок смог следовать вашим инструкциям и получить тот же результат. Самый сложный вариант упражнения – использовать только слова. Но и простой вариант, в котором разрешены рисунки, очень сложен.

Осознать степень этой сложности – значит понять нечто основополагающее и весьма утешительное: математический текст может выглядеть чудовищно сложным и все же выражать вполне простые мысли.

По сути, нет никакой причины бояться математических текстов. Чтение между строк, о котором говорит Тёрстон, не просто возможно – оно неизбежно намного проще, чем сам текст. Но прежде чем прийти к этому пониманию, такому простому, и прежде чем у вас появятся правильные мысленные образы, вам придется двигаться наощупь.

Если вы не сумели найти слова, чтобы объяснить, как вы завязываете шнурки, если у вас нет ни малейшего желания это делать или вы все бросили на полпути – в этом нет ничего удивительного.

Искусство писать о математике, то есть искусство передавать свои мысленные образы ясно и точно, чтобы и другие могли овладеть ими и воспроизвести их, – это воистину великое искусство.

Трудным его делает тот факт, что ваши мысленные образы далеко не так точны, как вы думаете. Что мешает узлу на ваших шнурках развязаться, если он завязан правильно? Если вы этого не знаете – значит, вы не знаете в полной мере, как завязан этот узел.

Как объясняет Гротендик, работа по записыванию математики – на самом деле двойная работа по прояснению мыслей и оттачиванию языка. Это тонкое упражнение по психомоторной координации, и нужны годы тренировок, чтобы им овладеть. Хорошая новость: за это может взяться любой и, при наличии необходимых инструментов, двигаться вперед на протяжении всей жизни.

Научиться писать о математике – значит научиться мыслить ясно. Было бы жалко себя этого лишать.

Со временем благодаря собственному опыту становится понятно и то, почему математические тексты написаны с таким странным формализмом, на этом языке, созданном для роботов: на самом деле выбора особо и нет.

Чтобы убедиться в этом, вернемся к еще одному нашему любимому примеру – понятию формы, которое вы открыли еще в раннем детстве. Давайте представим параллельный мир, где вы будете действительно первым человеком, открывшим концепцию формы. Как бы вы объяснили словами свою методику различения звездочек и квадратов и помещения правильных фигурок в правильные отверстия?

В этом воображаемом мире визуальная культура настолько бедна, что игра в формы называется игрой на терпение, поскольку единственный известный метод справиться с ней – часами пробовать наобум.

Здесь не существует никакого геометрического языка. Слов «круг», «квадрат» и «треугольник» еще не придумали. Слово «сердце» есть, но только для обозначения того, что стучит у нас в груди. Если вы используете его, чтобы обозначить одну из фигурок игры на терпение, вас не понимают. То же и со словом «звезда». Звезды светят на небе, но никто не видит связи с игрой на терпение. Вопрос даже не в том, сколько у звезд лучей: пять, шесть, семь или восемь – люди очень далеки от этого. И кстати, откуда вообще могла взяться мысль, что у звезд якобы есть лучи? Это о чем вообще?

В вашем понимании мира, на вашем внутреннем языке вы допускаете, что у звезд есть лучи, и вы узнаете пятилучевую звезду в одной из фигурок игры на терпение. Почему бы и нет? Только вот эта идея пока существует только у вас в голове.

Остальные жители этого мира не слепы. Биологически они способны видеть те же формы, что и вы, но еще не научились это делать. Их мозг получает ту же необработанную зрительную информацию, но не может ее структурировать.

«Смотри, эта фигурка в форме звездочки. А здесь отверстие тоже в форме звездочки. Если ты возьмешь эту фигурку и поместишь в это отверстие правильной стороной, она войдет сама, с первого раза».

Такие объяснения не помогут. Люди не увидят звезду у себя перед глазами. Неважно, что они живут в том же мире, что и вы, – у них иной опыт. Они будут глупо улыбаться, глядя, как вы справляетесь с игрой без угадывания. Для них вы будете волшебником.

В отсутствие геометрии жители этого параллельного мира научились компенсировать ее, развивая тактильные ощущения. Всем школьникам преподают теорию осязания. Они учатся проводить по поверхностям пальцем и распознавать текстуры. Они знают, что такое твердое, мягкое, гладкое, шероховатое, рифленое, волокнистое, бугорчатое, рыхлое, пористое.

Понимая соответствующие физические ощущения, они знают, что такое впадина и что такое вершина. Это немного, но это неплохая стартовая точка, нам хватит.

Сила математического отношения к миру в том, что можно позволить себе расширить язык новыми словами, которым дается точное значение. Опираясь на вещи, которые люди уже видят, можно построить новые, которых они еще не видят, но могут ими манипулировать через определения.

По мере манипуляции этими новыми словами появляется надежда, что в конце концов они на самом деле их поймут.

Чтобы можно было говорить о треугольниках, звездочках и квадратах, не опираясь на зрение, достаточно реконструировать эти понятия, опираясь на лексикон осязания. Нельзя просто указать пальцем и сказать «смотри, это звездочка». Такая неспособность опереться на общий опыт создаст серьезные трудности с формулировками и кончится неудобоваримым и сложным текстом. Но мы все же справимся.

Вот на что мог бы походить результат. Осторожно, следующие три страницы написаны стилем, очень похожим на стиль официальной математики. Следовательно, их откровенно тяжело читать.

Проводя пальцем по краю фигуры (или отверстия), мы обнаруживаем последовательность вершин и впадин. Дадим этой последовательности вершин и впадин название: пусть она называется сигнатурой фигуры (или отверстия). Например, у нас есть фигура (которую вы хотите назвать треугольником, только этого слова еще не существует) со следующей сигнатурой:

и есть отверстие (в которое эта фигура может поместиться) со следующей сигнатурой:

Как это всегда бывает с математическими определениями, слово «сигнатура» выбрано произвольно. Я мог бы выбрать другое слово, и это ничего бы не изменило, потому что смысл, который я ему даю, сводится к его определению, без прямой связи с его использованием в обычном языке. Но раз у меня есть выбор, лучше взять слово, которое упростит чтение, а значит, я возьму слово, чей повседневный смысл может помочь понять математический. «Сигнатура» кажется мне подходящим вариантом, потому что наводит на мысль, что сигнатура поможет идентифицировать каждую фигуру и каждое отверстие. Если это слово ничего вам не говорит, вы вольны заменить его каким-нибудь другим.

И все же определение, которое я дал, создает небольшую техническую проблему: у одного и того же объекта может быть несколько разных сигнатур в зависимости от точки, с которой началось движение вашего пальца. Значит, для большей точности стоило бы говорить об «одной из сигнатур», а не просто о «сигнатуре». Например, у нас есть фигура (которую вы хотите назвать звездочкой), одна из сигнатур которой выглядит так:

Но, начав вести пальцем с другого места, вы могли бы также обнаружить в качестве сигнатуры вот что:

Важна не сигнатура как таковая, а сигнатура с учетом смещения. Под выражением «с учетом смещения» имеется в виду следующее: элементарным смещением сигнатуры называется операция, заключающаяся в том, чтобы взять первое слово и поместить его в конец. Так, элементарное смещение, начинающееся с сигнатуры

приводит к сигнатуре

Мы говорим, что две сигнатуры эквивалентны с учетом смещения, если от одной к другой можно перейти через последовательность элементарных смещений. Например, следующие четыре сигнатуры эквивалентны с учетом смещения:

И действительно, они выводятся друг из друга посредством применения элементарных смещений. Если применить элементарное смещение к последней из этих четырех сигнатур, мы вернемся к первой.

Как и все математические определения, наше определение форм производит впечатление голословного и оторванного от жизни.

Не будем все же забывать о хорошем: мы только что совершили подвиг, рассказав о формах через лексику тактильного опыта без отсылок к зрительному. Иначе говоря, мы нашли средство выразить, что такое «иметь форму звезды» на языке, который был бы понятен незрячему.

Плохо то, что наше определение уныло. Оно совершенно не передает красоту и богатство зрительного опыта. По сравнению с тем, что для нас представляют собой формы, с их глубиной, с их универсальностью, со всем, что заставляет нас любить их и ощущать как очевидность, наше определение прискорбно скудно.

Было бы глупо думать, что мы закончили. Мы едва начали. Наше определение – лишь крошечная отправная точка среди бессчетного множества других возможных точек на пути к тому, чтобы добраться до сути того, что такое форма. Ничто не запрещает нам продолжать усилия. Ничто не запрещает изобретать все более гибкий язык, чтобы все более тонко улавливать, что же точно значит, в случае звезды, быть более или менее заостренной, более или менее вытянутой, более или менее изогнутой и так далее.

Но расширение лексикона, повышение точности и добавление подробностей не решат нашу проблему.

Наша проблема гораздо серьезнее. Видеть – это не вопрос слов. Видеть – это чувственный, инстинктивный опыт, который мы переживаем без рефлексии.

Сказать, что форма – это класс эквивалентности сигнатур с учетом смещения, сказать, что звезда – это форма, одна из сигнатур которой создается повтором схемы «вершина, впадина» n раз, будет, возможно, весьма хитроумно, но никогда не удовлетворит нас полностью. Мы же не роботы. Мы вовсе не хотим познавать мир через язык, которым пишут административные бланки. Мы хотим «видеть» не раздумывая.

Когда вы разбираете текст, написанный на официальном языке математики, вы находитесь в положении слепого, который разбирает наше формальное определение звезд, будучи не в состоянии видеть звезды. Разумеется, это какая-то тарабарщина – во всяком случае в начале, пока вам не удастся придать определениям интуитивный смысл, пока вы не поймете, что они «означают».

Задача понимания математики именно в этом: найти способ сформировать внутри себя новые мысленные образы на базе формальных определений, чтобы сделать эти определения интуитивно понятными, «почувствовать», о чем они говорят.

Понять математический текст, определяющий звезду как форму, одна из сигнатур которой создается повтором схемы «вершина, впадина» n раз, – значит суметь забыть это сложное определение и непосредственно ощутить, что такое звезда, по команде, по простому упоминанию слова «звезда».

Истинное удовольствие от математики – это удовольствие, которое вы испытываете в тот день, когда вдруг осознаете, что способны увидеть звезды у себя в голове, хотя никогда раньше их не видели.

Тайные приемы математиков направлены на то, чтобы упростить и ускорить это интуитивное понимание. Это техники, которые позволяют научиться видеть с опорой на средства языка. Далее в этой книге мы приведем их примеры.

Я знаю, что это кажется слишком прекрасным, чтобы быть правдой. Вам трудно поверить, что вы способны на подобный подвиг. И все же так и есть. У вас есть способность опереться на абстрактное определение и интуитивно почувствовать, что́ оно означает. Вам уже это удалось.

То число, которое вы можете по команде вызвать у себя в голове, взяв миллиард и отняв от него единицу, – никто и никогда не описывал его вам никак иначе, чем в виде сложного нагромождения абстрактных математических понятий.

Его десятичная запись 999 999 999, та самая, которая создает у вас впечатление, что это число физически присутствует на странице, прямо перед вами, всегда была лишь обобщением длинного формального определения. Такая запись характеризует это число как результат последовательности операций сложения и умножения, от которой у вас вскипит мозг, если вы попытаетесь ее представить:

Когда я учился в школе, мне часто повторяли, что я неправильно держу ручку и потому пишу как курица лапой.

Я решил изучать математику, так как считал, что меня научат правильно «держать ее в голове». Я ее держал по-своему, получалось неплохо, но я совершенно не был уверен, что мой способ правильный.

Больше всего меня изумляло, как во время учебы, так и во время научной деятельности, что я не получил никакого формального руководства по этому поводу, словно тема была несерьезной или не заслуживала того, чтобы тратить на нее время.

Возможно, я был наивен, но мне казалось, что главная проблема математики заключается не в том, чтобы выяснить, верна ли та или иная теорема, а чтобы понять, что делает эти теоремы такими простыми для некоторых и такими сложными для всех остальных. И потому, окончив школу и поступив на первый курс, я ожидал, что правильный способ мысленно манипулировать математическими понятиями станет темой первого же занятия. Разумеется, для начала мне объяснят, как надо делать!

Но первое занятие было посвящено совершенно другой теме. Официальная математика считает точкой отсчета не невидимые действия, выполняемые в мыслях, а формальную логику и теорию множеств. Объяснение, которого я ждал, не появилось и на следующем занятии, и на последующем тоже. В конце концов я перестал ждать.

И все же этот вопрос всплыл снова через несколько недель, когда мы подошли к теме векторных пространств любой размерности. И тогда он начал серьезно меня волновать.

Векторное пространство размерности 1 – это прямая. Векторное пространство размерности 2 – плоскость. Векторное пространство размерности 3 – трехмерное пространство, в котором мы живем. Или скорее пространство, в котором мы склонны считать, что живем, хотя Эйнштейн и объяснил нам, в чем это неверно.

Нет никаких причин останавливаться на числе 3. Используя логический формализм, можно двигаться дальше. Можно определить, что такое пространство размерности 4, размерности 5, размерности 6 и так далее. Если есть такое желание, можно заниматься геометрией в размерности 24, в размерности 196 883 и вообще в размерности n, где n – любое целое число.

Эти пространства не какие-то лабораторные диковинки. Это основополагающие понятия, необходимые для понимания окружающего нас мира, и вот уже сто лет они занимают в науке и технологии настолько важное место, что часто входят в базовый лексикон на тех же правах, что и целые числа.

Если вы никогда не учились мыслить в заданной размерности, вы прошли мимо одной из величайших радостей существования. Все равно что никогда не видеть моря или не есть шоколада.

Когда занимаешься геометрией в размерности 2 или 3, есть простейший способ показать, о чем идет речь: нарисовать.

Например, в пространстве размерности 3 можно собрать вместе 20 равносторонних треугольников, чтобы создать двадцатигранник примерно такого вида:

Этот примечательный объект, известный с античных времен, называется правильным икосаэдром. Когда вы смотрите на рисунок, вам кажется, что вы видите висящий в пространстве икосаэдр. Но на самом деле у вас перед глазами не это. Вы смотрите на страницу размерности 2, на которой находится изображение икосаэдра. А точнее, это изображение представляет собой то, что называют проекцией: тень (в размерности 2) от воображаемого икосаэдра (в размерности 3).

Вашему мозгу запросто удается реконструировать объекты в размерности 3 из их проекций в размерности 2.

Пересматривая свои отпускные фотографии, вы словно видите в реальности сцены, разворачивающиеся в размерности 3. Это не требует от вас никакого особого усилия. Это не утомляет вас и не создает никаких метафизических проблем. Вы никогда не говорите себе, что эти сцены происходят в размерности 2 и что все, что вы словно бы видите в размерности 3, – абстракция, мысленная реконструкция, представляющая собой исключительно плод вашего воображения. У вас не возникает впечатления, что все, что вы словно бы видите на фото, – галлюцинация.

Ваш мозг может видеть даже то, что не показано на изображении. Глядя на проекцию икосаэдра, вы можете не только его увидеть, но и мысленно повернуть, хотя это и требует некоторой концентрации. Сам рисунок остается полностью неподвижным. Это не мешает вам прекрасно понимать, что я имею в виду, говоря «повернуть икосаэдр».

Например, если вы повернете икосаэдр на одну пятую часть оборота вокруг вертикальной оси, вы получите исходный икосаэдр. Эта инвариантность относительно вращения – хорошо известное свойство икосаэдра.

Если бы я просто определил правильный икосаэдр как абстрактное объединение 20 равносторонних треугольников, не дав вам способа представить его зрительно, вам было бы намного сложнее понять, что такое инвариантность относительно вращения. С рисунком это намного проще.

Преобразование математических определений в мысленные образы помогает понимать их. Зрительная интуиция делает очевидными математические свойства, которые совершенно не были бы очевидными без мысленного образа. Когда вам не удается вообразить математические объекты, у вас создается впечатление, что вы не вполне их понимаете. И оно оправданно.

Когда мы впервые слышим о геометрии в размерности 4, мы задаемся вопросом, что же представляет собой это самое четвертое измерение. Это время? Или что-то еще?

Правильный ответ: четвертое измерение – это ровно то, что мы хотим, чтобы оно собой представляло.

Когда мы занимаемся геометрией в размерности 2, то есть на плоскости, точка определяется двумя координатами, которые обычно называются абсциссой и ординатой, или x и y, и обозначают ровно то, что мы хотим, чтобы они обозначали:

когда мы смотрим на географическую карту, x обычно обозначает долготу, а y – широту;

когда мы чертим фасад здания, x обычно обозначает ширину, а y – длину;

когда мы описываем развитие популяции кроликов, x обычно обозначает время, а y – количество кроликов.

Точно так же в пространстве размерности 10 точка определяется 10 координатами, которые обычно называют x1, …, x10. Если мы хотим, чтобы эти координаты что-то обозначали, они могут обозначать ровно то, что мы пожелаем.

Если вы хотите описать географическую прогрессию нашествия кроликов, вам необходимо мыслить в размерности 4, потому что вам нужны 4 координаты: долгота, широта, время и плотность популяции кроликов.

Будет совершенно верно сказать, что геометрия в размерности 4 – абстракция. Но это простая и естественная абстракция. Ваш мозг может принять идею размерности 4 и даже счесть ее конкретной, точно так же как принимает и считает конкретным все то, что в реальности совершенно таковым не является. Географическая прогрессия нашествия кроликов – это абстрактное понятие. Вы считаете его конкретным, потому что по сути ваш мозг уже готов согласиться, что размерность 4 действительно существует и конкретна.

Вопреки стереотипу, вовсе не абстрактность делает математику трудной для понимания. Абстракция – наш универсальный способ мыслить. Слова, которыми мы пользуемся, – это все абстракции. Говорить, составлять предложения – значит манипулировать абстракциями и объединять их. Геометрия в размерности 4 ничуть не более абстрактна, чем геометрия в размерности 2. Проблема геометрии в размерности 4 не имеет ничего общего с абстрактностью. Ее проблема в том, что ее сложно представить и сложно нарисовать.

Уроки геометрии в высокой размерности – это уроки геометрии для слепых.

Они похожи на теорию осязания из предыдущей главы: вместо того чтобы опираться на зрительную интуицию, они используют математический язык и формализм, чтобы определить геометрический лексикон, чей смысл всегда очень точен, но зрительная интерпретация не возникает сама собой. Все можно описать формулами с опорой на координаты. Например, существует формула, определяющая расстояние между двумя точками на основании их координат.

Сначала нашему мозгу непривычно работать с новым лексиконом. Он не умеет интуитивно присваивать словам визуальное значение. Поэтому геометрию в размерности 4 нельзя преподавать так же, как геометрию в размерности 2, где фигуры и зрительная интуиция играют центральную роль.

Например, в размерности 4 существует аналог икосаэдра. Это многогранник с 600 гранями, очень правильный и еще более красивый, чем икосаэдр. А скорее следовало бы сказать, что этот объект представляет собой «гипермногогранник», у которого 600 «гиперграней». Эти гиперграни – объекты размерности 3, которые оказываются правильными тетраэдрами, то есть правильными пирамидами с треугольным основанием. Таким образом, у каждой гиперграни есть 4 грани, являющиеся правильными треугольниками, а к каждой из этих граней примыкает другая гипергрань. Всего у нас 600 гиперграней, 1200 граней, 720 ребер (сторон треугольников) и 120 вершин.

Трудно представить?

Если вам это поможет, вот рисунок:

Речь идет о тени в размерности 2 от объекта размерности 4 (или скорее об одной из его теней, так как тень предмета зависит от его расположения и направления света).

Вам, конечно, хотелось бы взглянуть на рисунок и без усилий увидеть перед собой «гиперикосаэдр», повисший в четырехмерном пространстве.

Я бы тоже очень хотел увидеть его перед собой. Я хотел бы почувствовать его многомерную плотность, охватить его одним взглядом и понять его форму во всей глобальности. Увы, этого не происходит.

Мой мозг не способен мгновенно и без усилия выстроить мысленный образ объекта размерности 4 на основании его тени в размерности 2. Я научился воспринимать физическое присутствие гиперикосаэдра, но другим способом, без использования рисунка.

Изучая математику, я быстро осознал, что я такой же, как все. Я не умел видеть геометрические объекты в высокой размерности так же, как в размерности 2 или 3.

Но я осознал и еще одно явление, более незаметное и неожиданное.

В нем не было ничего блистательного. Оно разворачивалось на заднем плане, в фоновом шуме и запросто могло бы пройти незамеченным. Возможно, оно вообще было всегда, просто я не обращал внимания.

Как бы то ни было, лишь в этот конкретный момент жизни, в год моего 18-летия, в первые месяцы обучения математике, когда мы подошли к геометрии в высокой размерности, я в полной мере осознал: некоторые абстрактные понятия, которые мне преподавали, вызывали во мне очень смутные впечатления более-менее визуальной природы.

Эти впечатления были не слишком сильными, а их значение не вполне ясным. Речь шла о смутных и мимолетных мысленных образах. Иногда они появлялись, иногда нет. Я не знал, как это понимать. Эти образы были нестабильными, размытыми, они быстро исчезали. Они были наивными. Хуже того, они были неверными.

Мой мозг словно бы пытался увидеть геометрию в высокой размерности, громоздя друг на друга мысленные образы в размерностях 2 и 3. Результат попадал до смешного мимо цели. Образы были не просто слегка неверными, как слегка неверна нарисованная окружность, потому что получается не идеально круглой. Мои мысленные образы были чудовищно неверными.

Я учился в подготовительном классе лицея Людовика Великого. Мне преподавали серьезную, официальную математику во всей пышности аксиом, определений, предположений, теорем, доказательств, символов и формул. Все это мне преподавали в логическом и структурированном виде. Меня учили оформлять математику строго и точно.

И все это время, не осмеливаясь никому рассказать, я продолжал цепляться за свою наивную интуицию. Это совершенно не работало и приводило к очень странному результату.

Рисунки в моей голове напоминали мои же каракули в детском саду, когда я рисовал человечков с руками и ногами прямо из головы, не осознавая, что забыл какую-то часть тела. Точнее, так: я осознавал, что забыл часть тела, и она определенно важна, но осознавал я это смутно и невнятно и не мог назвать, чего же не хватает. Я знал, что тут что-то не так, но не мог сказать что.

Помню, однажды я позвал воспитательницу и сказал, что на моем рисунке чего-то не хватает. Она ответила, что все в порядке и рисунок очень милый. У меня возникло впечатление, что ей на меня наплевать.

Мне совершенно не хотелось повторять этот опыт и поднимать руку, чтобы сказать, что у меня проблема, потому что образы в моей голове получаются неправильными. Мне совершенно не хотелось выставлять себя на всеобщее посмешище. Рефлекторно я старался воспринимать эти мысленные образы как мысли-паразиты, от которых нужно было избавиться.

Если бы секрет успеха в подготовительном классе лицея Людовика Великого заключался в том, чтобы мыслить как четырехлетка и малевать в голове каракули, все бы об этом знали.

Настала пора подрасти. Я должен был научиться мыслить логически и структурированно, серьезными и сложными словами, а не представлять себе разные вещи в упрощенном и образном виде. Надо было повзрослеть.

В то время я еще верил, что логика нужна, чтобы думать. У меня не получалось думать логически, но я считал, что проблема во мне. Я полагал, что сумею решить эту проблему, изучая математику, и что первый этап заключается в том, чтобы избавиться от этих наивных и неверных мысленных образов.

Но среди всех этих неверных образов, среди всех посторонних мыслей, от которых я стремился избавиться, я с удивлением обнаружил образ, не настолько ложный, как все остальные.

При изучении векторных пространств также изучаются понятия размерности, линейного отображения, уровня, ядра… Обычно векторные пространства отмечаются буквами, а линейные отображения – стрелками, соединяющими эти буквы. Но когда я решал представить себе векторные пространства как емкости побольше или поменьше (в зависимости от их размерности), а линейные отображения – как трубы потоньше или потолще (в зависимости от уровня), все упражнения на эти понятия становились очевидными.

Это было не таким уж большим достижением. Оставалось еще множество тем и множество упражнений, которые мне не давались. Но упражнения по этой теме я не просто умел решать – они стали настолько же очевидными, как то, что 1 000 000 000 – 1 = 999 999 999. Настолько очевидными, что казалось нелепым, что их вообще задают, и еще более нелепым – что есть люди, которые не умеют их решать.

Образ труб упрощал мне жизнь, но откуда он взялся? Предполагается, что я и должен был так действовать? А что происходит в голове у других? Как они себе представляют математические понятия?

Я помню, как растерянно смотрел на одноклассников, вглядываясь в их лица в попытке найти признаки того, что происходило у них в голове.

И я в замешательстве осознал, что не имею об этом ни малейшего представления.

Никто не объяснил нам, что должно происходить у нас в голове, и это стало огромной проблемой.

Я понимал, что есть два принципиально разных способа воспринимать образование, которое мы получали, и эти два подхода несовместимы друг с другом.

Первый подход заключается в том, чтобы считать математику видом знания. Математические утверждения – это информация, которую надо знать и уметь воспроизводить. Нужно учить определения, учить теоремы, учить доказательства.

Второй заключается в том, чтобы отказаться учить. Он подходит к математике как к чувственному опыту. Единственная задача математических утверждений – вызывать к жизни мысленные образы, и только эти мысленные образы позволяют понимать. Как только у нас получаются правильные мысленные образы, все остальное становится очевидным.

Эти два подхода несовместимы, потому что подразумевают совершенно разные мысленные действия. Выучить наизусть, согласиться поверить тому, чего не понимаешь, – все это есть только в первом подходе. Во втором мы смотрим на то, чего не понимаем, с подозрением и недоверием: «Даже так? Вот так оно и есть? Невероятно! Но как это возможно? Как мне удается это увидеть?»

До этого момента я инстинктивно следовал второму подходу. В основном получалось. Когда в начальной школе мне объяснили, что такое круг, я тут же сумел увидеть у себя в голове круги. Так я стал отличником по математике. По сути, школа помогла мне лишь облечь в слова вещи, которые мне и так было легко видеть более-менее четко.

Но я приближался к концу этого пути. Теперь школа рассказывала мне о серьезных и глубоких вещах, в которых я ничего не понимал, и моя интуиция была бессильна их вообразить. Я достиг предела своих мыслительных способностей. Тот образ труб потоньше или потолще, возможно, был последним внятным всплеском интуиции. И то мне еще повезло. Ведь честно, на что я мог надеяться с настолько наивными образами?

А без возможности рассчитывать на интуицию я был загнан в угол. У меня не осталось выбора. Настал момент начинать учить.

Но я вполне осознавал, что это влекло за собой. Воспринимать математику как знание означало отказаться от ощущения ее жизни во мне. Отказаться от любви к ней. Отказаться от удовольствия ее понимать.

Если честно, это был не первый случай, когда математика стала для меня реальной проблемой.

Такое со мной уже случалось в начале средней школы, когда понадобилось использовать буквы для обозначения чисел. «Пусть n – целое число». Но если n – целое число, почему бы не сказать какое? Зачем нагонять туману? У меня возникло впечатление, что я промахнулся мимо цели, ничего не понимаю и вообще недостаточно умен.

Тогда это, к счастью, продлилось недолго. Без особых усилий, просто со временем, я в конце концов смирился с тем, что можно мыслить при помощи букв, то есть оперировать числами, не зная, о каких числах речь. И что в этом весь фокус. Мыслить при помощи букв – это способ оперировать сразу всеми числами. Совершать бесконечное количество умозаключений с помощью конечного количества слов.

Только теперь у меня уже не было времени. Каждую неделю появлялся десяток новых понятий, которые нужно было осмыслить, а у меня не было ни малейшего представления, как уложить их в голове.

Именно в этом контексте, за несколько недель до моего 18-летия, я принял самое фундаментальное решение во всей моей научной карьере и, пожалуй, во всей жизни: вместо того чтобы отгонять глупые идеи и посторонние мысли, я решил принять их и прислушиваться к ним.

Конечно, не было и речи о том, чтобы верить им на слово. Я прекрасно знал, что они неверны. Более того, это было очевидно. Но раз это было настолько очевидно, мог ли я точно сказать, в чем они неверны?

Сегодня, когда я пытаюсь описать эту интеллектуальную методику, я формулирую ее так: я стал прислушиваться к диссонансу между своей интуицией и логикой. В главе 11 я объясню, что конкретно это значит, на примере, который вполне может быть вам понятен.

Теперь, оглядываясь назад, я поражаюсь тому, что мне пришлось принимать это решение в одиночестве, конструируя что-то у себя в уголке, и некому было мне сказать, что так и нужно делать.

Помню, как попытался поговорить об этом с другом – его звали Ксавье, мы вместе изучали математику. Но проблема в том, что мои заботы были настолько оторваны от официальной математики и нашего образования, что я оказался не в состоянии ясно выразиться. У меня не нашлось правильных слов, чтобы рассказать об этих задачах. Понадобились десятки лет, чтобы научиться их излагать.

У меня не было никаких оснований считать, что этот метод сработает – впрочем, не то чтобы я действительно этого ждал. Это был просто дурацкий эксперимент, который, как я полагал, мне очень скоро придется бросить. Я действовал из любопытства, просто чтобы увидеть, обнаружить, в какой именно тупик я упрусь. Мне казалось немыслимым, чтобы это был правильный метод и при этом никто нам об этом не сказал.

И все же я очень быстро убедился, что это работает. Чем больше я размышлял над своими глупыми идеями, тем менее глупыми они становились. Чем больше я сосредотачивался на посторонних мыслях, тем четче они делались. Чем больше я прислушивался к диссонансу между моей интуицией и логикой, тем лучше я был способен записать его словами. Моя интуиция никогда не была совершенной, но постоянно развивалась – без всякого усилия с моей стороны.

За несколько недель мой способ учиться преобразился. Я стал использовать занятия как материал для проверки моей интуиции. Я пытался предсказать, что скажет преподаватель. Большую часть времени у меня не получалось, но так я мог выяснить, где моя интуиция уже работает верно. То, что я понимал, я понимал настолько хорошо, что мог на это опереться и сосредоточиться на других вопросах.

То, что не понимал, я прокручивал в голове, пока не пойму, почему не понимаю. В конце концов именно это позволяло мне понять.

Пока в школах математика не будет преподаваться с точки зрения нашей человеческой действительности, у нас будут только самоучки.

Недостаточно заявить, что математика – вопрос интуиции. Еще нужно объяснить, что эта интуиция нам подвластна, и объяснить методы, позволяющие ее развить. Ничто так не пугает, как миф о какой-то математической интуиции, которая якобы имеет особую природу и дарована лишь избранным.

Математическая интуиция – это та же самая интуиция, которой мы пользуемся изо дня в день, но развитая и укрепленная столкновением с языком и логикой. Это то, чем становится наша интуиция, когда мы прекращаем считать, что это дар небес, и обзаводимся способами систематически развивать ее. Мне часто казалось, что математическая работа сродни садоводческой. Пропалываешь, сажаешь, обрезаешь, поливаешь. Кажется, что ничего не растет, но в конце концов констатируешь – что-то все же выросло.

Трудно поверить, что можно оттолкнуться от нашего обычного восприятия пространства и развить его до степени, когда инстинктивно умеешь мыслить в любой размерности. И все же это так.

За нашими ложными верованиями в математический интеллект, за суевериями и запретами прячется глубинное непонимание мощи нашей умственной пластичности и законов, которые правят ею. Это тема следующей главы.

Нежелание математического образования затрагивать эту область личностного развития остается для меня загадкой. Как будто преподаватели не чувствуют себя вправе об этом говорить. Мало кто осмеливается описать свою интуицию простыми словами и признаться в неимоверной наивности своих мысленных образов.

И все же некоторые математики из числа величайших признаются в этом с обескураживающим спокойствием. Ярким примером может служить Пьер Делинь.

Пьер Делинь – необыкновенный математик, самый известный из учеников Гротендика, вплоть до того, что последний однажды сказал о Делине: «Он сильнее меня». В 1978 году он получил Филдсовскую премию (за доказательство знаменитых гипотез Вейля), а в 2013 году – Абелевскую.

В одном интервью 2013 года по случаю вручения Абелевской премии Делиня спросили о его необыкновенной интуиции и способности выработать глубинное понимание абстрактных структур в высокой размерности. Вот что, в частности, он ответил:

«Важно уметь угадать, что верно, а что нет».

«Я не помню доказанные математические утверждения. Я, скорее, стараюсь собрать в уме коллекцию образов. Не один образ. Они все неверны, но по-разному, и я знаю, в чем именно они неверны».

«Образы очень просты. Я могу нарисовать у себя в голове что-нибудь вроде круга в плоскости и прямую, которая движется и смахивает его».

«Это всегда очень простые образы, но собранные воедино».

Математическая интуиция настолько банальна, проста и глупа, что нужно много уверенности в себе, чтобы осмелиться не выбрасывать ее на свалку. Когда ты уже не ребенок, хочется лишь одного – заставить ее замолчать. Именно это чуть не случилось со мной, когда я решил, что должен избавиться от глупых идей и посторонних мыслей.

Тот тихий робкий голос, который говорит вам, что вы не понимаете, и есть ваша математическая интуиция. Не путайте его с другим, грубым и шумным, который говорит вам, что вы ни на что не годны. Тихий голос пытается направлять вас. Его и надо слушать с самым пристальным вниманием. О нем и надо заботиться. Его и надо защищать до конца ваших дней.

Когда я размышляю о геометрических объектах в высокой размерности, я довольно четко воспринимаю их зрительно. Но я вижу их не так, как объекты физического мира. По-настоящему я вижу только некоторые их аспекты, фрагменты, интересующие меня детали. Остальное мне увидеть не удается. Но я смутно чувствую их присутствие всем телом.

Видеть в размерности 4 или 5 так же, как в размерности 3, считается невозможным.

И все же Билл Тёрстон это умел. Эта невероятная способность встречается исключительно редко. Она неизбежно вызывает восхищение, в том числе в математических кругах, где он стал легендой благодаря ей.

Естественно, это вызывает в нас робость. Возникает искушение воспринять это как доказательство, что великие математики – иные существа, чей мозг биологически превосходит наш. Но, зная историю жизни Тёрстона, понимаешь, что гипотеза о сверхъестественном даре не выдерживает критики. Это не история инопланетянина, с рождения наделенного сверхъестественной способностью видеть мир в пяти измерениях.

Все с точностью до наоборот. Это история маленького мальчика, родившегося с отклонением, которое в первые годы жизни помешало ему видеть мир в трех измерениях.

Билл Тёрстон в детстве[15]

Тёрстон страдал сильным врожденным косоглазием. Поля зрения его глаз не пересекались. Глядя на предмет, он мог видеть его только каждым глазом отдельно. Две картинки не могли слиться, что лишало его всякой возможности напрямую воспринимать глубину и рельеф.

К счастью, у него была великодушная и волевая мать, которая выхаживала сына с любовью, энергично помогая ему преодолеть проблему. Когда сыну было два года, она часами сидела с ним, показывала специальные книги с разными цветами и орнаментами, так начался долгий путь переучивания Тёрстона.

Именно там начинается любовь к геометрии, которую Тёрстон пронес через всю жизнь. Эта любовь к пространству, материалам, текстурам и формам лежит в основе всего его творчества и сквозит в чудесных рисунках, которые сопровождают его рукописи.

Поступая в начальную школу, Тёрстон принял решение трудиться каждый день, чтобы развить свои зрительные способности. Очень рано, сам того не зная, он стал необыкновенным математиком.

Думать, что он посвятил больше времени обучению видеть, чем другие дети, было бы глубоко ошибочно. Каждую секунду, когда у нас открыты глаза, когда мы передвигаемся по миру и видим, как он движется вокруг нас, мы развиваем зрительные способности. Научиться видеть – одно из главных занятий в первые годы нашей жизни (и не только в первые годы). Но для подавляющего большинства детей это неосознанный процесс. Он происходит постоянно, в фоновом режиме, без особого намерения и усилий по концентрации.

Тёрстону эта роскошь была недоступна. Он не мог просто предоставить природе делать свое дело. Для него в правильном видении мира не было ничего инстинктивного. Научиться видеть было осознанным проектом. Можно даже сказать, проектом длиною в жизнь.

У Фосбери не получалось прыгать так, как другие, и ему пришлось придумать собственный способ прыгать. У Тёрстона не получалось видеть так, как другие, и ему пришлось придумать собственный способ видеть. Метод Фосбери позволяет прыгать выше. Сознательная работа над тем, чтобы лучше видеть, как это делал Тёрстон, позволяет видеть намного дальше и намного тоньше, добраться до сути вещей.

Когда нам кажется, что мы напрямую видим мир в трех измерениях, мы лишь неосознанно совмещаем изображения в двух измерениях, поступающие от двух глаз. Этот способ воспринимать пространство несовершенен. Это не абсолютное восприятие, а локальное, связанное с точкой, откуда мы смотрим и где эффект перспективы искажает объекты. Хуже того, с точки, откуда мы смотрим, почти весь мир от нас скрыт.

Этот наивный доступ к третьему измерению для Тёрстона был закрыт. Он принялся работать, чтобы выстроить свой собственный, силой мысли. Если Тёрстон и получил какой-то дар, то это был дар терпения и решимости. А может быть, дар любви и веры в себя.

Математическая работа – это не череда озарений и откровений. Это прежде всего работа по переучиванию, основанная на повторении одних и тех же упражнений в воображении.

Продвижение идет медленно, потому что телу нужно время, чтобы перестроиться. Форсировать этот процесс не стоит, так можно причинить себе вред. Нужно просто соблюдать ритм занятий, сохранять хладнокровие, не сдаваться, даже когда кажется, что прогресса нет. Все равно что посещать логопеда или физиотерапевта – только ты один и занимаешься у себя в голове.

Тёрстон намеренно и осознанно развивал способность воображать мир. Постоянно тренируясь совмещать в голове изображения размерности 2, он в конце концов научился видеть в размерности 3.

Но зачем останавливаться на таком прекрасном пути? Он осознал, что, используя тот же метод, может двигаться дальше. Совмещая изображения размерности 3, он научился видеть в размерности 4. Совмещая изображения размерности 4, он научился видеть в размерности 5.

Даже в размерности 3 подход Тёрстона уже позволял ему видеть вещи, которые никто до него видеть не умел. Его теорема геометризации – гипотеза, сформулированная в 1982 году, – относится как раз к размерности 3. Гипотеза – это математическое высказывание, которое считается верным, но мы еще не знаем, как его доказать. Выдвинуть гипотезу – значит почувствовать, что нечто истинно, но не суметь объяснить почему. Это, по сути своей, интуитивное действие, требующее работы воображения.

Гипотеза Тёрстона – это феноменальный прорыв. Она охватывает знаменитую гипотезу Пуанкаре, которая была выдвинута в 1904 году и так долго оставалась недоказанной, что в 2000 году ее включили в список задач тысячелетия – семи математических загадок, считающихся самыми сложными и глубокими, за каждую из которых причитается премия в миллион долларов.

В 2002 году Гриша Перельман сумел доказать гипотезу Тёрстона. Таким образом он решил и гипотезу Пуанкаре. Мы еще вернемся к Перельману и миллиону долларов в главе 17.

Но что имел в виду Тёрстон, когда говорил, что видит в размерностях 4 и 5? Что именно он видел и как следует понимать глагол «видеть»?

Лучший способ ответить на эти вопросы – задать их себе. Что именно мы видим? Что мы имеем в виду, говоря «видеть»?

Используя глагол «видеть» применительно к себе, мы склонны переоценивать его значение. Когда мы глядим перед собой, у нас складывается впечатление прямой связи с миром, словно наши глаза – это волшебное окно, напрямую проделанное в сознании, как будто они дают непосредственный доступ к реальности. Если это и есть смысл, который мы хотим придать глаголу «видеть», нужно быть готовыми к тому, что в таком случае мы никогда не видим по-настоящему, мы лишь думаем, что видим.

То, что мы видим, никогда не является реальностью, это лишь интерпретация мира. Иначе говоря, это реконструкция, порожденная памятью и воображением, на основании необработанных зрительных сигналов, которые мы никогда не осознаём напрямую. В день нашего рождения мы еще не умели видеть не потому, что наши глаза еще не сформировались, просто мозг еще не научился наделять смыслом необработанную информацию, поступившую по зрительному нерву.

Ровно та же способность к реконструкции сейчас позволяет нам воображать несуществующие вещи и создавать впечатление, что мы их видим. Видеть и воображать, что видишь, – не такие уж разные вещи. Вы можете вообразить, что видите муравья размером с лошадь – вот прямо здесь, перед вами. Вы можете его увидеть, описать и даже рассказать о нем кучу всего. Только вот у остальных не будет никакой возможности непосредственно увидеть гигантского муравья, существующего у вас в голове.

Это как с цветом. Красный цвет вызывает у вас совершенно конкретное ощущение. Но что это за ощущение красного цвета у вас в голове? Как узнать, совпадает ли оно с моим? Кстати, возможно, этот вопрос вообще не имеет смысла.

Людям настолько трудно описать и передать собственные зрительные ощущения, что лишь осенью 1792 года хоть кто-то осознал, что мы не равны в биологическом восприятии цветов: около 8 % мужчин и 0,6 % женщин страдают дальтонизмом.

Как столь огромный и столь легко выявляемый факт мог оставаться незамеченным на протяжении десятков тысяч лет, с незапамятных времен, когда наши предки начали говорить о цветах?

Джон Дальтон, великий физик, которому мы обязаны современным представлением о том, что материя состоит из атомов, открыл это явление на собственном примере. Он рассказал о нем в 1794 году в научной статье с сенсационным заголовком, отразившим его собственное изумление: «Необычные случаи цветовосприятия» (Extraordinary Facts relating to the Vision of Colours).

Дальтон кажется изумленным почти до такой же степени, как если бы он первым открыл существование левшей и правшей. Но при чтении его рассказа становится понятно, отчего это недопонимание длилось тысячелетиями.

С точки зрения современной науки история довольно проста. Наше восприятие цветов объясняется наличием у нас в сетчатке специализированных клеток, которые называются колбочками. Нормальный человеческий глаз располагает тремя типами колбочек, чувствительными соответственно к синему, зеленому и красному свету. Да, мы видим широкий спектр оттенков цветов, но только через относительную пропорцию синего, зеленого и красного в их составе. (Вот простая причина, по которой на мониторах эти три базовых цвета сочетаются в каждом пикселе.) Но Дальтон был носителем генетической мутации. У него было только два типа колбочек. Не хватало колбочек, чувствительных к зеленому, что мешало воспринимать некоторые оттенки. Например, ему было очень сложно отличить голубой от розового. Только вот Дальтон вырос в мире, где никто не мог представить, что такое возможно. Худо-бедно он научился называть все те цвета, которые называли другие, составил о них собственное представление и убедил себя, что действительно их видит. Он видел мир в цвете, не подозревая, что ему чего-то не хватает.

История, рассказанная Дальтоном еще до изобретения слов, позволяющих это явление объяснить, похожа на комедию абсурда.

Дальтон начинает свой рассказ с признания: всю жизнь ему казалось, что названия цветов выбраны неверно. Когда кто-то использовал порой слово «красный» вместо слова «розовый», Дальтону это казалось нелепым. Розовый для него походил на голубой, но точно не на красный. Но он ни разу не осмелился никому это сказать.

В 1790 году Дальтон заинтересовался ботаникой. Ему было сложно различать оттенки цветов, но это не слишком его шокировало. Он просил других помочь. Когда он выяснял у них, розовый цветок или голубой, то им казалось, будто он издевается. Он это видел, но не понимал почему, и никогда не углублялся в этот вопрос. В глубине души он привык к странности всех разговоров об оттенках. Непонимание могло бы длиться вечно, если бы осенью 1792 года Дальтон не открыл герань с совершенно необыкновенными свойствами.

Предполагалось, что эта герань розовая. Но при свете солнца она казалась небесно-голубой. Пока ничего необычного: для Дальтона эти два цвета были очень близки. Но когда Дальтону пришла мысль взглянуть на герань при свете свечи, то растение стало красным, приобретя цвет, уже ничем не напоминавший розовый.

Дальтон был настолько ошеломлен, что позвал друзей полюбоваться на чудесную герань. Когда друзья сказали, что в его герани нет ничего интересного, Дальтон был весьма озадачен. Единственным человеком, который вроде бы понимал его, был родной брат. Так начались экспериментальные работы Дальтона по восприятию цветов, позволившие ему выявить дальтонизм и его наследственный характер.

У этой «необыкновенной» истории три морали.

Первая мораль такова: между исходным восприятием и тем, что мы думаем, что видим, лежит огромное поле для маневра. Дальтон считал названия цветов странными, но это не помешало ему принять их и истолковать по-своему. Он выстроил собственную цветовую шкалу, разумеется, непохожую на шкалу человека без дальтонизма, но вряд ли более бедную. Поразительнее всего оказалась его сверхчувствительность к оттенку, отделяющему розовый от красного. Он воспринимал этот оттенок ярче, чем человек с обычным зрением, подобно слепому, у которого развивается повышенная чувствительность к прикосновениям и звукам (мы вернемся к этому через несколько страниц).

Вторая мораль касается процесса научного открытия. Сила Дальтона не в огромном мастерстве рассуждения, а в способности почувствовать, что тут что-то идет не так, и не бросать дело, пока все не станет ясно. До того, как стать большим научным открытием, это было лишь причудливым впечатлением. На протяжении десятков тысяч лет миллиарды дальтоников испытывали то же странное ощущение, не в силах облечь его в слова.

И вот третья мораль. Мы можем долго сосуществовать с людьми, которые не видят того, что видим мы, но так этого и не осознать. Причина крайне проста: мы не можем заглянуть внутрь их головы и в буквальном смысле не видим того, что видят они.

Когда Дальтон полагает, что голубой похож на розовый, люди, не являющиеся дальтониками, не принимают его всерьез. Когда Тёрстон говорит, что видит в размерности 5, люди, не мыслящие как он, с трудом ему верят.

Если вы хотите убедиться, что дальтоники над вами не издеваются (или будучи дальтоником хотите убедиться, что остальные не разыгрывают вас), есть простое средство: тест Исихары, основанный на изображениях, составленных из кружочков разного цвета. В зависимости от того, воспринимаете ли вы цвета некоторых кружков как одинаковые или разные, вы увидите разные вещи. На одной из таблиц теста дальтоники ясно видят число 21, тогда как остальные ясно видят число 74.

Для воображения теста Исихары не существует. Нет способа напрямую проверить, что кто-то умеет визуализировать размерность 5.

Не знаю, что на самом деле видел Тёрстон, но, когда я изучаю его математические труды, у меня нет ни малейшего сомнения: он видел множество вещей, которые я видеть не умею. Его стиль письма создает впечатление, что он просто пытается поделиться этим с нами. Он очень хотел бы показать их нам, но знает, что это невозможно. И потому занимается математикой.

Вот как Тёрстон описывает суть дела в своем интервью The New York Times:

«Люди не понимают, как я могу визуализировать четыре или пять размерностей. Пятимерные формы визуализировать трудно, но это не мешает охватить их мыслью. Думать – это на самом деле то же самое, что и видеть».

Последняя фраза все же требует некоторого уточнения. В следующей главе мы обсудим, в чем различие между умением думать быстро и интуитивно или же медленно и взвешенно. Для математика «видеть» – значит соображать быстро и интуитивно, свободно вызывать в уме объект напрямую, не раздумывая, словно этот объект существует на самом деле, словно он здесь, прямо перед нами.

Легкость доступа и быстрота значат больше, чем собственно зрительная природа восприятия. Видеть – значит считать очевидным. Это верно этимологически (слово «очевидный» происходит от «видеть») и верно в повседневной жизни: когда вы смотрите на кусок льда, очевидно, что он холодный, вам кажется, что вы видите это, – хотя вы не можете напрямую увидеть его температуру.

Бен Андервуд родился в Калифорнии в 1992 году. Ему было всего два года, когда мать заметила странный блик у него в глазу. Это был рак сетчатки. В три года ему удалили оба глаза. Мы иногда используем слово «слабовидящий» в качестве вежливого эвфемизма. В случае с Беном Андервудом прятаться за эвфемизмами бесполезно. Он был слеп.

В семь лет Бен обнаружил, что обладает волшебной силой: щелкая языком, он может видеть мир вокруг себя.

Бен Андервуд[16]

Настоящей магии не существует. Бен Андервуд просто научился видеть с помощью эхолокации, как летучие мыши и дельфины. Щелчок языком – это локатор. От каждого предмета отражается характерное эхо, сообщающее о его расположении, размере, форме и материале.

Мы прекрасно знаем, что эхо может предоставить нам сведения о пространстве вокруг нас. Чтобы отличить ванную комнату от готического собора, достаточно прислушаться. И, может быть, вы уже переживали завораживающий опыт, когда, проснувшись утром и еще даже не открыв глаза, понимали, что ночью шел снег, потому что тишина за окном изменилась.

Во что нам гораздо сложнее поверить, так это в то, что действительно можно реконструировать достоверную и подробную картину окружающего мира, руководствуясь только слухом. Но именно это Бен Андервуд и сумел сделать.

Ни один человек не смог бы ни объяснить ему, как действовать, ни даже просто сказать, что это возможно, и тем не менее мальчик развил настоящую способность «видеть». Видеозаписи показывают, как он свободно перемещается, не пользуясь тростью и ничего не ощупывая. Он выполняет повседневные действия, поднимается и спускается по лестницам, входит в двери, он может назвать предметы, находящиеся перед ним, прежде чем взять их, ходить по улице, показывать пальцем на деревья и ветки, ездить на велосипеде и на роликах, пробираться между машинами, играть в баскетбол.

Бен Андервуд не первый слепой, развивший у себя способности к эхолокации. Это явление известно, оно было задокументировано уже около 300 лет назад. Но до него никто не сумел довести эту технику до такой степени совершенства.

Бен Андервуд раздвинул границы того, что считалось возможным для человека. Его способности принесли ему известность как в научном сообществе, так и среди широкой публики. Подростком он был приглашен на шоу Опры Уинфри, чтобы рассказать свою историю.

Чего он мог бы достичь, продолжая развивать свою технику и делиться ее тайнами? Этого мы никогда не узнаем. Бен Андервуд умер в 16 лет от рецидива рака, ранее лишившего его зрения.

Билл Тёрстон и Бен Андервуд, несомненно, были гениями. Но что такое гений? Определяется ли это интеллектом? Любопытством? Смелостью? Волей к жизни?

Я до глубины души восхищаюсь и тем и другим, но я решил рассказать вам их историю не только для того, чтобы восторгаться.

Настоящая тема моего рассказа – наши необоснованные убеждения в том, что касается работы мозга. Иллюзия о возможности непосредственного доступа к «реальному» миру независимо от представления о нем, сконструированного нашим мозгом. Не зная об огромном поле для маневра, которое находится в нашем распоряжении, мы устанавливаем нелепые пределы для нашего интеллекта. История Бена Андервуда настолько невероятна, что мы рефлекторно рвемся проверить в интернете, не городская ли это легенда. Вот пример фантастического опыта, которого мы лишили себя.

Нам не сказали, что наш мозг невероятно пластичен, а наша судьба в очень большой степени зависит от того, как мы решим ею распорядиться. И в этом великое упущение нашей культуры и воспитания. Провальное преподавание математики лишь побочная жертва этого упущения. Те, кому не посчастливилось случайно изобрести заново действия, направляющие эту пластичность на службу математике, обречены так ничего в ней и не понять.

Даже вне пределов математики абсолютная неосведомленность о базовых принципах пластичности мозга приводит к тому, что мы прикладываем огромные усилия впустую. Я не претендую на то, что знаю об этом все или что все понимаю, но вот что, на мой взгляд, необходимо запомнить.

Когда я был подростком, мой двоюродный брат Жером купил себе скейт. Сначала я был ошеломлен: «Зачем он купил скейт, если не умеет на нем кататься?» Едва встав на скейт, Жером упал. Со стороны человек, который учится кататься на скейте, выглядит как человек, который занимается тем, что все время с него падает. Но только в какой-то момент, словно по волшебству, вдруг оказалось, что Жером умеет кататься на скейте. Вот теперь это было уже не просто ошеломительно. Это стало несправедливым, возмутительным – как будто за неумение полагалась награда.

Пока мы не знаем о законах пластичности мозга, мы недооцениваем других и недооцениваем сами себя. Свойство пластичности мозга – превращать отвагу в умение.

Медленный невидимый процесс, результат которого кажется невозможным, – вот биологическая реальность наших механизмов обучения.

По неудачному стечению обстоятельств оказалось так, что это еще и идеальный способ разочарования. Нужно много хладнокровия и уверенности в себе, чтобы ввязаться в обескураживающий и медленный процесс с неясным исходом.

Вот почему мы так часто ограничиваемся изучением только того, что возможно изучить официально (и для чего существуют образовательные курсы и профессиональная подготовка), того, чему можно научиться, подражая другим, и того, что получается само.

Остальное, тайные и невидимые навыки, считаются результатом «даров» и «талантов», «сверхъестественных» возможностей. Нам никто не сказал, что можно научиться видеть в пяти измерениях, ориентироваться с помощью эхолокации или определять пол собак и кошек, просто взглянув на их морду, – и в результате мы даже не пытаемся.

Мы доходим до того, что отказываемся признать «волшебные» способности, которые развиваем в себе без собственного ведома, не стремясь к этому: выявлять неискренность в тембре голоса или улыбке, узнавать запах любимых людей или понимать, что они чувствуют, еще до того, как они это скажут. Неспособные к математике забывают даже о том, что видеоигры, которые они осваивают за несколько десятков часов, когнитивно в сто раз сложнее, чем программа старших классов по математике.

Заново наладить отношения со способностью к обучению из раннего детства – значит перестать верить в эти нелепые истории о дарах и талантах. Это значит вновь обрести способность посвятить десять или двадцать часов тому, что может оказаться невозможным, а может и не оказаться, и при этом не позволять чувству собственной никчемности отвлечь себя. Снова испытать вкус к наблюдению за миром – без предрассудков, испытывая удачу, просто чтобы видеть, играть, просто потому, что хочется.

Десять или двадцать часов выглядят сущим пустяком. Видеть с помощью эхолокации – соблазнительная мысль. Если достаточно двадцати часов, цена невысока. Но чтобы действительно посвятить этому двадцать часов, нужно по-настоящему этого хотеть.

Десять или двадцать часов полноценного исследования за пределами нашей зоны комфорта – этого достаточно, чтобы открыть в себе способности, о которых мы и не подозревали. Но сколько раз в жизни вы посвящали десять или двадцать часов чему-то действительно новому?

Мне было 25 лет, и до окончания работы над диссертацией оставался еще год, когда я начал воспринимать математическую работу как деятельность по перепрограммированию мозга, выдвинув гипотезу, что его пластичность не имеет границ.

Или скажем грубее: в 25 лет я решил заняться намеренным и систематическим взломом системы моих когнитивных способностей.

Основная технология не изменилась: обращать внимание на диссонанс между интуицией и логикой. Эта технология так и осталась моим инструментом исследования мира, как щелчок языком у Бена Андервуда.

Изменилась в то время моя система убеждений и основанная на ней психологическая позиция. Я перестал верить, что наш способ видеть мир и осмыслять его представляет собой фиксированную данность и что каждый из нас располагает предопределенным количеством интеллекта, которым и надо обходиться. Вместо этого я предпочел верить, что мы вольны без конца перестраивать способ видеть мир и мыслить и сами создавать собственный интеллект день за днем.

В главе 16 я расскажу о нескольких упражнениях по визуализации, одно экстремальнее другого, которые позволили мне продвинуться на этом пути.

Смена подхода принесла первый практический результат: я стал творческим математиком. Мне стали приходить в голову идеи, которые никому не приходили, я начал видеть вещи, которые никто не видел, доказывать теоремы, которые никто не доказывал, – сначала простые, а впоследствии и теоремы, которые до тех пор казались мне далеко превосходящими мои силы. Математический творческий потенциал имеет репутацию непостижимой тайны. Но у меня он возник совершенно естественно, стоило лишь обрести правильный психологический настрой.

Но важнее всего было влияние нового подхода на мою личную жизнь. Если я оказался способен взломать зрительный отдел коры моего мозга, чтобы изменить способ воспринимать пространство, если я оказался способен измениться настолько, чтобы даже иначе толковать понятие истины, то как насчет всего остального? Как насчет, например, всего того, что я считал заданными параметрами моей жизни, тех «достоинств» и «недостатков», о которых мне говорили и которые составляли мою так называемую личность? Как насчет моей застенчивости, комплексов, моментов неуверенности и всего того, что, как предполагалось, ограничивало меня? Как насчет моей социальной идентичности? Как все это может быть менее пластичным, менее податливым, менее поддающимся перепрограммированию, чем мое восприятие пространства и истины?

Я с радостью вспоминаю тот день, когда, выйдя из дома, я вдруг совершенно ясно осознал, что все эти вещи не могут быть статичными, что они определенно подлежат перестройке, и мне остается лишь попытаться.

Думать, что твоя личность статична, сказал я себе, это просто предрассудок.

Мячик и бейсбольная бита вместе стоят 1 доллар и 10 центов. Бита стоит на доллар дороже мячика. Сколько стоит мячик?

Эта задача взята из книги «Думай медленно… решай быстро», бестселлера психолога Даниэля Канемана, лауреата Нобелевской премии по экономике 2002 года за работы о когнитивных искажениях.

Предлагаю вам провести тестирование среди друзей, это срабатывает почти всегда: большинство отвечает, что мячик стоит 10 центов. Это неправильный ответ. Если бы мячик стоил 10 центов, бита стоила бы 1 доллар и 10 центов (потому что она на доллар дороже мячика), и мячик и бита вместе стоили бы 1 доллар и 20 центов.

Если вы объясните им, почему ответ неверен, ваши друзья охотно это признают. Но, скорее всего, они не сумеют дать правильный ответ. И даже найдут себе множество оправданий: трудно посчитать, надо бы письменно составить систему уравнений, им лень…

Правильный ответ – «5 центов». Если мячик стоит 5 центов, бита стоит 1 доллар 5 центов, и тогда вместе мячик и бита стоят 1 доллар 10 центов.

История с мячиком и битой играет главную роль в теории Канемана, поскольку служит к ней идеальной иллюстрацией. Вот ее точка отсчета: по Канеману, наша психика состоит из двух разных когнитивных систем, которые он называет Система 1 и Система 2.

Система 1 – это то, что позволяет вам без усилия давать мгновенные инстинктивные ответы. Когда вас спрашивают, сколько будет два плюс два, в каком году вы родились или кто тяжелее – слон или мышь, вы не раздумываете. Ваша Система 1 позволяет ответить мгновенно. Но все та же Система 1 заставляет ошибочно отвечать, что мячик стоит 10 центов.

Система 2 – это то, что вы приводите в действие, когда вас спрашивают, сколько будет 47 × 83 или сколько дней прошло с вашего рождения. Вы можете это сосчитать, но вам надо подумать. Может быть, вам даже понадобятся бумага и карандаш. Ясно одно: вам совершенно не хочется это делать. Пусть даже Система 2 надежнее и строже, вы используете ее только тогда, когда у вас нет выбора, потому что думать, производить вычисления и логические рассуждения – дело утомительное.

Теорию Канемана можно кратко изложить так.

Каждый раз, когда Система 1 дает нам ответ, мы чувствуем искушение воспользоваться им, не обращаясь к Системе 2 – даже чтобы проверить, что ответ Системы 1 верен. Поскольку Система 2 задействует много умственных ресурсов и энергии, мы отдаем предпочтение инстинкту. Биологически мы предрасположены к интеллектуальной лени.

В некоторых ситуациях наша Система 1 систематически ошибается. Мы все совершаем одни и те же ошибки, постоянно, словно у нас в мозгу неверно подключены провода. Это и есть пресловутые когнитивные искажения, которые Канеман и его школа задались целью изучить. Например, нам всем хочется сказать, что мячик стоит 10 центов.

Книга Канемана потому и получила такой успех, что выходит за пределы простой теоретической констатации и предлагает конкретную методику, чтобы не дать нам сесть в лужу.

Рекомендация проста: выучить наизусть список когнитивных искажений, представленный в его книге, и каждый раз, осознавая, что мы находимся в одной из этих типичных ситуаций, принуждать себя мобилизовывать Систему 2 без учета Системы 1.

Лично я думаю, что есть способ лучше, и сейчас я вам его объясню.

Впервые я услышал про эту историю с мячиком и битой от подруги, которая изучала когнитивистику в Принстоне. Она как раз прочла книгу Канемана и хотела проверить ее на мне.

Как и большинство людей, я дал инстинктивный ответ. Я прислушался к своей Системе 1, не зная, что это называется какой-то там Системой 1. Не раздумывая, не вычисляя, я сказал первое, что пришло мне на ум: «5 центов».

Я тут же ощутил, что мой ответ смутил подругу, но не сразу понял почему. Она не поленилась объяснить мне, что не так. По-хорошему, предполагалось, что я отвечу «10 центов» или же задумаюсь на несколько секунд и только тогда скажу «5 центов». А вот отвечать так, как я только что ответил, сразу же говорить «5 центов», не тратя времени на размышление, я не имел права. Кто-то даже получил Нобелевскую премию за то, что доказал, что это невозможно. Вскоре, прежде чем сменить тему разговора, моя подруга все же нашла объяснение – простое, прагматичное и не то чтобы полностью неверное: «Стоп, это нечестно, ты же математик!»

Когда я решил повторить этот тест в моем окружении, я был искренне удивлен тем, сколько людей отвечают «10 центов», и еще больше удивлен, что им сложно найти правильное решение, даже когда они понимают, что первоначальный ответ неверен. Самое невероятное – все говорили мне, что «надо посчитать», словно визуально не было очевидно, что правильный ответ «5 центов».

Я оказался в ситуации Дальтона с его волшебной геранью, только вместо недостающей колбочки, наоборот, видел больше цветов, чем мои друзья. Еще одно различие между мной и Дальтоном, конечно, в том, что причина никак не была связана с генетикой.

В конце этой главы я объясню, как у меня получается видеть правильный ответ и как вы можете тоже научиться его видеть.

Поскольку эта история с мячиком и битой заинтриговала меня всерьез, я стал пытаться понять, что мешало моим друзьям увидеть правильный ответ, хотя он и был очевиден.

Примерно как Дальтон, я провел собственное небольшое расследование и думаю, что нашел ответ. Предложив друзьям тест с мячиком и битой, я задавал им такой вопрос:

«Представь, что ты должен принять жизненно важное решение. У тебя есть вариант A и вариант B. Интуиция подсказывает выбрать A, но разум говорит выбрать B. Как ты поступишь?»

Я задал этот вопрос примерно десяти своим друзьям-нематематикам, и почти все не задумываясь ответили, что следуют своей интуиции и выбирают A. Один человек выбрал B. Еще один долго колебался и не дал ясного ответа.

Внимание, нет никакой гарантии, что вы получите такой же высокий процент ответов А, если повторите эксперимент в своем кругу. Мой опросник страдает тем, что называется предвзятостью отбора: мои друзья вряд ли могут служить наглядным срезом населения, и весьма вероятно, что у людей, прислушивающихся к интуиции, больше шансов стать именно моими друзьями.

На самом деле точное соотношение A и B меня не интересовало. Я хотел узнать, даст ли кто-нибудь ответ, который дал бы я сам. Этого не сделал никто.

Моя гипотеза состоит в том, что именно мой необычный ответ на этот вопрос и есть тот ключ, который позволил мне достичь успехов в математике, а заодно и исправить несколько когнитивных искажений.

Канеман рассказывает, что тысячи американских студентов прошли тест с мячиком и битой и «результаты выглядят удручающе»[17]. В университетах с наименее строгим отбором абитуриентов ошибок более 80 %. Даже студенты Гарвардского университета, Принстона и Массачусетского технологического института дают неверный ответ в более чем 50 % случаев.

Книга Канемана весьма увлекательна, но я неизбежно прихожу в замешательство, когда он противопоставляет «правильный ответ» «интуитивному ответу», словно возможен только один интуитивный ответ, и он обязательно неверен. Например, он пишет:

«Можно с уверенностью сказать, что интуитивный ответ пришел в голову и тем, кто ответил правильно, но им как-то удалось отвергнуть подсказку интуиции».

Грубо говоря, Канеман считает разумным заключить, что я не имею права существовать. Я, разумеется, полагаю, что это нельзя назвать обоснованной гипотезой.

Но если выйти за пределы не слишком значимого вопроса о моем личном существовании, эта история в первую очередь указывает на глубокий разлом между рекомендациями Канемана и тем, что вошло в плоть и кровь всех математиков. Вам решать, у кого больше авторитета и кто может давать вам советы по устному счету.

Канеман находит удручающим, что 50 % студентов Гарвардского университета, Принстона и Массачусетского технологического института слепо доверяются явно неверной интуиции, и я удручен вместе с ним.

Но ничуть не меньше я удручен другим фактом, который, похоже, кажется Канеману совершенно нормальным: как так получается, что 50 % студентов Гарвардского университета, Принстона и Массачусетского технологического института сумели туда поступить при такой ненадежной интуиции?

Поскольку я учился и преподавал в университетах с очень строгим отбором, я знаю, что у тех, кто сразу видит правильный ответ, есть огромное конкурентное преимущество. Более того, я не понимаю, как остальным удается с ними тягаться. Предполагаю, что они компенсируют это неимоверной зубрежкой, на которую лично я не способен – при одной мысли об этом у меня начинает пухнуть голова.

Канеман советует выявлять ситуации, когда мы должны «воспротивиться» интуиции и подчиниться Системе 2. Очень странный совет от человека, всю жизнь посвятившего изучению нашего отвращения к усилиям, предпочтения мгновенных и инстинктивных ответов, безмерной любви к нашей Системе 1 – и ненависти к Системе 2.

Эта логика дрессировки, механического изучения готовых правил, подчинения роботизированному образу мыслей – это как раз логика школьного образования. Но кому, как не Канеману, знать, что это не работает.

И еще один момент меня смущает. Да, нам стоит остерегаться Системы 1. Но что думать о Системе 2? Лично я перестал ей доверять в седьмом классе, когда осознал, что неспособен выполнить подряд три строчки расчетов и не ошибиться.

Но больше всего смущает в этой истории то, что Канеман рассуждает, как будто наша интуиция намертво закостенела, и у нас нет возможности перенастроить и перепрограммировать ее. Если бы он жил в Древнем Риме, он, несомненно, объяснил бы нам, что невозможно мысленно представить себе результат операции «миллиард минус один», потому что это число превосходит возможности человеческой интуиции.

Когда мне нужно принять жизненно важное решение, при этом интуиция подсказывает выбрать вариант A, а разум – вариант B, я говорю себе, что здесь явно что-то клинит и я еще не готов принять решение.

Тогда наступает время обратиться к тому, что я называю Системой 3.

Система 3 – это комплекс техник самонаблюдения и медитации, направленных на установление диалога между интуицией и разумом. Вы приводите ее в действие каждый раз, когда пытаетесь вспомнить сны, облечь в слова мимолетное ощущение, оставившее странный привкус, распутать самые смутные и противоречивые мысли.

Когда в 18 лет я обнаружил, что глупые картинки в моей голове склонны сами собой исправляться, как только я даю себе труд описать и назвать их, когда я привык прислушиваться к диссонансу между интуицией и логикой, я поместил Систему 3 в центр стратегии по пониманию математики. Такой подход окупился сверх всех ожиданий.

Всем нам знакома Система 3, и каждый из нас хотя бы иногда ею пользуется. Чему меня научили математические приключения, так это тому, что Систему 3 можно использовать намеренно и радикально и в результате наши интуитивные способности выходят далеко за предполагаемые пределы человеческого познания.

С годами систематический поиск гармонии между интуицией и логикой стал моим способом понимать мир, окружающих и самого себя.

На более конкретном примере я объясню, что это означает. Когда моя интуиция говорит A, а разум говорит B, я занимаю позицию посредника. Я стараюсь перевести свою интуицию в слова, изложить ее как простую и понятную историю. В то же время я пытаюсь интуитивно ощутить то, что выражает логическое рассуждение, почувствовать в теле то, что и о чем оно говорит. Я задаюсь вопросом, действительно ли в это верю. Двигаюсь на ощупь. Это требует времени, но не то чтобы это было большим усилием. Скорее это похоже на размышление, мысль, плывущую по течению, на задачу, которую можно прервать, возобновить, опять прервать, а потом вдруг придет озарение – на следующий день, через несколько месяцев или даже лет.

Цель – понять, в каком месте сбой. Моя интуиция и логика точно говорят на одном языке? И точно об одном и том же?

Моя интуиция несовершенна. Она часто вполне адекватна, но в некоторых случаях ей случается городить ерунду. Хорошая новость – обычно это поправимо. Что же до логики, она не ошибается никогда. Во всяком случае, официально. Но она не всегда говорит то, что, как мне кажется, она пытается сказать.

В итоге почти всегда побеждает интуиция. Когда я заставляю ее выслушать то, что говорит логика, она находит способ это учесть и развить свою позицию. Логика – это инертная материя, как камень. А интуиция – материя органическая, она живет и растет.

Называть такие действия Системой 3, очевидно, идиотизм. Все это должно бы называться просто думать или размышлять. Но эти слова утратили первоначальный смысл из-за выхолостившей их традиции, которая хочет внушить нам, что нужно думать вопреки интуиции. Нам рассказывают, что интуиция – прирожденный враг разума, их диалог невозможен, а размышлять – значит слепо довериться Системе 2.

Лично я не способен думать вопреки интуиции и очень сильно сомневаюсь в искренности тех, кто утверждает, что им это удается.

В главе 3 я сказал, что интуиция – самый мощный интеллектуальный ресурс. И все же, рискуя разбить ваши мечты, открою тайну: интуиция – это не волшебный флюид, не путеводная звезда и не рука Господа у вас на плече. Ее природа куда тривиальнее. Это осязаемое проявление пусть невидимой, но совершенно конкретной и материальной реальности: переплетения синаптических связей между нейронами, которые ваш мозг непрерывно строит и перестраивает еще с вашего внутриутробного существования.

В вашем мозге столько же нейронов, сколько звезд в Млечном Пути. Каждый из этих нейронов в среднем соединен с тысячами других. Эта ткань из сотни триллионов переплетений – сеть ваших мысленных ассоциаций. Ее структура обусловлена тем смыслом, который вы придаете потоку необработанной информации, непрерывно вливающемуся в мозг. Это буквально ваше видение мира. Все, что вы увидели, услышали, ощутили, вообразили и пожелали, весь ваш опыт, все, что вы знаете, что живет в вашей памяти, закодировано в этом переплетении. Когда говорит ваша интуиция – она высказывается от имени всего, что там есть.

Ваша интуиция всегда будет сильнее и лучше информирована, чем самое хитроумное речевое рассуждение. И все же она не безупречна. Если интуиция говорит вам, что мячик стоит 10 центов, она ошибается.

Моя интуиция ничуть не безупречнее вашей. Она постоянно ошибается. Но я научился никогда этого не стыдиться. Я не презираю свои ошибки, не отвергаю их, не предполагаю, что они выдают недостаток интеллекта или когнитивные искажения, намертво закодированные в моем мозгу. Наоборот. Ничто так не увлекает, как грубая и откровенная ошибка: это всегда знак, что я смотрю на вещи не с той точки зрения и их можно увидеть лучше. Когда мне удается отыскать ошибку, которую совершила моя интуиция, я знаю, что мои мысленные представления уже начали перестраиваться.

Психологический возраст моей интуиции – два года, она лишена комплексов и всегда хочет учиться. Если вы прекратите обижать свою интуицию, вы поймете, что она такая же, как моя: ей просто нужно вырасти.

Поскольку я пишу как курица лапой и легко отвлекаюсь, я всегда был склонен ошибаться при счете.

В седьмом классе я обнаружил, что единственный способ с этим справиться – каждые три строки проверять, действительно ли то, что я пишу, имеет смысл, и действительно ли я в это верю. Иначе говоря, я научился постоянно использовать Систему 1, чтобы надзирать за работой Системы 2. С тех пор я неспособен производить действия с математическими объектами, которых не ощущаю интуитивно.

Когда я перестал в первую очередь визуализировать числа через их десятичное написание? Уже не помню. Но, вероятно, это было тогда же. Десятичная запись очень удобна для письменных вычислений, но намного менее практична, когда хочешь интуитивно представить правильность этих вычислений. Преимущество Системы 1 как раз в том, что она ускользает от ограничений языка и письменности.

В зависимости от контекста у меня есть много способов визуализировать числа. Например, цены я склонен представлять как отрезки разной длины. Когда подруга сказала мне, что мячик и бита стоят 1 доллар 10 центов, я тут же перевел ее слова в мысленный образ, который выглядел примерно так:

Когда она сказала, что бита стоит на 1 доллар дороже мячика, я интерпретировал это так:

Потом два образа в моей голове совместились, и получилось вот что:

Если вы представляете задачу именно так, не нужно быть семи пядей во лбу, чтобы осознать, что мячик стоит 5 центов.

Мысленный образ не бывает сам по себе хорошим или плохим, его ценность лишь в том, что он позволяет понимать. Есть бесчисленное множество способов визуализировать задачу, и я нисколько не претендую на то, что мой способ как-то особенно интересен. К слову, в моей числовой интуиции нет ничего примечательного. Я точно не смог бы сосчитать в уме цену мячика, если бы мячик и бита вместе стоили 2734 доллара 18 центов, а бита стоила бы на 967 долларов 37 центов дороже мячика.

Эти картинки появляются у меня в голове, потому что за свою жизнь я часто ошибался в счете. Вместо того чтобы сделать из этого вывод, что я не способен к математике, я просто стал искать более простые способы видеть происходящее, чтобы ориентироваться в том, что я пишу.

Со временем с помощью этого метода я выстроил большое разнообразие мысленных образов, которые сегодня помогают мне лучше понимать мир.

Если вы хотите научиться считать очевидным, что мячик стоит 5 центов, советую действовать, как действовал бы математик, встретившийся с новой идеей, не поддающейся пониманию. Не учите наизусть мой способ видеть, а потренируйтесь сами строить образы, которые вам подходят. Самое важное послание, которое вы никогда не должны забывать, сводится вот к чему.

1. Ваша интуиция поддается перепрограммированию.

2. Любое расхождение между вашей интуицией и способностью к рассуждению – прекрасная возможность сформировать внутри себя новый способ видеть мир.

3. Не надо надеяться, что это получится сразу, в реальном времени. Обогащать мысленные образы – значит перестраивать связи между нейронами. Это органический процесс, и он проходит в собственном темпе.

4. И тем более не пытайтесь форсировать события. Просто основывайтесь на том, что вы уже понимаете, что умеете видеть – с этим и играйте. Пробуйте интуитивно интерпретировать этапы вычислений, которые выполнили бы письменно. Если это вам поможет, рисуйте на клочке бумаги.

5. Со временем и повторением эта деятельность разовьет ваши интуитивные способности. Вам будет казаться, что вы не продвигаетесь, вплоть до того дня, когда правильный ответ вдруг покажется вам очевидным.

Вам понадобится много занятий. Сколько именно, не знаю. Ни к чему утомлять себя, лучше устраивать побольше коротких сеансов по пять минут, чтобы подумать над этим, когда вы принимаете душ или идете по улице. Главное, никуда не торопитесь. Прекрасно, если вы думаете над новым способом создавать образы раз в неделю или раз в месяц. Важнее всего упорно продолжать и никогда не сдаваться. Все непременно получится.

Решить задачу – это всегда просто предлог. Важно осознать, что вы способны переучить свою интуицию, обрести уверенность в теле и мыслях.

По идее, здесь нечему удивляться. Решить задачу про мячик и биту – это как устоять на доске для виндсерфинга. Канеман говорит, что, впервые встав на доску, падаешь в воду, и делает вывод, что чувство равновесия у людей структурно не приспособлено к интуитивным занятиям виндсерфингом. Его совет – вылезти из воды и учить наизусть законы физики. Мой совет – снова встать на доску.

Главная мысль этой книги в том, что наша культура распространяет ложные убеждения о работе нашего мозга, и эти ложные убеждения отвращают людей от простых, между прочим, действий, которые позволяют отлично разбираться в математике.

Когда кто-то говорит людям, что некоторые истины по природе своей контринтуитивны, он подразумевает, что людям никогда не дано их понять. Это просто такой способ обескуражить. Не бывает ничего контринтуитивного по природе: все контринтуитивное кажется таким лишь на какой-то промежуток времени, пока не найден способ сделать это интуитивно очевидным.

Понять – значит сделать интуитивно очевидным для себя. Объяснить другим – значит предложить им простые способы сделать интуитивно очевидным.

Все это ничуть не умаляет интерес к работам Канемана. Выявленные им когнитивные искажения – реальность человеческого существования, поразительная и очень важная для общества. Пусть даже не у всех нас присутствуют одни и те же искажения, они есть у всех, и некоторые встречаются чаще и создают больше проблем, чем другие.

У проведенного Канеманом разграничения Системы 1 и Системы 2 есть то достоинство, что оно простое. В каком-то смысле оно продолжает классическое противопоставление левого и правого полушарий, но в модернизированной версии, избавленной от анатомической нелепицы. Конечно, это просто метафора, но она наглядна и помогает осознать наши разнообразные способы мобилизовать ресурсы мозга.

Закончим эту главу обобщением основных характеристик Системы 3 – существенного упущения в теории Канемана. В главе 19 мы вернемся к физической структуре нашего мозга и принципам его работы, позволяющим дать биологическое толкование Системы 3 и ее эффективности. Понятие этой Системы – хорошая метафора для истинной природы математической работы.

Система 1 – это способности нашей интуиции. Нам всем хочется описать ее электрической метафорой: с помощью интуиции мы, как нам кажется, думаем со скоростью молнии. Впрочем, не то чтобы это было полностью неверно. Наш мозг не является в буквальном смысле электрической цепью, но распространяющийся по нейронам сигнал – действительно электрической природы.

Система 2 – это наша способность к строгому рассуждению. Мы представляем ее в механических терминах, с шестеренками или еще чем-то подобным. Это не соответствует никакой биологической реальности. На что мы действительно способны биологически, так это притвориться роботами и механически применять последовательности инструкций, заученные наизусть. Плюс в том, что с правильными последовательностями инструкций мы способны выполнять логичные рассуждения и верные вычисления. Но это настолько неприятно и противно природе, что обычно надоедает нам через несколько секунд, в лучшем случае минут. Из нас очень плохие роботы: мы не способны продержаться на длинной дистанции и делаем много ошибок.

Системы 1, 2 и 3: три скорости мысли

Система 3 настолько неведома европейской культуре, что я не нашел слова, подходящего для того, чтобы определить ее. Как говорилось выше, мне хотелось бы сказать, что Система 3 соответствует нашей способности размышлять. Но глагол «размышлять» уже мало что значит с тех пор, как стал использоваться в качестве предписания подчиниться Системе 2.

Работа Системы 3 – это своего рода медитация, но и это слово чрезмерно размыто. Не всякая медитация есть работа Системы 3. Принцип Системы 3 заключается в установлении диалога между Системой 1 и Системой 2 с целью понять их расхождения и уладить их. Речь идет не о свободной медитации, а о медитации, ограниченной принципом отсутствия противоречий. Ее итоговая задача – обновить Систему 1 с учетом результатов Системы 2.

Нужно также отличать Систему 3 от способности нашей Системы 1 обновляться без намеренных действий с нашей стороны. Пластичность нашего мозга объясняется постоянной перестройкой синаптической сети: нейронные связи эволюционируют в ответ на наш опыт. Наши нейроны подобны растительности, способной выпускать ростки и все глубже запускать корни.

Каждый раз, когда мы упражняемся в определенной деятельности, мы приучаем Систему 1 к особенностям этой деятельности. Когда мы пытаемся устоять на доске для виндсерфинга, мы приучаем Систему 1 к суровым реалиям физики и формируем в себе «инстинкт виндсерфинга». В случае Системы 3 мы приучаем Систему 1 к суровым реалиям логической последовательности и формируем в себе инстинкт истины.

Великое недопонимание в преподавании математики происходит оттого, что все видимые проявления математики – повергающий в замешательство язык, непонятные записи, ригидные рассуждения – выглядят порождением вселенной Системы 2.

Неспособные к математике – это те, кто понимает это буквально. Они разочаровываются через несколько минут или берутся за дело с упорством мазохиста без шансов на успех.

А тем временем, втихомолку, способные к математике опираются на Систему 3. Их мысленные образы существуют только у них в голове, они даже не осознают, что работали над их созданием. Они просто по несколько минут в день задавали себе правильные вопросы.

Обычный день в США начала 1950-х годов. Обычная семья едет по обычной дороге. Отец за рулем, двое сыновей сидят на заднем сиденье. Чтобы они не ссорились, отец задает им задачи:

«Какова сумма целых чисел от 1 до 100?»

Младшему из братьев пять лет. Через несколько секунд он отвечает: «5000». Отец говорит, что это почти правильно. Мальчик думает еще несколько секунд и дает правильный ответ: «5050».

Этот пятилетний мальчик – Билл Тёрстон. История про него вызывает улыбку у тех, кто видит в ней повторение известного случая с Карлом Фридрихом Гауссом (1777–1855), «королем математики». Пусть даже эта старая история – просто легенда, но она широко известна, и отец Тёрстона, несомненно, о ней слышал.

Гаусс был одним из величайших математиков в истории, одним из тех, кого не колеблясь ставят рядом с Фалесом, Пифагором, Евклидом, Архимедом, Аль-Хорезми, Декартом, Эйлером, Ньютоном, Лейбницем, Риманом, Кантором, Пуанкаре, фон Нейманом, Гротендиком и еще несколькими. Он был настолько блистателен и обладал таким творческим потенциалом, что современники отказывались верить, что его интеллект порожден биологически нормальным человеческим мозгом. В некотором роде он был Альбертом Эйнштейном своего времени.

И закончилось все, кстати, ровно так, как и должно было (абсолютно как с Эйнштейном): когда Гаусс умер, кто-то счел весьма хитроумным изъять его мозг в надежде проникнуть в его секреты. Два века спустя мозг Гаусса так и лежит в банке, бережно хранимый в запасниках Гёттингенского университета. Никто не нашел в нем ничего интересного.

Согласно легенде, в возрасте семи лет маленький Гаусс очень напугал своего школьного учителя. Тот задал классу вычислить сумму целых чисел от 1 до 100, полагая, что так подарит себе добрых 25 минут тишины. Он не предусмотрел, что один из мальчишек ответит через несколько секунд.

Мне было 17 лет, когда преподаватель математики нашего выпускного класса рассказал эту историю, и она сильно впечатлила нас. Мы не понимали, как Гаусс мог посчитать настолько быстро. По сравнению с таким гением мы все чувствовали себя несколько жалко.

Объяснение нашего преподавателя заключалась в том, что здесь есть «хитрость». Мы хотим посчитать сумму целых чисел от 1 до 100, то есть выполнить сложение

Хитрость в том, чтобы умножить эту сумму вдвое, дважды посчитав каждое целое число от 1 до 100, и выстроить эту двойную сумму в две строки следующим образом:

Что за ерунда! Зачем считать эту сумму дважды? Зачем так выстраивать числа? Может, это и странно, но мы в полном праве так сделать. В любом случае каждое число от 1 до 100 появляется здесь дважды. Значит, двойная сумма в два раза больше числа, которое мы хотим найти.

А теперь посмотрите не на строки, а на столбцы. У нас 100 столбцов, и в каждом из них по два числа, сумма которых всегда равна 101. Это может показаться волшебством, но это так. Значит, двойная сумма равна 100 умножить на 101, то есть 10 100. Нужное нам число – половина от этого, то есть 5050.

Не надо стыдиться, если вам понадобится перечитать это рассуждение несколько раз, прежде чем счесть его убедительным. Как и в любом математическом рассуждении, в нем есть что-то странное и пугающее. Пока нам не удается счесть его очевидным, приходится расшифровывать его строчка за строчкой, что требует времени и концентрации.

Этапы рассуждения довольно просты и, по идее, позволят вам прийти к трем выводам.

1. Это верное доказательство факта, что сумма целых чисел от 1 до 100 равна 5050.

2. Вполне правдоподобно, что кто-то искусный в устном счете может выполнить это рассуждение мысленно за несколько секунд.

3. Такая мысль не могла зародиться в голове семилетнего или, в случае Тёрстона, пятилетнего ребенка.

Во всяком случае такие выводы в 17 лет сделал я сам. Я также заключил, что математика создана не для меня, потому что она предназначена только для этих особых людей, гениев, у которых мозг работает не так, как мой, и может генерировать столь невероятные идеи.

Преподаватель в моем выпускном классе был прекрасным педагогом, я высоко его ценил, и он научил меня очень многому. Но, говоря нам о «хитрости», в тот день он оказал нам плохую услугу.

Нет никакой хитрости. Не было и не будет. Верить в существование хитростей так же токсично, как верить в существование истин, по природе своей контринтуитивных. Это два главных предрассудка в идеологии Системы 2 – вот эта вера, что наша интуиция ничего не стоит и мы должны механически применять методы, которых не понимаем.

Разумеется, бывает так, что что-то происходит и мы не понимаем почему. И даже довольно часто. Но это всегда временная ситуация, которая ждет объяснения.

Верить, что на структурном уровне существуют какие-то хитрости, – значит согласиться с мыслью, что есть вещи, которых мы никогда не поймем, и их нужно выучить наизусть. Путать проверку доказательства строчка за строчкой с его интуитивным пониманием. Вступить в подчиненные отношения с Системой 2. Согласиться на нечестное и унизительное для нас распределение ролей: великие гении находят всякие хитрости, а вот мы годны только на то, чтобы проверить, что сложение верно.

Если все это только для того, чтобы проверить, что сумма целых чисел от 1 до 100 действительно равна 5050, – да плевать на это, откровенно говоря. Нам важно научиться думать как Гаусс и Тёрстон.

Чтобы понять, что скрывается за математическими «хитростями», проще всего посмотреть на рецепт бананового кекса, например такой:

В статье «О доказательстве и прогрессе в математике», уже процитированной в главе 6, Тёрстон дает внезапный совет – больше я такого не видел нигде – насчет размера математических объектов.

Представляя их у себя в голове, мы можем выбрать, видеть ли их «маленькими предметами у нас в руках», «конструкциями в человеческий рост» или же «конструкциями, которые поглощают нас и внутри которых мы можем перемещаться». С логической точки зрения это вроде бы не должно совершенно ни на что влиять. Но Тёрстон утверждает, что размер имеет решающее значение:

«Мы склонны эффективнее мыслить более масштабными образами, как будто наш мозг воспринимает более крупные вещи серьезнее и тратит на них больше ресурсов».

А что, если ошибка людей, убежденных, что у них нет никакой геометрической интуиции, просто-напросто в том, что они представляют себе слишком маленькие фигуры, на которых ничего не разглядеть?

В любом случае замечание Тёрстона отлично применимо к слонам: представьте маленького слоника, помещающегося у вас на ладони, а теперь – слона в натуральную величину, которому, похоже, неудобно и внимание которого вы совершенно не хотите привлечь, – это мобилизует ваши когнитивные ресурсы совершенно по-разному.

Ловушка языка – предельный вариант явления, описанного Тёрстоном. Выражение вроде «сумма целых чисел от 1 до 100» – это, по сути, удобный способ обозначить совершенно конкретный математический объект. Это выражение позволяет вам об объекте говорить, но это еще и способ от него избавиться, поместить на расстоянии, чтобы он вам больше не докучал.

Вы думаете, что видите эту сумму, но на самом деле вы ее не видите. Вы не чувствуете ее присутствия. Не принимаете ее всерьез.

Эту сумму можно написать и как 5050. Великое преимущество десятичной записи – в ее компактности. Неброская, практичная, ее легко произнести и легко написать. Недостаток такого мысленного представления – тот же, что и преимущество: число помещается на расстоянии, становится крошечным, почти невидимым.

Математическое равенство всегда заявляет, что две внешне различных записи на самом деле означают один и тот же объект. Если вы позволяете языку убаюкать вас и путаете слова с тем, что они обозначают, вы не оставляете себе шанса «увидеть» математические равенства.

Единственный способ этого добиться – выйти за пределы слов. Заменить «сумма целых чисел от 1 до 100» на «1 + 2 + 3 + … + 98 + 99 + 100» – отличный первый шаг. Возможно, у вас возникнет впечатление, что вы видите эту сумму более осязаемо, более конкретно. Но это все еще будет только иллюзия. На самом деле вам пока не хватает значительной части чисел – тех, что скрыты за многоточиями. Математические символы как слова – они принадлежат языку. Нужно выйти и за их пределы тоже.

Чтобы суметь увидеть эту сумму во всей ее целостности, без опущений и сокращений, принять ее всерьез и предоставить ей заслуженное место, нужно выбраться из ловушки языка и вообразить эту сумму физически присутствующей, в натуральную величину, прямо здесь, перед вами.

Прежде чем воображать всю сумму, начнем с одного числа, например 3. Представить число 3 присутствующим в физическом мире довольно просто: достаточно вообразить 3 предмета, как в начальной школе, когда детей просят мысленно взять 3 апельсина. Это детское отношение к числам и требование материального взаимодействия с абстрактным и есть правильное состояние сознания для занятий математикой. Видя 3 апельсина вместо и в качестве числа 3, вы начинаете выбираться из ловушки языка. Вы перестаете путать написание числа с его значением.

Целое число всегда чему-нибудь да равно.

Тем не менее не советую использовать апельсины, чтобы представить сумму целых чисел от 1 до 100: вас завалит кучей апельсинов, и упорядочить их будет непросто.

Лично я считаю, что гораздо проще вообразить этот расклад с кубиками. Я могу представить каждое число как башню из кубиков и поставить эти башни в ряд от 1 до 100.

Довольно сложно точно нарисовать то, что я вижу в голове. Мой мысленный образ не идеально четкий, да и башня выходит слишком большой, чтобы поместиться на странице. В итоге я могу нарисовать только приблизительное подобие. Спереди это выглядело бы как-то так:

Этот рисунок неверен, но это и неважно. Важно знать, в чем именно он неверен. В данном случае не хватает кубиков. Вместо 18 кубиков в ширину и 18 в высоту, как на моем рисунке, в башне должно быть 100 кубиков в ширину и 100 в высоту. Об этом придется помнить. Несмотря на этот недостаток, такой рисунок кажется мне правильным способом поделиться мысленным образом (если бы я нарисовал все кубики, вы бы там ничего не разобрали).

Готово! Правда же, все просто?

Математики склонны считать, что доказательство завершено, как только почувствуют, что у них в голове возник правильный образ. Так же и шахматисты останавливают партию, не доводя до мата, потому что видят выигрышную позицию.

Но давайте все же не будем торопиться и доведем партию до конца. Если у вас в голове возникла такая картинка, сложно не увидеть на ней треугольник. Число, которое мы ищем, то есть общее число кубиков – это площадь треугольника. А для вычисления этой площади существует очень простая формула, уровня начальной школы. Вот два способа завершить партию в зависимости от того, знаете вы формулу или нет.

1. Вы знаете формулу. Чтобы рассчитать площадь треугольника, нужно умножить основание на высоту и разделить на 2. Здесь основание равно 100, высота равна 100. Перемножив их, мы получаем 10 000, разделив на 2, получаем 5000.

Почти готово. Мы в точности воспроизвели ошибку, которую сделал Тёрстон в пять лет. Хороший признак, мы мыслим верно.

Ошибка в том, что мы забыли половинки кубиков, которые находятся выше диагонали и не были учтены в площади треугольника. Мы забыли 100 половинок, значит, надо добавить 50: и вот мы получили 5050.

2. Вы не знаете формулы. Тем лучше, вы изобретете ее заново. Присмотревшись, вы можете понять, что треугольник – это половина прямоугольника. Если вы возьмете исходную треугольную стопку (обозначена белым) и ее копию (обозначена серым), перевернете копию и поставите ее вверх дном на исходную стопку, получится что-то примерно такое:

У вас получился прямоугольник шириной 100 и высотой 101, а значит, образованный из 100 × 101 = 10 100 кубиков. Значит, в каждом треугольнике 5050 кубиков. Пресловутая «хитрость» с удвоением суммы и ее странной записью оказалась просто способом разложить площадь прямоугольника на два треугольника:

1+ 2 + 3 + 4 +… + 97 + 98 + 99 + 100

+ 100 + 99 + 98 + 97 +… + 4 + 3 + 2 + 1.

Мячик и бита, сумма целых чисел от 1 до 100: я люблю эти детские задачи, потому что их можно рассказать простыми словами, и они позволяют бросить взгляд на пропасть, разделяющую официальную математику, находящуюся в плену языка, и математику тайную, происходящую в голове.

В обоих случаях простого усилия по визуализации достаточно, чтобы сделать очевидным вычисление, которое 99 % людей совершенно не считают очевидным.

Это не всегда так просто. Визуализации не всегда достаточно, и перед нами не стоит задача избавиться от механического дедуктивного рассуждения. Чтобы понимать математику, нужно тренироваться чередовать воображение и язык, интуицию и логику, взгляд вблизи и отстранение, фантазии и расчет.

Кроме того, я не хотел бы создать у вас впечатление, что все математические задачи являются числовыми, а любая интуиция имеет геометрическую природу.

Математические объекты бывают самой различной природы, и их интуитивное понимание мобилизует разные области воображения. В таблице ниже перечислены некоторые основные области математики. Это неполный и упрощенный список, но он позволяет составить первое представление:

У каждой из этих областей свой лексикон и свои формы интуиции. Все равно что они соответствовали бы разным способам использовать наше тело, разным зонам мозга, разным способам фокусировать внимание. Они могут создать впечатление, что при их изучении говорят о разном, но на самом деле эти области лишь дают разные точки зрения на одну и ту же реальность – математическую.

Когда приобщаешься к этому опыту, единство математики порой застает врасплох. И все же зачастую математические открытия – это мосты, переброшенные между двумя разными интуитивными озарениями.

На самом элементарном уровне мы только что сделали именно это: геометрическая формула (площади треугольника или прямоугольника) позволила нам решить задачу по арифметике (сумма целых чисел от 1 до 100).

Завершим эту главу еще более поразительным примером.

Если вам трудно визуализировать целые числа от 1 до 100 в натуральную величину прямо перед собой, можно поступить проще. Вместо того чтобы утруждать себя всеми числами от 1 до 100, возьмите всего одно, причем наугад. Когда вы вытягиваете наугад число между 1 и 100, чему в среднем оно равно?

Если это кажется вам абстрактным, вот конкретный способ это представить. Вы участвуете в телеигре. В мешке лежит 100 чеков: на 1 доллар, на 2 доллара, на 3 доллара, и так далее до 100 долларов. У вас есть право выудить вслепую только один чек. Сколько в среднем вы ожидаете выиграть?

Переформулирую вопрос: если наугад взять число между 1 и 100, чему в среднем оно равно?

Большинство людей не задумываясь отвечают «50». Они находят это очевидным. Но если среднее арифметическое целых чисел от 1 до 100 равно 50, значит, их сумма равна 5000: сумма 100 чисел равна их среднему арифметическому, умноженному на 100. И это для большинства людей тоже очевидно.

Ну и что тогда мешает не задумываясь ответить, что сумма целых чисел от 1 до 100 равна 5000?

(Если ваша интуиция действительно говорит, что среднее арифметическое равно 50, она ошибается. Не смущайтесь, это ровно та же ошибка, что у Тёрстона. На самом деле среднее арифметическое равно 50.5. На этом этапе ошибка в 1 % точно не должна портить вам удовольствие. А вообще 50 равно среднее арифметическое 101 целого числа от 0 до 100.)

Если вы не понимаете, что произошло, и вам кажется абсурдным, что задача мгновенно перестает казаться сложной, – это потому, что вы недооцениваете силу вероятностного мышления. Собрать в голове 5050 кубиков – это работа грузчика, подразумевающая определенное когнитивное усилие. И напротив, вероятностный взгляд – это своего рода кун-фу, помогающее сосредоточить внимание за счет подсознания, не прилагая когнитивного усилия.

Вы уже знали, как вычислить сумму целых чисел от 1 до 100, хотя сами об этом не догадывались.

Понятие среднего арифметического – чисто человеческое изобретение, абстрактный математический концепт, который вам преподали, и вы крепко усвоили его, как и десятичную запись. Вы научились «видеть» средние значения, то есть рассчитывать их, не осознавая этого и не нуждаясь в выполнении расчетов. Если вы хотите активировать собственную интуицию и преобразовать ее в строгое рассуждение, если вы хотите понять, почему среднее значение будет равно 50.5, а не 50, вы должны прислушаться к себе, к своим бессознательным процессам и их механизмам.

Эта работа по самопознанию лежит в основе математической задачи. Она подразумевает, что необходимо деконструировать мысленные образы, которые вы используете неосознанно, и определить, как их можно улучшить. Именно эта работа позволяет вам день за днем усиливать свою интуицию.

Математики манипулируют абстракциями, забывая об их абстрактности, и предпочитают называть их объектами. Они любят говорить, что эти объекты существуют. Говоря это, они не обязательно хотят поучаствовать в старом метафизическом споре о реальности абстракций, который длится со времен Платона. Они всего лишь хотят сказать, что так и надо заниматься математикой: создать дружескую связь с этими объектами, разрешить себе воображать их и манипулировать ими у себя в голове точно так же, как мы манипулируем бананами.

Чтобы подружиться с математическим объектом, нужно долго наблюдать за ним, вдумчиво и расслабленно, с любопытством и непредубежденностью. Нужно дать себе время поиграть с ним и создать связь за пределами языка.

Когда Эйнштейн заявлял, что он «страсть как любопытен», когда Гротендик говорил, как важно, «с жадностью вслушиваясь в голоса вещей, предаваться во власть этой младенческой игры целиком», они имели в виду именно это.

В начале учебы я думал, что математическое творчество предназначено для людей умнее меня. Я думал, что математический интеллект – врожденное качество, и каждому досталось определенное его количество. Мне повезло получить больше среднего. Гениям досталось до неприличия больше, чем мне.

Тогда я еще не понял, что математический интеллект – это то, что создаешь сам. Это естественный результат физической деятельности, которой волен заниматься каждый: математического воображения.

Математика – это наука воображения. Между теми, кто разрешает себе воображать математические объекты, наблюдать за ними и ими манипулировать, и теми, кто запрещает себе это делать, возникает разрыв. Со временем этот разрыв становится чудовищным и непотребным – настолько же чудовищным и непотребным, как разрыв между детьми, у которых комната полна игрушек, и детьми, которые не знают, что на свете существуют игрушки.

Вопреки стереотипу, логика не враг воображения. Более того, она его величайший союзник. Истинный враг воображения, который затрудняет понимание и заставляет нас чувствовать себя идиотами, – это всегда страх.

Страх – вот наш истинный предел. Он знаком нам всем, кем бы мы ни были: самыми безнадежными и самыми лучшими, теми, кто находится в начале профессионального пути, и теми, кто становится именитыми профессорами. У всех нас есть слабые стороны, те самые, одно упоминание о которых наполняет нас ужасом, потому что мы ассоциируем их с глубокой тревогой, с уверенностью, что мы не дотягиваем до нужного уровня. Мы цепенеем перед табличкой «только для гениев», загораживающей нам вход, забывая, что мы сами ее и поставили – в тот день, когда заявили себе, что это для нас слишком сложно.

Мы знаем, что страх перед математикой всего лишь у нас в голове, но это ничего не меняет – мы все равно боимся.

На моем математическом пути было три великих преодоления – три великих периода освобождения, когда после изменения психологического настроя я почувствовал, как страх во мне отступает.

О первых двух эпизодах я рассказал в главах 9 и 10. Обращая внимание на диссонанс между интуицией и логикой, я научился прогонять страх, что с первого раза у меня ничего не получится. Я разрешил себе свободно воображать даже то, что я еще не понимал. Затем, сделав ставку на бесконечную пластичность мозга, я открыл, что тоже могу стать творческим: достаточно было наблюдать за миром безмятежно и искренне и дать себе время проникнуться им.

Третье и самое неожиданное преодоление произошло гораздо позже, когда мне было около 30 лет.

До этого, несмотря на достойное начало карьеры и кое-какие первые успехи, я по-прежнему был убежден, что я не настоящий математик. Свои успехи я приписывал удаче. Я говорил себе, что моя карьера – это самозванство и в конце концов меня разоблачат. Когда я преподавал в Йельском университете, мне буквально снились кошмары на эту тему.

Наши самые глубинные страхи часто имеют социальную природу. А в математике мы боимся оказаться глупее других и того, что другие это увидят.

Тот же страх я видел в глазах подавляющего большинства юных математиков. Вполне естественное явление. В главе 4 я уже говорил об оптической иллюзии, которая заставляет нас недооценивать сложность разделов математики, которые мы понимаем лучше всего, по той простой причине, что они становятся для нас очевидными.

К этому прибавляется еще один фактор, который затрагивает именно молодых ученых. Как правило, ученый – это человек, который знает. Когда вы становитесь профессиональным математиком, ваша социальная идентичность выражается в статусе человека, который знает. Только вот на деле все совсем не так, а вас об этом никто не предупредил.

Это непонимание может вызвать мощный синдром самозванца. Я знаю людей, которых это окончательно завело в тупик.

Математика – это не знание, а практика. Математик лучше, чем кто бы то ни было, понимает объекты, с которыми работает, потому что они ему знакомы, но его математическая интуиция никогда не бывает всемогущей. Объекты, с которыми он не знаком, по-прежнему создают ему трудности. Вы можете быть спортсменом, олимпийским чемпионом по метанию копья, на пике физической формы – но тем не менее в теннис вас разнесет в пух и прах хороший юниор.

В математическом исследовании авторитетной позиции не существует. Это создает смущающие, эмоционально тревожные ситуации, потому что они идут вразрез с тем, что ожидается в обществе.

Вот пример из жизни. Предполагается, что вы блестящий молодой исследователь. Вы только что получили престижную должность, и вас пригласили на международную конференцию выступить с докладом. За ужином вы сидите рядом с юной аспиранткой, которая объясняет вам тему своей диссертации. Вы не понимаете, что она рассказывает. Вы задаете ей вопрос. Вы не понимаете ответ. Поскольку вы человек упорный, то осмеливаетесь прямо сказать ей, что не поняли. Она отвечает, что это не проблема, сейчас она объяснит вам более простыми словами, и вы сразу все поймете. Но вы по-прежнему не понимаете в ее словах ничего.

Вы знаете, что стоило бы вернуться к самому началу, к основам, которые, как считается, известны вам уже много лет и которые от вас ускользают. Вы достигли границ общественно приемлемого. На кон поставлен ваш авторитет. Если вы признаетесь, до какой степени растеряны, вы прослывете идиотом. Социальная норма – не настаивать.

Вот архетип всех неудавшихся математических бесед, которые ничему нас не учат и укрепляют уверенность, что мы худшие из ничтожеств.

Вне зависимости от вашего уровня познаний в математике вы точно понимаете, о чем я говорю. Подавляющее большинство математических бесед заканчивается чувством неловкости. Они не удаются именно по этой простой причине: вы не осмеливаетесь сказать, насколько растеряны, вы стыдитесь этого и кажетесь себе смешным. Эта мысль забивает ваш мозг помехами, и вы уже даже не слушаете. Вы думаете только о собственной бестолковости. Вот что мешает вам воображать и узнавать. Вы заканчиваете беседу с чувством унижения.

В 32 года я научился технике социальной инженерии, которая позволяет изменить ход этих бесед.

Ее преподал мне лично Жан-Пьер Серр, о котором мы говорили в главе 7, тот самый, кому Гротендик писал про свое «треклятое сочинение».

Урок длился пять секунд и уместился в одну фразу. Это был самый эффективный урок математической психологии в моей жизни. Я обдумывал его много месяцев, прежде чем сумел в полной мере измерить его масштаб. Благодаря этой технике я больше никогда не чувствовал себя униженным после математической беседы.

Подозреваю, что тут не обошлось без причинно-следственной связи: между 32 и 35 годами мое понимание математики невероятно выросло. Впервые я в полной мере почувствовал, что по праву нахожусь на своем месте. Мои исследования впечатляюще продвинулись вперед. Я искренне горд теоремами, которые тогда доказал.

Разумеется, я поделюсь с вами техникой, которую преподал мне Серр, но сначала надо объяснить, в каком контексте она возникла.

Прежде чем новые математические результаты будут записаны и опубликованы, их обычно представляют в устной форме на семинарах и конференциях.

Я всегда очень любил выступать с математическими докладами. Формат вызывает робость, особенно выступление у доски: обычно доклад занимает час, вы один с мелом в руке, а в аудитории сидят специалисты, которые бесстрастно глядят на вас и в любой момент прерывают вопросами. Блефовать тут особо негде. Это и будоражит кровь.

Я прекрасно помню свой первый научный доклад: дело было в 1997 году, в Кембридже, в институте Исаака Ньютона. Я был аспирантом и ощущал абсолютный ужас. Чтобы справиться с собственной неуверенностью, я решил выстроить доклад на таком элементарном уровне, на каком только возможно, что потребовало огромной подготовительной работы. Я искал способ рассказать историю с помощью самых простых мысленных образов и самых естественных логических цепочек.

В некотором роде я старался сделать доклад, который минимизирует затраты умственной энергии – как моей собственной, так и аудитории. Хорошей метафорой будет скалолазание: чтобы подняться на скалу, нужно найти такой путь и совершить такую последовательность действий, которые не потребуют почти никаких усилий. Успех возможен, только когда подниматься легко. Если путь труден – то будет очень, очень больно.

Доклад стал для меня откровением. Я осознал, что, именно объясняя другим, я по-настоящему понимаю собственные результаты. Это явление хорошо знакомо математикам, которые превратили его в поговорку: единственная польза от уроков математики – они позволяют преподавателю что-то понять.

Лучший способ понять мои собственные математические изыскания – вообразить, что я должен их объяснить ученикам. Играя в дурачка сам с собой, я в конце концов нахожу способ представить мои результаты как нечто очевидное.

Такой минималистичный подход стал моим стилем докладов, в противовес герметическому стилю и техническому выпендрежу, за которыми любят прятаться молодые математики. Вначале я боялся, что наивность моих выступлений сыграет против меня. Был риск, что меня не воспримут всерьез. Но произошло как раз обратное. Чем проще были мои доклады, тем больше люди были уверены, что я умный.

Однажды я должен был выступать с докладом на семинаре Шевалле – семинаре по теории групп в Париже. У меня было не очень много новых результатов, но это дало повод еще больше упростить доклад.

Когда я вошел в аудиторию, там было около 15 ученых, в глубине еще сидели несколько студентов. За пару минут до начала доклада вошел Серр и сел во втором ряду.

Я был очень рад, что он в зале, но сразу же предупредил его: есть риск, что доклад его не заинтересует, он носит научно-популярный характер, и я собираюсь объяснять действительно базовые вещи.

Чего я ему, конечно, не сказал – что его присутствие меня пугает. Тем не менее я не собирался поднимать уровень доклада только из-за него. Я просто следил, не снимает ли он очки, потому что этот жест означал бы, что он скучает и больше не слушает. Тут все было спокойно – он оставался в очках до конца.

Я сделал доклад, как сделал бы и без него, обращаясь ко всей аудитории, в частности к студентам в глубине зала – нескольким аспирантам и двум студентам Высшей нормальной школы (я был очень рад, что они слушают и вроде бы понимают).

Это был обычный доклад, скорее удачный, не слишком глубокий, но хорошо подготовленный, ясный и понятный. В конце семинара Серр подошел ко мне и сказал, слово в слово: «Нужно будет, чтобы вы объяснили мне еще раз, потому что я ничего не понял».

Эта история произошла на самом деле и погрузила меня в глубокое замешательство.

По всей видимости, Серр использовал глагол «понимать» не так, как большинство людей. Концепции и рассуждения в моем докладе не могли всерьез создать ему затруднения. Скорее всего, он хотел сказать, что понял то, что я объяснял, но не понял, почему это верно.

Это примерно как с суммой целых чисел от 1 до 100, где есть два уровня понимания. Первый – этап за этапом следовать за рассуждением и согласиться, что оно верно. Согласиться – не значит понять. Второй уровень – истинное понимание. Для него нужно видеть, из чего исходит рассуждение и почему оно естественно.

Обдумывая замечание Серра, я осознал, что в моем докладе было многовато «чудес», произвольного выбора утверждений и формул, которые работали, но я не вполне понимал почему. Серр был прав: это недоступно для осознания. Он помог мне обнаружить несколько очень больших дыр в моем понимании объектов и ситуаций, над которыми я тогда работал.

В последующие годы поиск объяснений для этих разнообразных «чудес» позволил мне заполнить часть дыр и получить важнейшие в моей карьере результаты. (На сегодняшний день некоторые чудеса так и не объяснены.)

Но больше всего меня волновала та резкость и смелость, с которой Серр выставил напоказ собственное непонимание.

Нужна была просто невероятная смелость, чтобы отмочить такую штуку: чинно выслушать весь доклад, а потом заявиться к оратору и с улыбкой признать, что «ничего не понял». Я бы никогда не решился.

Почему он это сделал? Сначала я сказал себе, что это, должно быть, одна из тех штук, которые ты имеешь право делать, если ты Жан-Пьер Серр. Потом я осознал, что это можно истолковать и в обратную сторону: а что, если как раз благодаря этой технике и получился Жан-Пьер Серр?

Для очистки совести я решил попробовать сам.

Через несколько месяцев на одной конференции, за ужином, я оказался рядом с аспирантом. За десертом он начал объяснять мне, над чем работает. Разумеется, из его объяснений я ничего не понял. В конце ужина я отозвал его в сторону и сказал:

«Объясни мне, только помедленнее. Я ничего не понимаю в твоей теме. Считай, что у меня была тяжелая черепно-мозговая травма и теперь мне очень сложно удерживать внимание».

Это рассмешило его, и он любезно принялся объяснять мне медленно и спокойно, с самого начала, с основ его области, которые, как предполагалось, я знаю, но которые до сих пор мне так и не удалось понять.

В его объяснении не было ничего общего с тем, что он скормил мне за ужином. Он использовал другие слова и говорил о других вещах. Словно у него было два совершенно разных способа рассказывать о теме своего исследования. Было меню для туристов – официальное объяснение, которое он выдавал каждый раз, когда хотел выглядеть серьезно, – и меню для своих – его собственный простой и интуитивный способ понимать суть дела.

Поскольку мой статус состоявшегося ученого был выше его статуса студента, сначала он захотел впечатлить меня и выдал мне меню для туристов. Сыграв на собственной бездарности, я дал ему разрешение говорить со мной как с равным и рассказывать все так, как он сам это понимал.

Еще одно преимущество техники Серра – заранее снизить градус драматичности по поводу всех глупых вопросов, которые неизбежно захочется задать. Вместо того чтобы задавать их в час по чайной ложке и чувствовать, что сдаешь назад и теряешь достоинство с каждой минутой разговора, куда удобнее ляпнуть с самого начала: да-да, я собираюсь задать кучу тупых вопросов, более того, я буду по несколько раз подряд задавать одни и те же тупые вопросы.

Математическую беседу затевают, чтобы что-то узнать, а не чтобы испытывать унижение.

Иногда половина времени уходит на повторение основ, которые вы не вполне поняли, – а иногда даже не половина, а все время. Но это все равно лучше, чем разговаривать о вещах, в которых вы ничего не понимаете. Если ваш собеседник не соглашается спуститься на ваш уровень, если он отказывается начинать с самых низов и вести вас за руку, не стоит комплексовать. Вероятно, вы наткнулись на самозванца, который изображает объяснение вам математики, но сам ее не понимает.

Красота этого подхода в том, что, согласившись показаться идиотом, вы впечатлите окружающих своей уверенностью в себе.

Техника Серра проста и могущественна. На первый взгляд она доступна всем. Казалось бы, что бы вам помешало посмотреть людям в глаза и с улыбкой до ушей сказать, что вы ничего не поняли и вам нужно все заново объяснить с самого начала. Очевидно, что это не требует определенного коэффициента интеллекта.

А вы попробуйте – и увидите.

На вид это выглядит просто. Но это не просто на самом деле. Бывает трудно блефовать, изображать, что понимаешь. Но еще труднее полностью перестать блефовать, задать без фильтров и без стыда все глупые вопросы, пришедшие на ум. Техника Серра – это социальная версия того, что в главе 7 мы назвали позицией маленького ребенка. Она требует отличного владения телом и эмоциями, потому что мы инстинктивно стремимся скрыть свое незнание.

Серр научил меня, что лучше действовать откровенно, как дикарь, а не красться на цыпочках. Раз уж приходится признаваться в том, чего стыдишься и что хотел бы спрятать, так пусть это превратится в комедию. Юмор – прекрасное оружие против страха. Доводя до абсурда признание в собственной ограниченности, вы можете создать зону детской свободы, где все вопросы разрешены.

В конце главы 9 я уже упоминал интервью Пьера Делиня по случаю вручения ему Абелевской премии в 2013 году. Оно стало для него поводом поделиться своим взглядом на математические задачи и вспомнить решающие моменты собственной карьеры. Вот как Делинь рассказывает о первой встрече с Гротендиком, когда тот еще не стал его научным руководителем.

Делинь, тогда еще юный студент, отправился на семинар Гротендика, внушавшего ему робость своей мощной фигурой и бритой головой. Во время доклада Гротендик без конца говорил о «когомологии» – математическом понятии, лежащем в основе его работ, где оно переформулируется в абстрактном контексте теории категорий. Но Делинь ничего в этом не понимал. После доклада он подошел к Гротендику и попросил объяснить ему, что такое когомология.

Это примерно как выслушать доклад Эйнштейна и подойти к нему спросить, что такое относительность. Полвека спустя Делинь был по-прежнему восхищен реакцией Гротендика:

«Кто-то подумал бы, что, раз я не знаю, что это, то и говорить со мной не о чем. Но его реакция была совсем не такой. Он с большим терпением принялся мне объяснять, – это терпение и доброжелательность поразили Делиня и позволили ему раскрыться: – Он был невероятно мил, можно было задавать ему вопросы, которые казались абсолютно глупыми. С ним я ничего не стеснялся, я задавал совершенно банальные вопросы и эту привычку сохранил до сих пор. Когда я слушаю доклад, то сажусь в первых рядах, и если я чего-то не понимаю, то спрашиваю, даже если предполагается, что знаю ответ».

Это не просто какая-то незначительная история. Если Делинь решил привлечь к ней внимание, это потому, что он знает, насколько это сложно. Он видел, как множество математиков терпели крах именно в этой точке, потому что не могли достичь нужного уровня ясности и прозрачности. Самая большая сложность в математике – преодоление собственного стыда, инстинкт бегства, рефлекторное стремление все скрыть. Весь вопрос в хладнокровии и непосредственной вовлеченности.

Серр, Делинь, Тёрстон, Гротендик: все эти исключительные математики делают акцент на одном и том же. Это не совпадение. Борьба с нашими комплексами и с вызовами, которые мы должны преодолевать, – это и есть сама суть математической работы.

Не понимать – нормально. Бояться – нормально. Бороться, чтобы сдержать страх, – нормально. Более того, в этом и состоит задача.

В начале 1649 года Рене Декарт получил через посла Франции в Стокгольме приглашение от королевы Кристины Шведской. Ей хотелось, чтобы он приехал давать ей частные уроки.

Прежде чем согласиться, Декарт хотел убедиться в серьезности королевских намерений. Он предупредил посла: если это просто каприз и у королевы нет достаточной мотивации, чтобы учиться по-настоящему, он не поедет.

Годом ранее он лишь зря потерял время, приняв приглашение в Париж: «…если бы только люди, пригласившие меня, как-нибудь использовали мое присутствие. То, что они этого не сделали, рассердило меня больше всего; никто не желал ничего другого, как видеть мое лицо»[18]. Вот цена известности. У него возникло ощущение, что его пригласили не ради его идей, а «исключительно в качестве редкости, как слона или пантеру».

За три века до Эйнштейна Декарт стал одним из первых ученых, получивших статус «рок-звезды».

В конце концов он принял приглашение королевы Кристины и отправился в Стокгольм, где и умер от пневмонии 11 февраля 1650 года, в возрасте 53 лет. Есть мнение, что, когда его тело везли на родину во Францию, череп был похищен и переходил из рук в руки на черном рынке на протяжении двух веков. Владельцы один за другим выцарапывали на нем свои имена, словно этот череп обладал магическими способностями, которые могли бы получить и они. Череп окончил свой путь в Музее человека в Париже и лежит там рядом с черепом австралопитека.

Мы уже знаем эту историю очарования гениальностью наизусть. По сути, с самого начала мы рассказываем один и тот же сюжет.

Двенадцатью годами ранее, в 1637 году, еще не став знаменитостью, Декарт опубликовал автобиографический рассказ «Рассуждение о методе», где описал свой интеллектуальный маршрут. Он поделился методом работы и рассказал, как стал величайшим математиком своего времени.

С первых же страниц его послание ослепительно ясно: он не как-то особо одарен, у него просто иной способ смотреть на вещи.

«Что касается меня, то я никогда не считал свой разум более совершенным, чем у других, и часто даже желал иметь столь быструю мысль, или столь ясное и отчетливое воображение, или такую обширную и надежную память, как у некоторых других».

Декарт изумлен мощью собственного интеллекта. Он осознает, что его творческие способности могут показаться магией. Но утверждает, что их источник куда проще и прозаичнее. Это прямое следствие открытия, которое ему посчастливилось сделать в юности: «…Метод, с помощью которого я могу, как мне кажется, постепенно увеличивать мои знания и довести их мало-помалу до высшей степени, которую позволяет достигнуть посредственность моего ума и краткий срок жизни».

Этот метод, как нам описал его Декарт, по-детски прост. Он задействует лишь один ресурс мозга – «здравомыслие», которым мы все обладаем. У всех нас есть потенциал, чтобы стать Декартами. Чтобы не осталось никакого места для двусмысленности, книга Декарта открывается фразой в форме лозунга: «Здравомыслие есть вещь, справедливее всего распространенная в мире».

У нас так и не состоялась та пресловутая дискуссия с Эйнштейном. «Урожаи и посевы» – герметический, практически нечитаемый текст. Зато «Рассуждение о методе» – один из самых читаемых и комментируемых текстов за всю историю мысли. И как так получилось, что четыре века спустя почти никто не знает о существовании метода отлично разбираться в математике?

Наша коллективная неспособность прочесть Декарта – необычайное явление. Мы делаем вид, что читаем, что понимаем, что находим это важным, но на самом деле мы категорически отказываемся принимать его всерьез. В глубине души мы убеждены, что он над нами смеется.

История этого непонимания – это история проблем с математикой, но не только. Масштаб непонимания на самом деле ужасает.

Ведь Декарт не ограничился математикой. После того как он разработал столь особенный метод, применяя его с железной дисциплиной, и подтвердил его действенность великими математическими открытиями, он решил использовать его, чтобы восстановить единство науки и философии.

Направление мысли, которое он создал таким образом, называется рационализмом. Наша наука и технологии – его прямые наследницы. Рационализм тоже столкнулся с пределами и подводными камнями, которых Декарт не ожидал, и к ним мы еще вернемся. Это ничуть не умаляет его успехов. Рационалистский подход живет в каждом из нас, и, нравится нам это или нет, все мы знаем, что рациональность зачем-то да нужна и что математика обладает неслыханным могуществом. Даже если нам весьма трудно объяснить почему.

Когда мы отказываемся принимать Декарта всерьез, мы отказываемся понимать саму рациональность.

«Рассуждение о методе» – это не теоретическая работа. Это личное свидетельство, где Декарт описывает несколько мысленных техник, опробованных на самом себе. Он утверждает, что эти техники позволили ему улучшить когнитивные способности, прибавить себе уверенности и совершить большие открытия. В доказательство продвижения вперед он сопроводил свой рассказ тремя научными текстами, в число которых вошла «Геометрия», математический труд, революционный до такой степени, что он перестроил наш язык и воображение (впервые в истории Декарт использовал букву x для обозначения неизвестного).

«Рассуждение о методе» – это книга о личностном развитии, чей посыл очень прост: мы способны сами выстроить свой интеллект и уверенность в себе.

Когда ты математик, ты регулярно натыкаешься на людей, обращающихся к тебе со словами «ты-то рациональный», «ты-то любишь логику» и хуже всего, конечно, «ты-то считать умеешь».

Это всегда плохой признак, потому что за этими словами всегда подразумевается что-то вроде «ты-то вообще негибкий», «ты-то вообще в человеческих отношениях не разбираешься» или «на тебя-то я сейчас и вылью все разочарование, накопившееся за школьные годы».

У рациональности почти такая же плохая репутация, как и у математики. Она тоже существует в двух вариантах. Видимая сторона рациональности – это выстроенные и структурированные речи, достоверное знание, наука и техника. Школа преподает нам эту официальную версию с переменным успехом.

Скрытая сторона рациональности, ее тайное и личностное измерение, остается неизвестной большинству, как будто мы намеренно выбрали спрятать ее от посторонних глаз.

В главе 11 я представил рациональность как синоним Системы 2 (механической мысли, следующей законам логики). Это удобное упрощение, потому что многие понимают ее именно так. Но оно создает очень большие проблемы. Противопоставляя рациональность Системе 1 (мгновенной интуитивной мысли), мы, по сути, противопоставляем ее человеческому пониманию. Неудивительно, что такая версия рациональности считается сухой и неприятной и мало кого может соблазнить.

Тем не менее находятся те, кто хочет нам ее навязать. Чаще всего они занимают позицию презрительного превосходства. Фраза «Будь рационален» – это их способ говорить нам «доедай суп», «учи уроки», «откажись от своих желаний», «уважай авторитет», «разделяй мое мнение». Они приказывают нам быть рациональными, но категорически неспособны объяснить нам, в чем именно это заключается. Они претендуют на статус Декарта, не в силах измерить глубину собственной нелепости. Они даже не задаются одним глупым и очевидным вопросом: будь у Декарта такие корявые мысли, мог бы он заворожить своих современников, «как слон или пантера»?

Если вы возьметесь за «Рассуждение о методе» с целью найти там апологию Системы 2, вам придется спуститься с небес на землю. Великое нововведение Декарта – поместить интуицию и субъективность в центр деятельности познания. Он с подозрением относится к устоявшемуся знанию и тому, что написано в книгах. Он не принимает на веру авторитетные слова. Он предпочитает все реконструировать сам, у себя в голове. Его метод странно похож на метод Эйнштейна, Тёрстона и Гротендика. Речь идет, разумеется, о Системе 3, о медленном диалоге между интуицией и логикой с целью заставить интуицию развиваться.

Декарт этого не скрывает: его метод – метод математиков. Он описывает его, не упоминая ни рациональность, ни рационализм. Этих слов еще не существует. Их изобретут потом, чтобы определить его действия. А уж сошел бы Декарт сегодня за «рационального человека» – судить вам.

Рене Декарт родился в 1596 году в маленьком городке в центре Франции, который жители с тех пор решили переименовать в Декарт. Мир, в котором жил Декарт, был очень непохож на наш. Чтобы понять его мысль, сначала нужно понять его мир.

Лучший способ испортить себе чтение «Рассуждения о методе» и полностью упустить его посыл – рассматривать его как работу лучшего ученика в классе, дающего советы, как получать хорошие оценки, или ученого, объясняющего, как вести научную работу по всем правилам и добиться одобрения коллег.

Жизнь Декарта не соответствует современному стереотипу о научной жизни. Он не строил карьеру в университете и никогда не зарабатывал себе на жизнь пером. Несмотря на блестящую учебу, он решил прервать занятия, чтобы отстраниться от образования, которое он уподоблял мошенничеству:

«Что касается ложных учений, то я достаточно знал им цену, чтобы не быть обманутым ни обещаниями какого-нибудь алхимика, ни предсказаниями астролога, ни проделками мага, ни всякими хитростями или хвастовством тех, что выдают себя за людей, знающих более того, что им действительно известно».

Декарт бежит от «умозрений, не завершающихся действием», и предпочитает учиться напрямую у «великой книги мира», отправляясь в места, где случаются разные события:

«Я […] употребил остаток моей юности на то, чтобы путешествовать, видеть дворы и армии, встречаться с людьми разных нравов и положений и собрать разнообразный опыт, испытав себя во встречах, которые пошлет судьба».

Декарт говорит сам: главная страсть его жизни – поиск истины.

Очень просто шутить, насмехаться, снисходительно поглядывать с высоты нашей современности, делать вид, что понятие «истины» стало старомодным или затасканным. Но именно здесь Декарт многому может нас научить.

Пока мы путаем рациональность и логику, сводим суть истины к ее социальному и языковому измерению и видим в ней лишь вопрос консенсуса или авторитета, мы полностью упускаем картезианский подход[20].

Для Декарта истина – вопрос жизни и смерти. Он в высшей степени воплощает этот уникальный и мощный аспект математической психологии: его связь с истиной есть плотская связь.

«Я же всегда имел величайшее желание научиться различать истинное от ложного, чтобы лучше разбираться в своих действиях и уверенно двигаться в этой жизни».

Декарту нет дела до показных истин, до того, что считается истинным, потому что того требует традиция, потому что так утверждает такой-то или такой-то – или просто потому что это правдоподобно. Его интересуют истины надежные, которые не изменятся на следующий день, на которые можно опереться, чтобы построить самого себя, стать сильнее и увереннее и принимать правильные решения в жизни.

Истина Декарта – это своего рода боевое искусство. Это инстинкт, который развивается и воплощается в действие. Все остальное: споры философов, «мнения ученых» – просто болтовня, она его не интересует.

Декарт хочет «уверенно двигаться в этой жизни» и принимает это очень близко к сердцу. Его страсть к фехтованию много говорит о состоянии духа. Он ищет истину там, где есть какая-то задача, где немедленно «накажут», если «неправильно рассудил».

Несмотря на «ненависть к ремеслу писания книг», с 20 лет он пишет трактат о фехтовании в двух частях. Сейчас эта рукопись утрачена, но уцелевший пересказ показывает проснувшийся с ранних лет интерес Декарта к проблемам владения телом.

Если бы «Искусство фехтования» было опубликовано сегодня, эта книга стала бы настоящим бестселлером и стояла бы в разделе «Боевые искусства» или «Личностное развитие». Главное, чтобы вторая часть книги соответствовала заданной планке: «как неминуемо победить», если предположить, что противники – «двое мужчин равного роста, равной силы и с равным оружием».

Осторожно, современная интерпретация может полностью заслонить от нас тему. Для Декарта фехтование – это не хобби, которым занимаешься по выходным в клубе, в обществе приличных людей. И точно не метафора интеллектуальной дуэли. Фехтование – это именно что боевое искусство, то есть искусство сражения, и понимать это надо буквально.

В 20 лет Декарт, уверенный в своем теле и методе, вступил на путь, который считается мало способствующим развитию духа: он пошел на военную службу.

Рене Декарт[21]

Во времена Декарта умы Европы терзал один грандиозный вопрос: Солнце вращается вокруг Земли или Земля вокруг Солнца?

Нужно реально напрячь воображение, чтобы представить себе, что это на самом деле значит. В сегодняшней реальности никакой научный диспут не занимает умы с такой напряженностью. Да, идет активный спор между людьми, считающими, что Земля плоская, и теми, кто считает, что Земля круглая, но с научной точки зрения вопрос давно закрыт.

Поставив под сомнение традиционный взгляд, ставивший Землю в центр Вселенной, Коперник спровоцировал нечто куда большее, чем научный спор. Он поставил христианский мир перед экзистенциальным вопросом: всегда ли истина соответствует тому, что написано в книгах, или же мы, люди, обладаем способностью открыть ее сами?

В ночь с 10 на 11 ноября 1619 года в гарнизоне в немецком городе Нойбург 23-летний Декарт увидел подряд три сна.

Первый был довольно сложен, и в нем, в частности, была дыня, которую кто-то хотел подарить Декарту. По его мнению, она обозначала «прелести одиночества».

Во втором сне Декарт услышал гром. Он резко проснулся и увидел вокруг себя искры, словно комната была охвачена огнем. Здесь он тоже привел толкование: это «Дух истины» снизошел, чтобы овладеть им.

Третий сон был тем, что называется осознанным сновидением: посреди сна Декарт осознал, что спит, и начал толковать сон, продолжая его видеть.

У него на столе появился словарь. Он обрадовался и сказал себе, что это может быть ему полезно. Но затем его внимание привлекла другая книга, толстый «Сборник поэзии»; он принялся его листать, но тут появился незнакомец и показал ему стихотворный отрывок. Декарт узнал начало стихотворения «О пифагорейском "да" и "нет"» римского поэта Авсония и принялся искать его в сборнике.

Чуть позже Декарт осознал, что незнакомец и книги исчезли. Не просыпаясь, Декарт истолковал словарь как символ науки, а сборник поэзии – как символ философии и мудрости. Суть сна именно в этом: нужно реконструировать науку, вдохновляясь техникой поэтов, которые благодаря «божеству энтузиазма» и «силе воображения» могут обнаруживать «семена мудрости (что находятся в умах всех людей, как огненные искры в камнях) с гораздо большей легкостью и гораздо большим блеском, нежели способен сделать разум в философах»[22].

Так Декарт изобрел рациональность. Проснувшись, он не сомневался, что «Дух истины» пришел «открыть ему сокровища всех наук», рассказав, что истина находится не в книгах, а у нас в голове. Мы способны открыть ее сами, силой нашей мысли.

Для Декарта единственный надежный критерий истины – очевидность. Не первая очевидность, начальное озарение интуиции, которое часто бывает ложным, но очевидность, выстроенная намеренной и систематической работой по прояснению, вербализации и выявлению, предназначенной сделать вещи идеально понятными до прозрачности:

«Все представляемое нами вполне ясно и отчетливо – истинно».

Под знаком этого откровения пройдет вся его оставшаяся жизнь. В 1621 году Декарт оставил военную карьеру и посвятил себя науке.

Он начинает с арифметики и геометрии, «предметов простейших и легко познаваемых», в этих сферах он получает первые результаты и первую известность.

В математике он видит основу всякого знания, не только в техническом смысле, который с тех пор хорошо нам знаком (с XVII века математический формализм стал частью базового инструментария науки), но также – и прежде всего – в смысле внутреннем и первоначальном, укорененном в самых глубинах человеческой психологии.

Для Декарта опыт математического понимания – единственный, позволяющий действительно осознать, что такое «понимать». Этот опыт обладает насыщенным вкусом, уникальным и обескураживающим ароматом, действующими на нас как откровение. Математика – это духовное пробуждение. Она учит узнавать правильное физическое ощущение, которое должно повести нас по пути знания. Пока мы лично не познали эту кристально ясную форму истины, мы не в состоянии понять смысл слов «ясный» и «четкий», не в состоянии услышать, что нам хочет сказать Декарт, и, по его мнению, не в состоянии отправиться на настоящий поиск знания.

Около 1628 года он начинает работу над «Правилами для руководства ума»[23], первой попыткой изложить свой метод. Этот текст, который Декарт решил не публиковать, предваряет «Рассуждение о методе», созданное почти десятью годами позже.

Там он описывает математику как «оболочку», которую мы должны открыть, чтобы добраться до того, что прячется внутри:

«Нет ничего более бессмысленного, чем заниматься голыми числами и воображаемыми фигурами, так что может показаться, будто мы желаем найти успокоение в познании подобных пустяков».

«Когда я впервые направил ум на математические дисциплины, я сразу же перечитал большую часть из того, что обычно передаётся от авторитетов в этих науках […] мне тогда, пожалуй, не попались в руки авторы, которые бы меня вполне удовлетворили. […] но почему это обстояло именно так и каким образом было обнаружено, сами они, по-видимому, не показывали уму достаточно хорошо».

Философы Древней Греции отводили математике совершенно особое место. Они делали ее необходимым условием любой философии и любой науки. Согласно легенде, над входом Академии Платона была выгравирована надпись: «Не знающий геометрии да не войдет сюда».

Для Декарта было невозможно, чтобы речь здесь шла об официальной математике, которую преподают в школе и которая кажется нам такой «ребяческой и пустой»:

«Я вполне утвердился в подозрении, что они знали некую математику, весьма отличную от общепринятой математики нашего времени».

По его мнению, античным ученым определенно была доступна «истинная математика». Он предполагает, что «её впоследствии утаили с неким опасным коварством сами авторы; ведь подобно тому, что многие мастера делали, как стало известно, со своими изобретениями, авторы, возможно, опасались, что эта наука, поскольку она была самой лёгкой и простой, обесценилась бы, став общедоступной, и вместо неё предпочли показать нам как результаты своей науки, чтобы удивить нас, кое-какие бесплодные истины, остроумно доказанные на основании умозаключений, вместо того чтобы учить самой науке, которая не оставила бы никаких поводов для удивления».

«Правила для руководства ума» – провидческий текст, предвосхищающий темы, которые мы рассматривали с самого начала этой книги. Декарт сумел сформулировать глубокую истину, кажущуюся такой современной: главные проблемы в математике – то, что приводит нас в замешательство.

Его подход глубоко созерцателен. Он направлен на то, чтобы отыскать дорогу к изначальной ясности нашего ума. А значит, встреча с «истинной математикой» должна открыть нам доступ к «первым семенам истин, которые присущи человеческим умам от природы и которые мы в себе заглушаем».

Он отмечает, что проблема носит эмоциональный, а не интеллектуальный характер. Она связана с нашей социальной потребностью убедить как других, так и самих себя, что мы понимаем то, чего в реальности не понимаем. Это примерно как с прыжком в технике Фосбери: чтобы принять нужное положение, нужно отключить рефлекс бегства, внушающий, что это подвергнет нас опасности. Мы должны отвыкнуть от ложного понимания и склонности к блефу.

Инстинкт утаивания в особенности касается интеллектуалов, тех, кто считает «недостойным учёного человека признаться в своём незнании чего-либо». Они скрывают неверные убеждения под сложной аргументацией и «настолько привыкли приукрашивать свои ложные доводы, что впоследствии мало-помалу убедили самих себя и, таким образом, стали выдавать их за истинные».

Наша неуверенность настолько велика, что мы утратили саму идею о возможности истинного понимания. Поскольку мы отказываемся верить, что все может оказаться действительно простым, мы ищем знания не в том направлении – там, где сложно.

Декарт знает, насколько его рекомендации противоречат нашим инстинктам. И потому он энергично настаивает:

«Мы будем строго придерживаться его [метода Декарта], если шаг за шагом сведём запутанные и тёмные положения к более простым, а затем попытаемся, исходя из усмотрения самых простых, подняться по тем же ступеням к познанию всех прочих».

«В одном этом [правиле] заключается итог всего человеческого усердия […] Однако многие или не размышляют над тем, что оно предписывает, или вовсе не знают его, или предполагают, что в нём нет нужды».

«[Они] кажутся мне поступающими точно так же, как если бы они попытались одним прыжком преодолеть расстояние от самой нижней части до верха какого-то здания, пренебрегая ступенями лестницы, предназначенными для этой цели, или не замечая их».

«Если в ряде вещей, подлежащих изучению, встретится какая-либо вещь, которую наш разум не в состоянии достаточно хорошо рассмотреть, здесь необходимо остановиться».

Чего Декарт не говорит, так это того, что он столкнулся с очень серьезной проблемой. Она находится в самом центре его философии, и ему так и не удастся ее решить: пусть он опробовал этот метод на самом себе, пусть он знает, что метод работает, – но он не может объяснить почему.

Речь идет о проблеме, с которой сталкиваются все математики и о которой мы уже говорили. Сложно рассказать о невидимых действиях, которые мы выполняем в голове. Сложно сделать их осязаемыми и конкретными для других. Сложно найти рациональное объяснение, как это работает. Лексикон, которым мы располагаем для обмена мысленным опытом, настолько беден, что собеседнику очень быстро покажется, что мы несем чепуху и впадаем в полнейшую мистификацию.

Вся эта история про «Духа истины», который снизошел на Декарта, чтобы овладеть им, про «первые семена истин, которые присущи человеческим умам от природы», не кажется особенно серьезной. Но это единственное объяснение, которое может дать Декарт. Оно лежит в основе его дуализма: он представляет себе некую разделенность тела и духа. Наш дух, по его мнению, имеет нематериальную природу, он создан Богом по своему подобию, а потому, как по волшебству, способен постичь Истину.

Об этом веровании можно думать что угодно, но оно не самоочевидно. В любом случае оно не соответствует строгим нормам, которые Декарт задает самому себе: считать истинным лишь то, что настолько очевидно, что в нем невозможно усомниться.

С высоты нашего времени мы можем оценить масштаб проблемы. Объяснение, основанное на пластичности мозга, в XVII веке сформулировать невозможно. Во времена Декарта знания о человеческом теле были все еще очень примитивны. Он и сам считал сердце жаровней, кипятящей кровь. В то время медицинская практика еще сводилась к переодеванию в карнавальный костюм, чтобы заняться клизмами и кровопусканиями.

Декарт отнюдь не единственный из великих математиков в истории, кто давал сверхъестественное объяснение своему творческому потенциалу. Гротендик рассказывает в «Ключе к сновидениям», мистическом тексте, написанном после «Урожаев и посевов», что Бог приходит видеть сны внутри него, чтобы открыть ему истину.

Сриниваса Рамануджан, о котором мы еще поговорим в конце книги, утверждал, что теоремы открывает ему во сне богиня-покровительница его семьи Намагири Тхайяр.

Должен признаться, что подобные объяснения вызывают у меня некоторый скептицизм. Мы еще вернемся к этому в последних главах.

Возможно, именно потому, что Декарт предчувствовал, что убедить читателей будет трудно, он и забросил работу над «Правилами для руководства ума».

Он предпочел не излагать свой метод напрямую, а пустить его в дело. Он продолжал исследования по математике, физике и биологии. Продолжал путешествовать. Прожил несколько лет в Амстердаме, в квартале мясников, что позволяло ему получать в свое распоряжение трупы животных и проводить многочисленные вскрытия. Анатомия была одним из его главных интересов.

В начале 1630-х годов он работал над большим научным трактатом, в котором хотел объяснить все природные явления.

Но случилось то, что поставило под вопрос все его планы. В феврале 1633 года Галилей был осужден за ересь и заключен под домашний арест за то, что поддерживал тезисы Коперника.

Декарт, не намеренный рисковать собственной безопасностью, прервал работу и отказался от публикации трактата. Та же забота о безопасности ранее уже заставила его бежать в Нидерланды, протестантскую страну, где он был недосягаем для инквизиции.

Вместо полной публикации, которая была бы гарантией обвинительного приговора, он решился на частичную. Он извлек из своего трактата главы, которые с наименьшей вероятностью навлекли бы на него проблемы.

«Рассуждение о методе, чтобы верно направлять свой разум и отыскивать истину в науках» – это предисловие, которое Декарт добавил к сборнику, анонимно опубликованному в 1637 году. Три мини-трактата, следующие за этим предисловием («Геометрия», трактат по математике, «Диоптрика», трактат по оптике, и «Метеоры», где объясняются такие явления, как ветер, молния и радуга), представлены в качестве доказательств эффективности метода.

В отличие от «Правил для руководства ума», написанных крайне категоричным тоном, «Рассуждение о методе» начинается удивительно скромно.

Декарт словно бы осознал, что его история несколько грубовата и людям будет трудно ее проглотить. Кажется, он сам не до конца в нее верит. Вот как он описывает проблему на первых страницах книги. С одной стороны, он прекрасно понимает важность своих научных работ, не утруждаясь ложной скромностью. С другой – исходя из своих собственных ощущений он не считает себя особенно одаренным.

Из этого он делает вывод: его успех можно объяснить только этим пресловутым методом, который ему посчастливилось обнаружить. Но, как он сам признает, это выглядит слишком прекрасно, чтобы быть правдой:

«Впрочем, возможно, что я ошибаюсь, и то, что принимаю за золото и алмаз, – не более чем крупицы меди и стекла. Я знаю, как мы подвержены ошибкам во всем, что нас касается».

«Таким образом, мое намерение состоит не в том, чтобы научить здесь методу, которому каждый должен следовать, чтобы верно направлять свой разум, а только в том, чтобы показать, каким образом старался я направить свой собственный разум».

Одним словом, он здесь не для того, чтобы поучать нас. Как и «Урожаи и посевы», «Рассуждение о методе» – автобиографическое повествование, субъективное свидетельство, с которым каждый волен делать, что пожелает:

«Я надеюсь, что оно для кого-нибудь окажется полезным, не повредив при этом никому, и что все будут благодарны за мою откровенность».

Сомнение Декарта – это как щелчок языком Бена Андервуда: людям настолько трудно поверить, что это и вправду может работать, что они даже и не пытаются или бросают всё, прежде чем эта техника действительно начнет приносить результат.

За пределами математических научных кругов я, кажется, никогда не встречал человека, который реально принимал бы сомнение всерьез.

Что за расточительство! Великий математик старается рассказать, как добился успеха несмотря на интеллект, который он определяет как средний. Он пишет черным по белому, что его свидетельство не имеет никакой теоретической ценности, речь идет лишь о примере, «достойном подражания». Мы изводим поколения старшеклассников, внушая им, что это свидетельство представляет собой философский трактат. И почти никто не дает себе труд на самом деле попробовать.

Прежде чем закончить эту главу, потратим все же немного времени на разъяснение, что такое картезианское сомнение и личная выгода, которую каждый может из него извлечь. В конце концов, картезианское сомнение – это наилучшее возможное введение в фундаментальное понятие, которого мы до сих пор почти не касались: понятие математического доказательства.

В школе нас учат, что картезианское сомнение есть сомнение методическое. Это способ донести, что метод основан на сомнении. Но такое выражение может вызвать путаницу. Легко спутать его с похожим словом и вообразить, что сомневаться нужно методично. Это совершенно невозможно, как невозможно методично влюбиться. Сомневаться можно лишь всем нутром. Картезианское сомнение – глубинное, идущее из самого нутра.

Стремиться к методичному сомнению – значит путать Систему 2, механическую мысль, с Системой 3, диалогом между интуицией и логикой.

Декарт не враждебен Системе 2. Например, он советует составлять списки, чтобы ничего не забывать. Но сомнение не относится к Системе 2. Нельзя сомневаться словами – сомневаться можно лишь молча и в мыслях. Сомнение – это интимное занятие. Если удовлетвориться изображением сомнения, не идти до конца, не втягивать его, как дым, это ровным счетом ничего не даст.

Изобретя сомнение, Декарт противопоставил себя официальному знанию. Он жил в мире, где истину еще путали с авторитетом: истина – это традиция, это то, что написано в книгах. Науки все еще наследуют подход Аристотеля, которому уже 2000 лет. Научная деятельность заключается в том, чтобы компилировать и пытаться структурировать завалы хлама, который считается истинным на 99 % (или о котором кто-то предположительно серьезный сказал, что он верен на 99 %, а может, на 80 % или 51 %, кто знает).

Например, когда Аристотель объясняет, почему земля круглая, он громоздит друг на друга разнородные аргументы, почерпнутые в других книгах. Чем больше аргументов, тем более убедительным считается доказательство. Вплоть до момента, когда он объясняет нам, что слоны водятся в Африке, но также и в Азии, значит, все это сходится на другой стороне, значит, Земля круглая.

Сомневаться – значит «принюхаться» к рассуждению и почуять, что что-то здесь не клеится. Разрешить себе сказать: «Что, правда?»

Позиция Декарта очень проста: он утверждает, что то, что вероятно, а то и верно на 99.99 %, но все же не на 100 %, – возможно, интересно, но с научной точки зрения ничего не стоит, потому что на этом нельзя ничего построить.

Учить картезианскому сомнению сложно, потому что это не знание и не способ аргументации, а потому его трудно оценить. Никто не может сомневаться на листе бумаги. Сомнение – это тайная психомоторная деятельность, невидимое действие.

Сомневаться в чем-то – значит быть способным представить сценарий, пусть даже неправдоподобно невероятный, где это может быть неверно.

Декарт приглашает нас усомниться не только в том, что говорят другие, но также – и в первую очередь – в наших собственных убеждениях. Это сама суть его метода, и именно здесь нам труднее всего последовать за ним. Поставить под сомнение собственные убеждения – все равно что прыгнуть, откидываясь на спину, головой вперед: инстинкт говорит нам, что это опасно. Мы боимся показать уязвимые места нашей психики, погрузиться в глубину, рухнуть в бездонный колодец, где мы больше никогда ни в чем не будем уверены. И мы совершенно не понимаем, что мы могли бы выиграть от такого подхода.

Тот, кто не занимался математикой, действительно склонен думать, что речь идет о бездонном колодце. Уровень уверенности, которого требует Декарт, кажется недостижимым.

Математика дает нам примеры истин, которые могут привести к абсолютной уверенности. Речь идет не только о поверхностных истинах вроде 2 + 2 = 4, но и о глубинных, действительно интересных и совершенно неочевидных на первый взгляд. Мы приведем несколько ярких примеров в следующей главе.

Только через безжалостное сомнение, вынуждающее прояснять и уточнять каждую деталь, пока все не станет прозрачно, в конце концов удается получить нечто очевидное. Сомнение – это техника прояснения ума. Оно служит для созидания, а не для разрушения.

За пределами математики оказывается, что уровня уверенности, которого требует Декарт, достичь невозможно по глубинным причинам, связанным с работой нашего языка и мозга, и эти причины лишь недавно были изучены (мы к этому еще вернемся).

Это ничуть не умаляет мощи и полезности картезианского сомнения. Послание «Рассуждения о методе» в плане личностного развития выходит далеко за пределы математики и поиска вечных истин.

Чтобы услышать это послание, крайне важно понять личность и мотивацию Декарта. Он отвергает скептиков, «которые сомневаются только для того, чтобы сомневаться, и притворяются пребывающими в постоянной нерешительности».

Его цель, как мы видели, прямо противоположна: он хочет «уверенно двигаться в этой жизни».

Его подход к сомнению тесно связан с его любовью к интуиции: он определяет ее как «то, что представляется моему уму столь ясно и отчётливо, что никоим образом не сможет дать повод к сомнению».

Таким образом, сомнение соответствует теневым областям интуиции. Чтобы действительно в чем-то усомниться, недостаточно сказать, что сомневаешься, нужно искренне считать вероятным, что это может быть неверным. А для этого нужно сформировать в голове образ, который допускает, что для сомнения есть место. Если сделать это не удается – ты не сомневаешься, а уверен, как в том, что 2 + 2 = 4. Но как только удается вообразить сценарий, где нечто могло бы быть неверным, сомнение тут же запускает процесс перестройки мысленных представлений.

Поскольку картезианская версия сомнения задействует воображение, она похожа на техники, описанные в предыдущих главах, но касается не чисел или геометрических форм, а самого понятия истины.

Сомнение Декарта – это универсальная техника перепрограммирования интуиции.

А потому неудивительно, что из-под пера Декарта выходят советы, очень похожие на советы Гротендика и Тёрстона. Так, он призывает нас к полному вовлечению во имя когнитивного развития:

«Следует воспользоваться всеми вспомогательными средствами разума, воображения, чувства и памяти […] для отчётливого усмотрения».

Декарт нигде явно не говорит о пластичности мозга. Это понятие выделится в отдельную концепцию лишь через несколько столетий после его смерти. Но совершенно очевидно, что он описывает именно это, подчеркивая преимущества своего метода удивительно точными словами: «Пользуясь им, я чувствовал, что мой ум мало-помалу привыкает представлять предметы яснее и отчётливее».

Декарт открыл, что, когда мы искренне предаемся самонаблюдению, прислушиваемся к нашим когнитивным диссонансам, силимся уловить самые мимолетные мысленные образы и облечь их в слова, набираемся смелости, чтобы взглянуть в лицо внутренним противоречиям нашего воображения и хладнокровия, чтобы отстраниться от предрассудков и взглянуть на вещи как они есть, – то в результате наши мысленные представления меняются, становятся сильнее, надежнее, точнее и эффективнее.

То, что открыл Декарт, на самом деле свойственно человеческому телу.

В этом плане вездесущие у Декарта зрительные метафоры весьма поразительны. Когда он заявляет, что истина – это нечто «ясное» и «отчётливое», можно сказать, что он практически дает ей неврологическое определение. Его метод напоминает методы Тёрстона и Бена Андервуда: это метод, чтобы научиться видеть.

Подобный метод способствует глубокому пониманию, которое ослепляет Декарта, как и всех, кто с ним встречается. Это опыт, после которого никто не остается прежним, что стоит всех затраченных усилий.

Сомнение – это секрет не только творческого потенциала Декарта, но и его неправдоподобного апломба. Если читать «Рассуждение о методе» таким образом, то оно преподнесет важнейший урок уверенности в себе. Версия рациональности Декарта – конкретная, личная, она коренится в самых глубоких наших устремлениях. Это деятельность, которая укрепляет нас и заставляет расти. Следующая фраза принадлежит Гротендику, но ее вполне мог бы написать и Декарт:

«Эта уверенность есть одна из граней внутреннего расположения, другая сторона которого – открытость сомнению: любопытство, исключающее всякий страх в отношении собственных ошибок, что позволяет постоянно выявлять и исправлять их»[24].

Нахалы, которые обожают, когда им возражают, выпендрежники, которые улыбаются, когда им доказывают их неправоту, догматики, готовые за одну секунду изменить мнение, – этот уникальный психологический настрой я встречал лишь у очень хороших математиков.

Если бы мысленные действия математиков были видимыми, в исследовательских лабораториях фасады были бы стеклянными. Прохожие останавливались бы поглазеть на ученых, как на кайтсерферов или скалолазов. А в старших классах математика обогнала бы по популярности скейтборд.

Теряя возможность подражать, мы теряем гораздо больше, чем основной метод обучения. Мы также теряем основной принцип возникновения желания.

В детстве никому не пришлось внушать вам желание кататься на велосипеде. Никому не понадобилось убеждать вас, что это пригодится в жизни или станет хорошим пунктом резюме.

Подобные вопросы никогда не приходили вам в голову. Вы увидели, как другие дети катаются на велосипеде. Вам понравилось, и вы захотели так же.

Физические принципы, управляющие движением велосипеда, известны с 1687 года, когда Исаак Ньютон опубликовал свой фундаментальный труд по физике «Математические начала натуральной философии» (Philosophiae Naturalis Principia Mathematica), где сформулировал два великих закона рациональной механики: всемирное тяготение и принцип инерции. Велосипед изобретут лишь два века спустя. Если бы его подарили Ньютону на день рождения – он бы отказался на него сесть. Скорее всего, он бы счел эту идею нелепой и опасной. Он даже принялся бы доказывать вам, что на велосипеде невозможно удержаться в равновесии. Но если бы вы подали ему пример – он был бы весьма заинтригован.

Если бы я мог показать математические действия в моей голове, они бы много кого заинтриговали. Но говорить об этом бесполезно. Я никак не могу их показать. И никак не могу напрямую ими поделиться.

Если нужно внушить желание, я действую иначе. Вместо того чтобы рассказывать, что интересует лично меня, я выбираю более доступные темы, стараясь создать приятные эмоциональные ощущения. В конце концов, мне внушил желание заниматься математикой именно эмоциональный опыт.

Я прекрасно помню свои ощущения, когда впервые увидел кайтсерферов. Я сказал себе, что это невозможно. И в то же время я видел, что это возможно. Я очень долго смотрел на них.

Что-то подобное заинтриговало меня и при встрече с математикой. Она показалась мне слишком трудной, слишком абстрактной, слишком непонятной. Заниматься математикой, казалось, было невозможно. И в то же время это возможно.

Сложность математики, головокружение и ужас, которые она нам внушает, лишь первая часть эмоционального опыта. Вторая – невероятное ощущение могущества и волшебства, исходящее от глубинного понимания предмета, когда в конце концов обнаруживаешь, что это было не просто возможно, а еще и легко.

Более того, это было легко с самого начала, просто ты не замечал.

Каждый, кто обучается математике, повторяет этот двойственный опыт ужаса и мощи. Если вы не любите острые ощущения, математика не для вас.

Хорошая тема для популяризации математики – та, что позволяет испытать это двойственное ощущение без необходимости обложиться специализированным техническим инструментарием.

В идеале надо отталкиваться от лексикона и интуиции ученика начальной школы. Если я хочу рассказать об ужасе и мощи математики, то предпочитаю начинать с открытий Георга Кантора (1845–1918).

Концепция бесконечности входит в число понятий, которые с давних пор на протяжении множества тысячелетий символизировали немыслимое. У нас было право говорить о бесконечности, но лишь загадочным и напыщенным тоном. Это была такая пафосная манера говорить, не сказав ничего по существу и напустив на себя глубокомысленный вид. Не было поводов говорить о бесконечности прагматично и небрежно, как мы говорим о числе 5 или о прямой, пересекающей окружность в двух точках.

Сказать что-то точное и конкретное о бесконечности было сродни отправлению на Луну – воплощенный пример невозможного. Вплоть до того дня, когда Кантор осознал, что это возможно. Самое невероятное – более чем через столетие после столь зрелищного открытия большинство людей все еще не в курсе этой новости.

Когда мне встречается человек, который не знает, что существует несколько уровней бесконечности, для меня это примерно так же, как если бы я встретил человека, не знающего, что счет не ограничивается числом 5.

Возьмем плоскость с сеткой на ней. Я нарисую только маленький кусочек этой плоскости, но вам понятно, о чем я говорю: вот расчерченный лист бумаги, который со всех сторон распространяется в бесконечность.

В этой бесконечной сетке бесконечное количество белых клеток. Обычно люди понимают это утверждение, находя его простым и конкретным.

Бесконечная прямая также содержит бесконечное количество точек. Это обычно тоже всем ясно. Все понимают такой рисунок:

В сетке больше клеток, чем точек на прямой? Или одинаковое количество? Или, может быть, точек на прямой больше, чем клеток в сетке?

Я слышал смешки в ответ на эти вопросы. Люди были убеждены, что говорить о бесконечности – удел мистиков и теологов. Две типичных реакции: «вопрос не имеет смысла» и «бесконечности не существует».

Надо определиться: если бесконечности не существует, то не существует и прямых, или в них имеется только конечное количество точек. Математические абстракции не более и не менее реальны, чем остальные абстракции, которыми мы манипулируем. Существует ли на самом деле красный цвет? А электроны? Справедливость и свобода существуют на самом деле? В главе 18 мы поговорим о непреодолимых концептуальных трудностях, которые вызывает столь прагматичное и конкретное понятие, как слон: в каком-то смысле ведь слонов не существует. И это совершенно не мешает нам говорить о слонах, задавать конкретные вопросы о слонах и давать на них осмысленные ответы.

Кантор осознал, что лексикон множеств позволяет придать довольно точный смысл вопросам об уровнях бесконечности.

Понятие множества очень древнее. Его используют с античных времен, неформально, и никто не нашел в нем ошибок и не дал себе труда присмотреться поближе. Можно было говорить о «множестве домов на моей улице», «множестве яблок, лежащих перед тобой» или «множестве всех целых чисел», и все понимали, о чем речь. Это слово воспринималось как слово из повседневного языка, а не математический концепт.

Исходя из интуитивного понимания, что такое множество, Кантор придумал простой, но весьма выразительный лексикон. Его определения не сложнее нашей теории осязания из главы 8. Благодаря этому лексикону можно придать очень точный смысл нашим недавним вопросам и дать на них столь же неожиданный, сколь и ясный ответ.

Теорема: в прямой больше точек, чем клеток в сетке.

Самое поразительное – вот это все, от начальных определений до доказательства теоремы, можно объяснить ученику начальной школы, поговорив с ним меньше часа. Иначе говоря, решение задачи, считающейся не просто неразрешимой, а откровенно немыслимой с незапамятных времен, лежит прямо перед нами, и, желая найти его, мы можем управиться за час.

Я не шучу: мне случалось за чашкой кофе у друзей объяснять это их детям и тем было действительно интересно.

Вот в очень сжатом и неполном виде основные тезисы доказательства. Бесконечность клеток в сетке называется исчислимой: можно пронумеровать все клетки целыми числами (например, начать с произвольной стартовой клетки, отметив ее 0, затем пронумеровать от 1 до 8 клетки, окружающие клетку 0, и так далее, двигаясь по замкнутым квадратам до бесконечности). Кантор открыл, что, напротив, прямая неисчислима: бесконечность ее точек настолько велика, что их невозможно все пронумеровать целыми числами. Чтобы доказать это, он использует прием, который сегодня называется диагональным аргументом Кантора.

Я не буду письменно объяснять вам все детали, а предложу найти кого-то, кто объяснит вам это вживую. Как мы уже видели в главе 6, непосредственное общение неизмеримо эффективнее чтения. Последуйте советам из главы 13 и заставьте себя задать все глупые вопросы, которые придут вам в голову: а они у вас будут, гарантирую.

Сам Кантор был крайне удивлен мощью собственного подхода, полагая, что тот послан ему напрямую Богом. По поводу одного из самых неожиданных результатов (в прямой столько же точек, сколько и в плоскости) он признался в письме к другу: «Я это вижу, но не верю в это!»

Результаты Кантора были так новы и ошеломительны, что ему пришлось столкнуться с недоверием современников. Один влиятельный математик обозвал его «шарлатаном», «ренегатом» и «совратителем юношества». Одна из его статей была отклонена научным журналом с мотивацией, что она написана «с опережением на сто лет».

К концу жизни, измученный полемикой, Кантор погрузился в тяжелую депрессию. Он много раз ездил в санатории восстанавливать психику.

В конце концов его идеи одержали верх. С начала ХХ века понятие множества стало в математике центральным. Для моего поколения вообразить занятия математикой без множеств – все равно что вообразить жизнь без электричества.

Когда я хочу объяснить, что такое математическое доказательство, зачем оно нужно, и донести тот неповторимый вкус уверенности, выстроенной силой мысли, я люблю использовать примеры из теории узлов.

В математике узел – это способ скрепить два конца веревки. Например, вы можете замкнуть веревку вот так:

Это простой узел. Веревка считается эластичной и неразрушимой: как бы мы ее ни теребили, не развязывая, узел от этого не меняется. Например, вы можете взять веревку, завязанную простым узлом, и потянуть ее, чтобы получить вот это:

Это все равно простой узел, просто он иначе нарисован. Если вы не можете мгновенно увидеть, как перейти от первого рисунка ко второму, и у вас несколько пухнет голова, не волнуйтесь. Это нормально. Если так будет проще, можете воспользоваться настоящей веревкой.

Самый простой способ замкнуть веревку – вот такой:

Это тривиальный узел. В некотором роде это ноль в мире узлов: узел, где нет узла как такового.

Конечно, можно нарисовать тривиальный узел иначе, например так:

Зрительно вполне очевидно, что на самом деле веревка не завязана и перед нами по-прежнему тривиальный узел. Но существуют другие способы нарисовать тривиальный узел, где уже совсем неочевидно, что это он. Например, его можно нарисовать так:

Мысленно распутать этот рисунок без помощи веревки или бумаги и карандаша уже совсем непросто. Несмотря на мою натренированность в манипулировании такими вещами, мне потребовалось немало времени, чтобы понять, что делать. Если у вас получится за несколько минут, без особой тренировки – браво, это очень сильно! Когда получится в первый раз, повторить будет уже намного проще.

Если честно, этот пример близок к пределу моей способности к визуализации. И этот предел остается далеко позади, когда нужно мысленно распутать заведомо более сложный рисунок тривиального узла, например такой:

Не знаю, существуют ли люди, способные мысленно распутать такую штуку и визуально убедиться, что узла на самом деле нет. Сама мысль приводит меня в ужас, голова пухнет от одной попытки такое вообразить.

Именно потому, что очень трудно увидеть, что на двух рисунках изображен один и тот же узел, теория узлов так интересна.

Стоит осознать, что существует бесконечное множество более или менее сложных способов нарисовать один и тот же узел, как становится понятно, что априори ничто не гарантирует, что два по-разному нарисованных узла на самом деле различаются. И возникает первый законный вопрос, например такой:

Действительно ли простой и тривиальный узлы различаются?

Иначе говоря, можете ли вы взять веревку, завязанную на простой узел, покрутить ее, чтобы развязать узел, не разомкнув веревку, и положить на стол просто в форме круга?

Если вы проведете эксперимент, у вас быстро возникнет впечатление, что это невозможно. На основании эксперимента можно сказать, что простой узел – это не то же самое, что тривиальный узел.

Я очень люблю этот пример, так как он наглядно иллюстрирует суть картезианского сомнения и радикального отличия между впечатлением и строгим доказательством.

Стоит и правда провести эксперимент, поиграв с веревкой 10 минут, и задать себе такой вопрос: насколько вы оцениваете свою уверенность, что простой узел действительно отличается от тривиального узла? 50 %? 80 %? 99 %? 99.99 %?

Спрошу даже намного грубее: были бы вы готовы дать руку на отсечение?

Что гарантирует вам, что нет какой-то извилистой тропки, невесть откуда взявшейся хитрости, которая позволит перейти от простого узла к тривиальному?

Это как с нерешаемыми на вид головоломками. Если у вас есть решение, вы уверены, что оно существует. Если нет решения, вам неочевидно, нет его вообще или просто вы его еще не нашли.

У всех нас складывается впечатление, что простой узел отличается от тривиального узла, но существование очень сложных рисунков тривиального узла показывает, что мы не может доверять первому впечатлению. Если веревка выглядит чудовищно запутанной, она необязательно запутана на самом деле.

Вполне реально представить, что можно распутать простой узел и обнаружить тривиальный, но для этого надо последовательно проделать настолько сложные манипуляции, что ни один человек пока не догадался, как это осуществить.

Итак, на первый взгляд кажется невозможным достичь 100 %-ной уверенности. Для этого понадобилось бы изучить бесконечное количество возможных способов завязывать узлы на веревке. Даже если мы провозимся с веревкой миллиард лет, мы опробуем лишь конечное число комбинаций.

Красота математического рассуждения как раз заключается в способности манипулировать столь мимолетными объектами, как узлы, и давать со 100 %-ной уверенностью ответы на вопросы, которые на первый взгляд кажутся абсолютно нерешаемыми.

Говоря «мимолетные объекты», я имею в виду, что это объекты, которые на первый взгляд как будто не могут быть четко выражены с помощью языка. Завязанная веревка – это не целое число. Она не похожа на что-то, что можно зафиксировать в уравнениях. Это нельзя уловить словами.

Пример с простым узлом весьма нагляден. Нам кажется, что веревка завязана, и ее нельзя развязать, не разомкнув. Но мы не можем сказать, в каком именно месте веревки расположен узел. Он находится не в какой-то конкретной точке, куда можно ткнуть пальцем. Мы чувствуем присутствие узла, но никак не можем действительно его найти.

Студентом я был крайне впечатлен, обнаружив, что возможно найти узлы средствами языка и дать полное доказательство результата со 100 %-ной уверенностью.

Теорема: простой узел отличается от тривиального узла.

Основные тезисы доказательства этой теоремы разъяснены в разделе «Для тех, кому нужно больше» в конце книги.

Заявлять, что все математические доказательства можно простыми словами объяснить неспециалистам, было бы ложью.

Задачи, которые проще всего поставить, иногда сложнее всего решить. Существует множество легко поставленных задач, решать которые мы вообще не умеем. И даже существуют легко поставленные задачи, которые мы умеем решать лишь чудовищно сложным способом, и считается, что простых решений у них нет.

Гипотеза Кеплера – идеальный пример. Она дает ответ на следующий вопрос:

Каков наилучший способ упаковать апельсины?

Великий астроном и математик Иоганн Кеплер (1571–1630) интуитивно нашел решение еще в 1611 году, но не сумел доказать, что оно верно. Как мы уже видели, утверждение, которое мы считаем истинным, но не можем предоставить строгого доказательства, – это то, что математики называют гипотезой.

В его время апельсины были роскошью. Так что задача была сформулирована о снежинках. Само собой, ответа это не меняет.

Чтобы быть точнее, в вопросе предполагается, что апельсины представляют собой идеальные шары одинакового размера. Если мы попытаемся заполнить этими апельсинами все пространство, какой способ их упаковки позволит обеспечить наибольшую плотность?

В случае кубов такого же размера можно легко заполнить все пространство, не оставив пробелов. Мы получаем плотность в 100 %. С шарами это невозможно.

Продавцы апельсинов любят укладывать их вот так:

При таком расположении плотность составляет около 74.05 %: пространство заполнено апельсинами примерно на 74.05 %, и остается около 25.95 % пустого места между апельсинами. Гипотеза Кеплера утверждает, что это максимальная плотность, и не существует способа упаковать апельсины более плотно.

Интуитивно это кажется вполне правдоподобным. Но не очень понятно, как привести строгое доказательство.

Более двух веков никому не удавалось действительно продвинуться в решении этого вопроса. Первый прорыв осуществил Гаусс: в 1831 году он доказал, что если необходимо упаковать апельсины в соответствии с повторяющейся правильной схемой, как атомы в кристаллической решетке, то способ продавцов апельсинов действительно лучший из возможных.

Это эффектный результат, но он не полностью доказывает гипотезу Кеплера. Априори ничто не позволяет исключить, что существует какой-нибудь очень странный, без всякой закономерности, способ упаковать сто триллионов апельсинов, который будет плотнее любого закономерного способа.

Лично у меня нет ни малейшего представления, как можно подойти к решению такой задачи. Для меня она головокружительна.

После прорыва Гаусса понадобилось подождать еще более полутора веков, прежде чем гипотеза Кеплера была полностью доказана. Первое полное решение в 1998 году дал американский математик Том Хейлз (род. 1958).

Том Хейлз[25]

Таким образом, гипотеза оставалась недоказанной 387 лет. После столь долгого ожидания менять привычки трудно. До сих пор сохраняется склонность использовать выражение «гипотеза Кеплера», имея в виду сам результат, хотя следовало бы скорее говорить о «теореме Хейлза».

Я не в состоянии объяснить ее доказательство ученику начальной школы, как и кому бы то ни было еще, поскольку никогда серьезно ею не занимался, и мне понадобилось бы несколько лет работы, чтобы попытаться ее понять.

В сентябре 1998 года, Том Хейлз отправил свою статью в один из самых престижных математических журналов – Annals of Mathematics. Прежде чем научную статью принимают к публикации, ее обычно направляют анонимному рецензенту, который выносит заключение о ее научной ценности. Доказательство Хейлза было настолько сложным, что Annals of Mathematics поручил задачу по его оценке комитету из двенадцати рецензентов.

Понадобилось даже провести несколько международных конференций с единственной целью – попытаться понять доказательство. Через четыре года председатель комитета рецензентов заявил, что им удалось «на 99 % убедиться» в научной ценности доказательства. Статья была наконец принята в печать в августе 2005 года, почти через семь лет после подачи.

Особенность доказательства Хейлза в том, что оно частично опирается на общее математическое рассуждение для людей, а частично – на расчеты, выполненные компьютером, чтобы изучить тысячи специфических конфигураций, которые общее рассуждение определяет как возможные исключения. Именно эта смесь глубоких математических размышлений и тяжеловесных компьютерных расчетов делает доказательство настолько трудным. На сегодняшний день никто из людей не способен доказать гипотезу Кеплера одной лишь силой мысли.

Гипотеза Кеплера касается упаковки шаров в размерности 3, но вопрос об оптимальной упаковке шаров может быть поставлен в любой размерности. Как мы упоминали в главе 9, можно заниматься геометрией в размерности n при любом целом n.

В размерности 2 задачу решить достаточно просто. Шар размерности 2 – это окружность. Таким образом, задача касается способа наиболее плотно выложить монеты на столе. Оптимальное решение выглядит так:

Надо заметить, что этот результат гораздо проще доказать, чем вариант в размерности 3.

Ничто не запрещает попытаться взглянуть за пределы размерности 3. Если вы никогда не занимались геометрией в какой-либо размерности, мысль о том, что находятся достаточно отважные люди, которые берутся за такое, неизбежно внушает робость.

Когда задаче нужно почти 400 лет, чтобы нашлось решение в размерности 3, напрашивается вывод, что придется немало подождать, прежде чем она будет решена в более высокой размерности.

В размерности 4 ответ до сих пор неизвестен. Неизвестен он и в размерностях 5, 6 и 7.

Внезапные и неожиданные результаты получила в 2016 году украинская ученая-математик Марина Вязовская (род. 1984). Она начала искать решение варианта в размерности 8 благодаря новым и очень изящным методам. Через три месяца она использовала те же методы, чтобы вместе с четырьмя соавторами решить задачу в размерности 24.

Марина Вязовская[26]

Это единственные размерности выше 3, для которых известен ответ.

Очень странно осознавать, что мы умеем решать эту задачу в размерностях 8 и 24, а в размерности 4 или 5 – нет. Этому есть объяснение: в размерностях 8 и 24 происходят необыкновенные явления, порождающие невероятно плотные и гармоничные способы упаковки шаров. В размерности 24 упаковка настолько плотна, что каждый шар контактирует со 196 560 соседними шарами.

В начале этой главы я говорил о переживании ужаса. От мысли, что человек способен описать наилучший способ упаковки шаров в размерности 24, у меня кружится голова. Но я рад этому головокружению.

Могу представить, что вас ужасает сама идея размерности 24. Красота математики в том, что этот головокружительный ужас можно преодолеть.

Вам ничто не мешает понять, что такое размерность 24, а также понять, зачем может быть нужно заниматься геометрией в таком типе пространств (у всего этого есть реальные применения – например, геометрия упаковки шаров в размерности 24 используется в протоколах передачи данных зондов «Вояджер-1» и «Вояджер-2», отправленных NASA за пределы Солнечной системы). Основы геометрии в высокой размерности доступны вам интеллектуально. Вы можете научиться им за несколько недель. Сложнее всего будет преодолеть собственный страх.

Доказывать такие теоремы, как это сделали Том Хейлз и Марина Вязовская, разумеется, доступно не всем. Но вот понять, что подразумевают эти теоремы, и оценить их красоту может каждый, ценой не такого уж большого, в конечном счете, усилия.

Пример Марины Вязовской также может помочь справиться с устоявшимся, к несчастью, предрассудком. До сих пор можно услышать, что женщины биологически неспособны визуализировать объекты в пространстве и даже не в состоянии читать карты.

Если кто-нибудь будет рассказывать вам такую чушь, без колебаний напомните ему о Марине Вязовской.

Мое самое раннее воспоминание о намеренном и продолжительном усилии что-то вообразить относится ко времени, когда мне было семь лет. Однажды вечером, лежа в постели, уже погасив свет и закрыв глаза, я осознал, что если хорошенько сконцентрируюсь, то смогу вообразить, что смотрю любимый мультфильм.

Я никому об этом не рассказывал.

Отлично помню, как я был восхищен и как тогда описал это явление для себя так: мне казалось, что я могу «смотреть телевизор в голове».

Мне удавалось визуализировать образы и сцены, которых я никогда не видел. Удавалось даже вообразить новые эпизоды. Меня это очень впечатлило и очень мне понравилось. Конечно, я продолжил этим заниматься.

С того времени переходы между бодрствованием и сном, как при засыпании, так и при пробуждении, играли центральную роль в моем интеллектуальном развитии. Во всех моих новых проектах, как только дела начинают идти всерьез, как только это меня действительно захватывает и я сталкиваюсь с реальной задачей на понимание и творчество, то размышляю над ней именно в эти фазы перехода.

Запись снов стала первой писательской работой в моей жизни.

Интересоваться этим я начал к 17 годам. Сначала мне казалось, что напрямую переносить сновидения на бумагу слишком трудно. Я попытался записывать себя на диктофон, рассказывая сны вслух. Я планировал собирать их, как делают остальные с записями в дневнике или с фото в альбоме.

Я был вынужден отказаться от этого проекта из-за совершенно неожиданного явления, которое вторглось в процесс. День ото дня, под воздействием моих усилий запоминать сны и облекать их в слова, сновидения становились все богаче и точнее.

Я видел сны все лучше и лучше. Так хорошо, что это стало мешать.

В первый раз мне удалось вспомнить лишь крошечные фрагменты, несколько обрывков единственного сна. Через две–три недели я мог каждый день рассказать по пять–шесть разных снов, все с законченной историей и таким обилием деталей, что их описание заняло бы несколько страниц на бумаге или долгие минуты на пленке.

Вот это меня и напугало. Воспоминания о снах занимали слишком много места в моей голове и в ежедневной жизни. Мне показалось, что это упражнение по самонаблюдению в конце концов поглотит меня.

Перестав записывать их на пленку, я продолжал фиксировать их на бумаге. Меня интересовал не поиск их смысла, а чистота и сложность процесса записи.

Задача письма для меня именно в этом. Оттолкнуться от образов и ощущений и найти средство обратить их в слова, чтобы прояснить и сделать прочнее. Восстановить ситуации, задачи, расположение людей и предметов, действия и маршруты. Описать все, что видишь и чувствуешь, как можно проще и точнее. Запечатлеть атмосферу, музыку, запахи и текстуры. Когда умеешь это, умеешь все.

В моем опыте запись снов – это деятельность, больше всего приближенная к математическому творчеству.

Я поражен количеством людей, говорящих, что никогда не помнят сны. Кто-то говорит, что никогда не видит снов. Это, конечно, невозможно. Мы все видим сны каждую ночь.

Помнить сны не врожденный дар. Это способность, которую можно развить самостоятельно, на практике. Есть приемы как начать и как совершенствоваться. Чем лучше умеешь верно записывать увиденное, тем больше видишь.

Долгое время у меня на тумбочке лежал блокнот, заложенный ручкой, чтобы записывать сны и все идеи, приходящие ночью. Я даже научился писать в полной темноте, вслепую.

Когда я перестаю записывать сны, то очень быстро теряю навык их помнить. Когда я снова заставляю себя их записывать, пусть даже для начала только отрывок, одно–два слова, этот навык постепенно возвращается. Иногда нужно настойчиво практиковаться несколько недель. Самое сложное – ухватить первый обрывок сна после того, как это долго не удавалось.

Став взрослым, я научился лучше использовать то совершенно особое состояние ума, предшествующее засыпанию. Я научился не размышлять на интересующие меня темы, а просто пропитываться ими. Различие тонкое, но ключевое. Размышлять – значит пытаться найти решения. Это никогда не работает и мешает спать. Пропитываться – значит созерцать без цели, рассеянно и незаинтересованно. Это уже почти то же самое, что видеть сны.

Возможно, я ошибаюсь, но мне кажется, что этот способ засыпать повышает мои шансы проснуться на следующее утро с интересными идеями.

Мое любимое упражнение на геометрическое воображение выполняется как раз во время засыпания.

Лежа в постели с закрытыми глазами, я пытаюсь вспомнить комнаты, где мне доводилось спать. Я представляю, что нахожусь там, и восстанавливаю размер и расположение кровати, расстояние до стен и потолка, расположение дверей и окон. Воссоздаю физическое ощущение, что лежу в одной из этих комнат из далекого прошлого. Пытаюсь ощутить это всем телом. Я выбираю первую пришедшую в голову комнату, потом какую-нибудь другую, и еще одну, и еще, блуждая по ним и руководствуясь исключительно вдохновением. Интереснее всего найти комнату, которую я считал забытой.

Мне очень нравится это упражнение, потому что оно простое и успокаивающее. И хорошо подходит для начинающих.

Как я упоминал в главе 1, я очень рано начал развивать у себя интуитивное восприятие пространства и геометрии, не видя в этом никакой связи с математикой, которой меня учили в школе.

Все это было так давно, что я уже не могу точно сказать, когда. Я забавлялся, расхаживая с закрытыми глазами, чтобы запомнить расположение стен и предметов, в том же возрасте, когда воображал мультфильмы, лежа вечером в кровати.

Я прекрасно помню, какое у меня при этом было настроение. Мне очень рано, еще в детском саду, пришлось носить очки, потому что я был близорук. В моем детском воображении я полагал, что близорукость лишь первый этап и я неизбежно стану слепым. Я ходил с закрытыми глазами, чтобы потренироваться в преддверии дня, когда ослепну.

Так я и начал развивать способность к геометрической визуализации. Впоследствии у меня появилась мысль использовать эту способность, чтобы суметь, когда нужно, взглянуть на мир с другой точки зрения, отличной от моей.

Я говорю о «другой точке зрения, отличной от моей» в совершенно конкретном смысле.

Мне было лет 12, когда однажды учитель рисования задал нарисовать наши пеналы. Я нарисовал пенал изнутри, с огромными ручками, искаженными перспективой. Никто не учил меня рисовать в перспективе, и все же мне это казалось естественным – я просто рисовал то, что видел.

Я очень гордился этим рисунком, помню, он очень впечатлил моих одноклассников.

Когда мне было 15, мы стали изучать стереометрию, то есть геометрию в размерности 3. Здесь я осознал огромный разрыв между мной и моими друзьями в плане способности к визуализации. Наверное, это самое нереальное воспоминание за всю школу. Уроки и упражнения казались мне совершенно бессодержательными. Как занятия в детском саду. Ощущение было такое, как если бы преподаватель просто поднял указательный палец и спросил нас, сколько пальцев. А нам надо бы было просто ответить «один».

Я получал высшие баллы, не понимая, что тут может не удаваться. Но от друзей я знал, что для некоторых стереометрия была ужасно сложной темой. Она создавала им столько трудностей, что было неловко об этом говорить.

У меня не было причин подозревать, что мои упражнения по смене точки обзора так необычны. Я не сознавал, насколько геометрически перетренирован.

Вот наиболее чистое упражнение на смену точки обзора.

Выберите в своем окружении опорную точку, например, противоположный угол помещения, если вы в комнате, или окно дома, если вы идете по улице.

Попытайтесь представить, что бы вы увидели, если бы смотрели в вашу сторону с этой точки.

Это не упражнение на бинарную логику, где есть те, у кого получается, и те, у кого не получается. Оно трудно для всех. Вначале кажется, что не получится никогда. Но мы неизбежно что-то видим – обрывок образа, неясную эфемерную идею. С этого и надо начинать. Цель – улучшить яркость и разрешение изображения, стремясь удержать его в голове как можно дольше и увидеть как можно больше деталей.

Я испробовал немало вариантов этого упражнения. Пробовал я и совершенно идиотские, нереальные вещи, чисто из спортивного интереса.

Когда я часто ездил на поезде из Парижа в Ла-Рошель, то пытался зрительно запечатлеть в памяти весь пейзаж, сидя всегда с одной и той же стороны поезда (западной), и собрать его в голове в единую картину. Должна была получиться очень вытянутая картина – 50 метров в высоту и 500 километров в длину. То есть нужно было создать картину, чья длина в 10 000 раз больше ширины, и заполнить ее всю.

У меня так ничего и не получилось.

Используя воображение, чтобы «видеть» мир с других точек обзора, я привык систематически пытаться «увидеть» все те вещи, которые считаются истинными, пусть даже они невидимы.

Лучший способ рассказать об этом конкретнее – привести пример, скажем, мыльных пузырей.

По сути, мыльный пузырь – это то же самое, что воздушный шарик. Мыльная вода образует эластичную мембрану, раздутую давлением воздуха, заключенного внутри. Кстати, именно поэтому пузыри имеют сферическую форму: для заданного объема воздуха сфера – форма с минимальной поверхностью, необходимой для охвата этого объема.

Когда пузырь только что образовался, мы видим, как он колеблется несколько секунд, прежде чем принять сферическую форму. В этой фазе колебаний довольно легко «почувствовать», что его поверхность эластична. Пузырь колышется медленно, словно воздушный шарик, наполненный водой. Нам знакомо это движение, мы «видим» в нем физические свойства пузыря.

Я натренировался и дальше «видеть» эластичность пузыря, когда он уже принял сферическую форму. Я натренировался «видеть», что воздух внутри пузыря находится под более высоким давлением, чем снаружи.

Я беру слово «видеть» в кавычки, потому что знаю, что на самом деле я не вижу этого глазами. Это зрительное ощущение, и в то же время не вполне зрительное. Я, кстати, не смог бы нарисовать то, что вижу. Это своеобразное физическое ощущение в моем поле зрения, нечто сверхъяркое. В каком-то смысле можно сказать, что это галлюцинация. Но это взращенная, выстроенная и контролируемая галлюцинация.

Когда я смотрю на любой мост, то вижу силовые линии. Я вижу, что некоторые части моста работают на сжатие, а другие на растяжение.

Я могу вызвать эти ощущения, когда мне заблагорассудится, лишь слегка сосредоточившись. Они позволяют мне лучше видеть и понимать мир.

По сути, это тот же процесс, который позволяет вам увидеть, что веревка слишком сильно натянута и сейчас порвется или шарик слишком сильно надут и сейчас лопнет. Вы научились видеть натяжение, словно это слой дополненной реальности, добавочная информация, которая возникает в вашем поле зрения, как какой-нибудь цвет, но на другом уровне реальности.

Эти примеры могут показаться пустяковыми. Стремление видеть такие вещи может показаться ребяческим и бесполезным. И все же мне кажется, что именно такой подход, систематически применяемый на протяжении всей моей жизни укрепил мою научную картину мира и позволил мне создать оригинальные математические работы.

То, что я не могу «увидеть» или «почувствовать», даже если я знаю, что это считается истинным, сохраняет для меня особый статус. Я не игнорирую внешнюю информацию, выраженную в языке, но отношусь к ней как к предположению, не веря в нее полностью.

Пока я не вижу, почему нечто должно быть истинным, я в нем сомневаюсь. Такая информация может очень долго оставаться в промежуточном статусе. Счет может идти на часы, дни, годы или десятилетия.

Мне до сих пор случается внезапно «понять» то, чему меня научили в детстве или юности.

В старших классах на уроках географии мне объяснили, что вырубка лесов вызывает эрозию почвы. Эта информация, полученная из слов, без визуализации и истинного понимания, влетела мне в одно ухо и вылетела из другого. Меня это не заинтересовало и не убедило.

Намного позже я наконец понял. Отлично помню этот момент. Я сидел на математической конференции, слушал доклад и скучал, потому что ничего не понимал. Я смотрел в окно, за которым росли деревья, и развлекался, визуализируя пейзаж во всей его полноте. Воображал деревья целиком, вместе с корнями. И внезапно это предстало перед мной как очевидность.

Зрелище было впечатляющим. Сеть корней образовывала гигантскую арматуру, удерживающую землю и гравий, подобно тому как металлические прутья удерживают железобетон. Эта композитная структура объясняла физическую прочность почвы и то, почему она не осыпается по склону. И она же объясняла явление, однажды поразившее меня: выкорчевать пень неимоверно тяжело, настолько тяжело, что в это с трудом верится.

Еще пример: я мог сколько угодно знать, что самолеты способны летать, но часть меня по-прежнему отказывалась в это верить, потому что не считала это нормальным и не понимала на интуитивном уровне, как это возможно.

Эта часть меня проявлялась, когда я сидел в самолете, разгоняющемся по взлетной полосе. Тихий голосок шептал мне что-то вроде: «Да вы шутите, эта штука слишком тяжелая, ничего не выйдет, мы никогда не взлетим».

По правде говоря, я подозреваю, что у большинства людей звучит в голове такой голосок. Но они не осмеливаются в этом признаться, чтобы не показаться идиотами.

Мы социально сформированы так, чтобы считать нормальным, что самолеты могут летать, и хихикать над мыслью, что кто-то может в этом сомневаться. Но многие ли реально понимают, как так получается, что самолеты летают?

Серьезно сомневаться в способности самолета взлететь не значит быть идиотом. Это значит проявить здравый смысл и независимость мышления.

Мои сомнения ни разу не помешали мне летать на самолете. Я не доходил до отрицания очевидного. Я прекрасно видел, что самолеты способны летать. Это было нечто, что я поневоле признавал, потому что у меня не было выбора, меня поставили перед свершившимся фактом. Я признавал это с практической точки зрения, но не с чувственной.

Разумеется, на свете гораздо больше вещей, которые я вынужден признать таким образом, чем вещей, которые действительно способен понять.

Лишь несколько лет назад я полностью смирился с мыслью, что самолеты способны летать. Я научился физически это чувствовать. Для этого мне понадобилось научиться чувствовать плотность воздуха и явление подъемной силы. Понадобилось осознать, что самолеты далеко не такие тяжелые, как кажутся. Понадобилось научиться чувствовать крылья, как они приподнимаются и изгибаются, ощущать их внутреннюю структуру, как они крепятся к самолету и почему не ломаются.

В конце концов моя интуиция сочла это нормальным. Самолет стал продолжением моего тела.

Испытав геометрическую интуицию на сложных математических темах и буквально построив на них карьеру, я стал более чем уверен в ней.

Она касается, в частности, объектов, геометрической природы которых большинство людей не замечает. Например, когда я узнал об открытии флоресского, а затем денисовского[27] человека, двух исчезнувших видов людей, соседствовавших с нашим видом в не такие уж отдаленные времена, я не удивился. Я ожидал подобных открытий, потому что интуитивно ощущал нечто, что не могу назвать иначе, чем «геометрия живого» и «геометрия расположения ископаемых».

Это не делает меня волшебником. Столь своеобразную манеру видеть и понимать мир я выстроил сам и прекрасно знаю, как это сделал. Я лишь довел до предела способность, от природы живущую в каждом из нас.

Математика научила меня, что действительно можно идти вперед и развиваться в жизни, не отказываясь от ребяческого стремления сидеть ниже плинтуса и признавать лишь конкретное и очевидное.

Мне никто не говорил, что это возможно. Я сам себе придумал эти упражнения на воображение и визуализацию, не ожидая, что они сумеют настолько преобразить меня.

В математике, как и во многих других областях, творчество – просто наивысшая форма понимания, которое, в свою очередь, лишь естественный результат нашей умственной деятельности. Это то, что мы создаем, когда заставляем себя и дальше смотреть на настораживающие нас вещи, пока они не станут знакомыми и очевидными.

Есть много способов усвоить математику. Каждый приступает к этому, раскрывая свои сильные и слабые стороны. Геометрия – одна из моих сильных сторон с детства, и у меня за плечами долгая история зрительного воображения.

Есть у меня и слабые места. Числа – одно из них. При этом, в силу частого взаимодействия, я неплохо с ними справляюсь. Я выстроил с ними определенную близость. В некоторой степени я их понимаю. Но я никогда не чувствовал себя способным на творчество в теории чисел или арифметике. Как теннисист, у которого относительно слабый удар слева, и потому он встает так, чтобы играть справа, я привык обходить числа везде, где это возможно, выражая количественные сообщения через геометрическую интерпретацию.

Моя более серьезная слабость – неспособность ориентироваться в сложных записях и следить, не отвлекаясь, за рассуждениями с большим количеством символов и формул. Из-за этого меня отталкивают целые области математики, в частности анализ. Со временем стало только хуже, потому что терпения у меня убавилось.

По некоторым темам, где изначально я был не очень силен, мне все же удалось со временем добиться успеха. Чтобы понять абстрактные структуры алгебры, создававшие мне столько проблем в 20 лет, я научился развивать особую форму чувственной интуиции.

Это очень мощные ощущения, но их невозможно передать словами. Я воспринимаю некоторые математические концепции через невидимые моторные ощущения, очаги напряжения и силовые линии в собственном теле, как если бы, в некотором роде, я мог перенестись внутрь этих объектов и ощутить их изнутри.

Я чувствую математику в затылке, в позвоночнике, в спинном мозге.

Единственный способ это описать – выполнить упражнение на воображение, которое очень помогало мне, когда я стремился в этом совершенствоваться. Я смотрел на какой-нибудь предмет, например на флакон шампуня на краю ванны, и задавался вопросом: а если бы мое тело имело форму этого флакона, что я чувствовал бы физически?

Выполняя то же упражнение с математическими объектами, я сумел их понять. В год, когда мне исполнилось 35, этот метод позволил мне пережить самый интенсивный всплеск творчества за всю карьеру.

Все началось с невинного замечания, состоявшего в переводе на язык теории категорий одного вопроса насчет некоторых кос в размерности 8, которым я задавался. Эта неожиданная связь двух интуитивных прозрений совершенно разной природы озарила новым светом задачи, над которыми я бился годами.

Я как будто перебросил мост между двумя областями мозга, которые до сих пор не сообщались. Произошел огромный всплеск понимания, а затем множество импульсов поменьше. Мое математическое воображение подверглось глобальному переустройству. Я пытался что-то записывать, но понимание развивалось быстрее, чем моя способность зафиксировать его.

Каждое утро я просыпался с новыми идеями. Часть из них была связана с задачей, которую я хотел решить (гипотеза начала 1970-х годов), но другие уводили меня от нее. Я находил эти идеи прекрасными, но мне приходилось отказаться от желания следовать за ними, потому что изучить их все одновременно было физически невозможно.

Это состояние озарения длилось полтора месяца, пока я не закончил формулировать доказательство гипотезы.

Я не мог спать и был обессилен. Как-то раз я проснулся в четыре часа утра от импульса немедленно заглянуть в книгу, которую я купил за 10 лет до того (второй том «Репрезентаций и когомологии» (Representations and Cohomology) Дейва Бенсона) и тогда мало что в ней понял. Я взял эту книгу из шкафа и залпом прочел сотню страниц, словно это был комикс. Мне никогда не доводилось так читать книгу по математике. Я мог читать настолько быстро лишь потому, что уже знал, что там написано: как будто я только что видел это во сне.

Казалось, за эти полтора месяца я понял в математике больше, чем за все время с начала работы над диссертацией. Все неслось так быстро, что меня укачивало. Это было чересчур жестоко, я хотел, чтобы это прекратилось. Мне было плохо физически, я нуждался в отдыхе. Но это было невозможно. Математика как будто захватила контроль над моим мозгом и сама мыслила в голове против моей воли.

Впервые в жизни я осознал, что математика, доведенная до предела, – опасный вид спорта.

Если вам вдруг понадобится придумать карикатурное изображение юного математического гения, я вполне представляю, что придет вам на ум.

Вряд ли этакий весельчак, который все время тусуется с друзьями. И вряд ли персонаж с легким характером, который ничего не принимает близко к сердцу, блистает умением запросто заводить отношения и чувством дипломатии.

Напротив, вы, наверное, вообразите кого-нибудь вроде Теда Качинского.

Тед Качинский родился в 1942 году в Чикаго. На его невероятные способности к математике быстро обратила внимание школьная система. По итогам теста IQ, показавшего 167 баллов, он перепрыгнул через класс. Через несколько лет – еще через один. Он поступил в Гарвардский университет в 16 лет, в 1958 году.

В 1967 году он защитил диссертацию по математике и стал самым молодым доцентом Калифорнийского университета (в Беркли).

Но, несмотря на эти успехи, жизнь Теда была печальна и одинока. Те, кто знал его в юности, описывают Теда как человека молчаливого, крайне отставшего в эмоциональном развитии, неспособного общаться и завязывать настоящие отношения.

В Гарварде его соседи по общежитию вспоминали две детали: привычку играть на тромбоне среди ночи и запах испортившейся пищи из комнаты.

В 15 лет Теду было настолько сложно общаться с другими подростками, что он предпочитал играть с друзьями своего младшего брата Дэвида, которому тогда было восемь лет.

Дэвид Качинский, вспоминая это время, говорит, что восхищался умом старшего брата, которого очень любил, но и удивлялся его странным повадкам. Что мешало Теду завести себе друзей?

Однажды, когда Дэвиду было восемь или девять лет, он пошел к матери и спросил: «Мама, что не так с Тедди?»

С самого начала книги я твердил, что нужно преодолевать стереотипы о математике и математиках. Я не отказываюсь от своих слов. Но эти стереотипы все же существуют, и они появились не из ниоткуда.

Это ни для кого не секрет. При знакомстве с математическим сообществом в первую очередь поражает обилие «странных» людей. Слово «странный» – это просто вежливый способ называть вещи своими именами. У странности есть разные степени. Некоторые математики слегка странноваты. Другие – откровенно странные. Третьи просто необычайно странные. А в некоторых случаях понятие странности уже неприменимо. Здесь подходит одно слово: безумие.

Кстати, это одна из любимых тем для разговора у математиков. У каждого найдется десяток комичных и нелепых баек, настолько карикатурных, что в них порой трудно поверить.

Расскажу одну реальную историю: я встретился за ужином с математиком, который всюду таскался с мешком для мусора, наполненным расписаниями поездов, которые он знал наизусть. Лучшим способом завязать с ним разговор было спросить, как доехать из Нью-Хейвена в Филадельфию в воскресенье днем.

Преодолеть стереотипы – значит помнить, что большинство математиков все-таки не такие. Можно прекрасно заниматься математикой на высочайшем уровне и быть «нормальным». Более того, можно быть харизматичным, социально успешным, пылким и дружелюбным.

Есть еще одна черта, которая обычно у математиков очень развита, даже больше, чем странность, и это юмор.

Тем не менее среди них встречаются колоритнейшие случаи предельной странности, особенно среди математиков, ярче всего отметившихся в истории. В главе 7 мы уже рассказали о выборах жизненного пути Александра Гротендика, его крайнем одиночестве и аскетизме.

Еще один поразительный пример – Гриша Перельман, с которым мы уже встречались в главе 10. Он родился в 1966 году в Ленинграде и прославился, доказав в 2002 году гипотезу, которую Пуанкаре сформулировал в 1904 году. Это яркий подвиг, масштаб которого трудно осмыслить.

Перельман отказался не только от Филдсовской премии, но и от премии в миллион долларов, которую в 2010 году ему намеревался вручить Математический институт Клэя за решение гипотезы Пуанкаре, входившей в список задач тысячелетия (список из семи задач, считающихся самыми сложными и фундаментальными для будущего математики).

В 2005 году Перельман ушел со своей должности в Математическом институте имени В. А. Стеклова. Он не дает интервью, и что реально происходит у него в голове – узнать сложно. Его личность настолько интригует, что по интернету ходят украденные фото, а также поддельные интервью и нелепые слухи.

Вероятно, он никогда не произносил приписываемую ему фразу: «Зачем мне миллион долларов? Я могу управлять Вселенной».

А вот это заявление процитировано в надежном источнике: «Деньги и слава меня не интересуют. Я не хочу, чтобы меня выставляли на всеобщее обозрение, как животное в зоопарке. Я также не являюсь таким уж успешным, поэтому я не хочу, чтобы на меня все глазели».

Мы можем лишь восхищаться творческим интеллектом Перельмана, силой его ума, несгибаемой решимостью и непоколебимым благородством духа.

И все же что-то в его истории нас смущает. Появляется некоторое чувство неловкости. Вот это и есть вершина понимания? Вот так все и заканчивается? Неужели невозможно обернуться к людям и найти способ общаться с ними?

У нас есть ощущение, что это «ненормально», и если Перельман не желает стричь ногти и в 50 с лишним лет продолжает жить с матерью в маленькой квартире в Санкт-Петербурге, то, значит, что-то с ним не так.

Возможно. Но, по сути, мы ничего об этом не знаем. Перельман – один из самых блестящих умов планеты. Он никому не вредит и вправе жить как пожелает. У нас нет полномочий его осуждать.

Действительно ли математика делает людей «странными»? Не думаю. Я бы скорее сказал, что в ней могут найти пристанище люди, которые и раньше были со странностями.

Это одна из тех редких областей, где можно многое совершить, несмотря на огромные сложности с общением. Для тех, кто изначально немного «странный», «не такой» или некомфортно чувствует себя в обществе, математика может стать путем к социализации и самореализации. (Пожалуй, я и себя причислю к этой категории.)

Так что не думаю, чтобы математика действительно была «опасна».

И все же она противопоказана в одном совершенно конкретном случае, где она, похоже, способна повлечь катастрофические побочные эффекты. Если судить по примерам, которые история доносит до нас с пугающей регулярностью, в некоторых ситуациях математика, похоже, способна подпитывать и усиливать одно конкретное психическое заболевание: паранойю.

По шкале странности Тед Качинский находится на самом верху.

Однако творческий потенциал не пропорционален странности. А ранний старт не всегда предвещает блестящую карьеру.

Тед Качинский никогда не был великим математиком. Его скудное научное наследие не представляет никакого особенного интереса.

30 июня 1969 года, в возрасте 27 лет, Тед Качинский бросил работу в Беркли без малейших объяснений. Два года спустя он поселился в собственноручно построенной хижине в лесу в глубине штата Монтана.

Он решил жить там один, без водопровода и электричества.

С 1971 года в его дневнике зарождается преступное намерение: «Моя мотивация сделать то, что я собираюсь сделать, – просто личная месть. Я не рассчитываю этим добиться чего бы то ни было».

Со временем его идеи эволюционировали. Впоследствии Качинский стал утверждать, что хотел спровоцировать революцию. Но он неизменно оставался верен чувству, которое, похоже, прочно укоренилось в нем: ненависти к «научному и бюрократическому истеблишменту», который он обвинял в нападении на его личную свободу и свободу в целом.

Год за годом, во время долгих одиноких прогулок в лесу, с которым Тед Качинский буквально стал себя идентифицировать, он выстраивал план. Качинский намеревался отомстить индустриальному обществу за все то, что вынес сам по его вине, а также за насилие над деревьями и за их хладнокровную вырубку для строительства дорог.

Методично и решительно он погружался в вынашивание невероятных кровопролитных планов.

Лишь в 1996 году Качинского задержали после самого долгого и дорогостоящего расследования в истории ФБР. Оно длилось больше 17 лет, и в нем участвовало до 150 человек, посвятивших этому заданию все свое рабочее время.

Сейчас Тед Качинский находится в самой надежной тюрьме США во Флоренсе, штат Колорадо. Вместе с ним там заключены Закариас Муссауи, один из участников теракта 11 сентября, и мексиканский барон Эль Чапо. Качинский отбывает без права досрочного освобождения срок в восемь пожизненных заключений[28].

Тед Качинский[29]

Его история зловеща, но ее необходимо рассказать. Она научит нас кое-чему важному о рациональности, ее власти, ее границах и опасностях, а также о ее правильном и неправильном использовании.

15 ноября 1979 года рейс 444 авиакомпании American Airlines направлялся из Чикаго в Вашингтон, когда пассажиры услышали глухой хлопок. Салон наполнился едким дымом, выпали кислородные маски. Дым был настолько густым, что просачивался сквозь маски.

Пилоту удалось экстренно посадить самолет. Двенадцать человек были госпитализированы из-за отравления продуктами горения. Первые анализы на земле не оставили сомнений: самолет вез бомбу, и если бы она сработала верно, то он бы рухнул.

Очень быстро была установлена связь с двумя бомбами, отправленными по почте и оставленными в мае 1979 года на территории студенческого городка Северо-Западного университета неподалеку от Чикаго. Но это было лишь начало очень длинного ряда преступлений.

10 июня 1980 года Перси Вуд, генеральный директор United Airlines, был серьезно ранен почтовой бомбой, отправленной на его домашний адрес в Лейк-Форест в пригороде Чикаго. В 1981 году была обезврежена бомба в студенческом городке университета Юты.

Теракты продолжались до 1995 года. Всего было приведено в действие 16 бомб, от которых погибло 3 человека и 28 получили ранения. Целью оказались университеты (в частности, одно из зданий в Беркли было атаковано дважды) и компании, связанные с авиацией, промышленностью или технологиями (помещения Boeing, магазины электроники, лоббист деревообрабатывающей промышленности…).

В этом необъяснимом деле серийного террориста следователи хватались за самые незначительные улики.

Хотя манифест был подписан FC, что значит Freedom Club («Клуб свободы»), полиция не сомневалась, что имеет дело с одиночкой. Был составлен его психологический портрет. Это человек, питающий лютую ненависть к университетам и воздушному транспорту. Еще он одержим темой дерева и леса. Подобное увлечение проявлялось как в выборе мишеней, так и в материалах для изготовления бомб. Некоторые из них содержали куски коры, другие были замаскированы под поленья.

ФБР и СМИ прозвали его Унабомбер, от University and Airline Bomber («подрыватель университетов и авиалиний»).

Что касается самих бомб, они реально озадачили следователей. Обычно можно «разговорить» любой осколок: при анализе даже единственного гвоздя можно надеяться опознать изготовителя и магазины, которые могли его продать.

Проблема в том, что гвозди, которые использовал Унабомбер, были поштучно изготовлены вручную. На них не было ни одного пригодного для следствия признака, ни одного отпечатка пальцев. Компоненты бомб были тщательно обработаны наждачной бумагой.

Террорист был терпеливым и методичным человеком, который не боялся все делать сам.

Следствию пришлось ждать до 1995 года, чтобы найти ниточку. В тот год Унабомбер отправил длинный машинописный текст в The New York Times, The Washington Post и Penthouse, заявляя, что прекратит теракты, если текст будет опубликован. По рекомендации ФБР The New York Times и The Washington Post опубликовали его 19 сентября 1995 года.

Манифест Унабомбера «Индустриальное общество и его будущее» тщательно выстроен и аргументирован. Он составлен из параграфов, пронумерованных от 1 до 232, и представляет собой радикальную критику современного общества и власти технологии над нашим существованием. По мнению Унабомбера, спасать здесь нечего, нужно разрушить всю систему.

Временами его монолог весьма адекватен, а временами полностью нелеп. Отдельные фрагменты выдают озабоченность, которой не ожидаешь от террориста:

«Действительно, они способны задавать серьёзные вопросы о принципах научного познания и о том, как может быть определено понятие объективной реальности, если оно вообще может быть определено. Но очевидно и то, что современные левацкие философы не просто хладнокровные логики, методично анализирующие основы познания»[30].

Читая этот абзац, Дэвид Качинский был поражен формулировкой «хладнокровные логики». Он вспомнил письмо, где его брат Тед ровно теми же словами говорил ровно о том же.

Заподозрив, что его брат и есть самый разыскиваемый преступник в США, Дэвид Качинский столкнулся с ужасной моральной дилеммой. Донести на него с риском, что это кончится смертным приговором, или молчать и стать соучастником возможного убийства новых жертв?

После долгих размышлений он решает обратиться в ФБР. Его показания и привели к аресту Теда Качинского 3 апреля 1996 года.

В начале 1996 года, когда ФБР наткнулось на этот неожиданный след, оно попыталось оценить его надежность. Что-то смущало следователей. Биография Теда Качинского не соответствовала сложившемуся у них образу Унабомбера. Отдельные элементы совпадали, в частности образ жизни выживальщика, но его уровень образования и математическое прошлое стали неожиданностью.

Чтобы развеять сомнения, ФБР решило тайно проконсультироваться с Биллом Тёрстоном, в то время директором Института математических исследований в Беркли.

При чтении манифеста Тёрстон не сомневался ни секунды. Ему моментально стало ясно, что текст был написан математиком.

Не знаю, на что опирался Тёрстон, чтобы сделать такой вывод. Прочитав манифест, я был особенно поражен последними абзацами. После того как Качинский на протяжении десятков страниц обрушивал на читателя категоричные суждения, он внезапно указывает на хрупкость безумного творения, которое сам же и строил 25 лет:

Понятие истины – средоточие тревог Качинского. Современным философам он ставит в вину как раз «атаки на истину и реальность».

Но что такое истина? Как Качинский может утверждать, что его манифест лишь грубое приближение к ней, и в то же время считать себя вправе убивать во имя этой истины? Возможно, он хочет намекнуть, что истина доступна лично ему, пусть даже он не изложил ее полностью в своем манифесте?

Признавая пробелы в своей аргументации, Качинский, похоже, убежден, что он прав, а весь мир – нет. Он не в состоянии привести полное доказательство, но его это не волнует: для него все очевидно. Он сконструировал себе убеждения и организовал их в согласованную систему, где другим больше нет места.

Когда он узнал из прессы, что одна из его бомб впервые унесла человеческую жизнь, и жертву «разорвало на куски», он, судя по всему, порадовался этому в дневнике вот так: «Великолепно. Вот гуманный способ кого-то устранить».

Все это оставляет тревожное ощущение. А что, если Качинский, воспользовавшись математическими методами, довел себя до столь ошеломляющего уровня радикальности?

В том, что способ перепрограммирования интуиции может в итоге оказаться опасным, нет ничего удивительного. В конце концов, банальной овощечисткой или ножом для устриц тоже можно порезаться так, что окажешься в больнице.

По мнению психиатра, осматривавшего Качинского перед судом, тот страдал параноидальной шизофренией. По мнению Качинского, этот диагноз – политическое преследование. Он считал, что находится в здравом уме. Его адвокаты хотели выстроить защиту на его недееспособности, но он отказался от этой стратегии и предпочел признать свою вину.

Параноидальный бред – близкий родственник математического рассуждения. В некотором роде это его злой близнец. Многие люди склонны их путать. Тем не менее существует очень простой критерий их различения. К этому мы еще вернемся.

В 2010 году, за два года до смерти, Биллу Тёрстону все еще не давала покоя трагическая судьба Теда Качинского.

Он не пожалел времени, чтобы написать подробный ответ на вопрос, заданный на совместном сайте математического сообщества MathOverflow. Вопрос поступил от пользователя под ником muad, по всей видимости, неуверенного юного студента. Он был озаглавлен «Что должен делать математик?».

Muad задается вопросом, как он может способствовать развитию математики. Ему кажется, что «математика создана такими людьми, как Гаусс или Эйлер», остальные могут лишь попытаться понять их работу, и это понимание не принесет ничего нового. Он опасается, что в математике уже нечего открывать таким людям, как он, нормальным, «без особых талантов».

Редкий студент математического факультета не задавался подобными вопросами. Ответ Тёрстона предлагает весьма радикально сменить точку зрения:

«Продукт математики – ясность и понимание. Не теоремы как таковые».

«Мир не страдает от избытка ясности и понимания (это очень мягко говоря)».

«Истинное удовлетворение, которое может дать математика, – учиться у других и делиться с другими. У каждого из нас есть ясное понимание нескольких тем и лишь смутное понимание многих других. Нам всегда будут встречаться идеи, нуждающиеся в прояснении».

Тёрстон определяет математику как совместный проект человечества, направленный на понимание и обмен информацией, а не как поиск вечных истин. Без человеческого понимания у теорем нет никакой ценности. Всем плевать, кто именно первым продемонстрировал тот или иной результат. Важен смысл, которым мы наделяем эти результаты. Настоящая математика – живая, и она присутствует в каждом из нас.

Ответ Тёрстона может показаться несущественным, но это глубокий пересмотр представления о математике, существовавшего более двух тысячелетий. В этом заключается одно из главных посланий данной книги, и мы еще к этому вернемся.

Тёрстон продолжает:

«Мы глубоко социальные и глубоко инстинктивные животные, до такой степени, что наше благополучие зависит от огромного количества вещей, которые мы делаем, но с интеллектуальной точки зрения их трудно объяснить».

«Высока вероятность, что чистый разум способен сбить вас с пути. Никто из нас не обладает достаточным интеллектом или достаточной мудростью, чтобы наш ум смог справиться с этим».

Точно в этом месте, на слове «сбить», Тёрстон вставил прямую отсылку к Теду Качинскому, поместив там ссылку на страницу «Википедии» о нем.

Заявление, что «чистый разум способен сбить вас с пути», выглядит банальностью, здравым, но слишком расплывчатым советом, недостаточно оригинальным, чтобы уделять ему внимание. Это не так: Тёрстон совершенно серьезен. Он точно знает, о чем говорит, и сообщает нечто совершенно конкретное.

В главе 14 мы упомянули план Декарта по восстановлению единства науки и философии с нуля, с опорой на нашу врожденную способность считать очевидным то, что истинно. Мы говорили, что этот подход – рационализм – наткнулся на подводные камни, появления которых Декарт не предвидел.

Когда Тёрстон утверждает, что «никто из нас не обладает достаточным интеллектом» и что «чистый разум способен сбить вас с пути», он указывает именно на это.

Почему математическая мысль настолько эффективна? Каковы все же ее пределы и каковы пределы рациональности? Как отличить математическое рассуждение от параноидального бреда?

Ответ на эти вопросы кроется не в самой математике, а в ее тесной связи с нашим языком и механизмами нашего интеллекта.

Эта тема и будет занимать нас до конца книги.

Вы всегда знали, что с рациональностью кое-что не так.

Предполагается, что это фундамент нашей цивилизации. Во всяком случае, так нам рассказывают в школе. Нас учат организовывать наши мысли логически и структурно. Нас учат отличать верное суждение от неверного. Учат презирать все, что не является логичным, строгим, последовательным.

Конечно, не находится идиотов, чтобы верить в эту историю. Мы просто притворяемся, что верим. Но как только кончается урок и закрывается дверь школы, мы продолжаем существовать, словно бы это не имело никакого значения.

Верить, что однажды мы сможем стать рациональными, так же наивно, как верить, что однажды мы сможем перестать есть жирное и сладкое.

Парадокс в том, что это совершенно не мешает нам исподтишка прибегать к тайной рациональности.

Когда какая-то тема искренне тревожит вас, у вас несчастная любовь, проблемы на работе, сложности в отношениях с дорогим человеком, вы инстинктивно обращаетесь к методу математиков.

Вечером, лежа в постели, вы пытаетесь понять. Думаете об этом вновь и вновь. Прокручиваете в голове картины, вызванные из недр памяти и воображения. Собираете из этих мысленных образов конструктор, как лего. Пытаетесь организовать их, собрать вместе, сделать из них что-то осмысленное и устойчивое.

Иногда вам кажется, что вы понимаете. Мысленные образы стыкуются между собой. Вы по-новому воспринимаете какое-то событие из прошлого. Вы замечаете там какую-то деталь, какой-то новый элемент, что-то, что маячило у вас перед глазами с самого начала, но до сих пор оставалось незамеченным.

Теперь, когда вы это увидели, все обретает смысл. Это озарение, открытие, которое вдохновляет вас, и им хочется поделиться.

Вы идете к лучшей подруге, чтобы рассказать об этом. Очень быстро в ее глазах возникает что-то, что вас смущает. Она явно раздосадована. Она тревожится за вас. Все, что она может сказать вам в ответ, – одна простая фраза: «Не надо слишком все рационализировать».

Хуже всего то, что вы знаете: она права. Вы и сами, когда кто-то излагает рассуждение, где все слишком хорошо сходится, чувствуете, что здесь что-то не так. Он слишком много размышлял, и это кажется вам подозрительным.

Например, когда какой-то субъект 20 лет размышляет над глубинными причинами проблем нашей цивилизации и составляет манифест из 232 пронумерованных пунктов, в котором все сходится просто изумительно хорошо, это совершенно вас не успокаивает. Вы не думаете, что этот субъект определенно прав. Скорее вы думаете: «Вряд ли у этого парня много друзей».

Если бы ваше недоверие к рациональности было просто вопросом интеллектуальной лености, нелюбви к усилиям – это было бы не страшно. Оставив всю работу другим, вы все равно воспользовались бы результатом.

Проблема в том, что вы и результату совершенно не доверяете. Вы знаете, что мысль и рассуждение не всегда помогают обнаружить истину. Более того, иногда у вас возникает совершенно обратное впечатление: в некоторых случаях рациональность отдаляет нас от истины.

Это не какая-то мелкая проблема. Это огромная проблема. В английском языке такие вещи называются слоном в комнате: когда проблема настолько огромна и чревата серьезными последствиями, настолько глубоко коренится в самом сердце нашего существования, что ее окружают гигантской «зоной умолчания».

Если человечество хочет дать себе хоть малейший шанс справиться со стоящим перед ним вызовом, не стоит ли для начала договориться: так все-таки метод Декарта работает или нет?

Когда Декарт излагает проект восстановления единства науки и философии с нуля, его послание легко понять.

Он констатирует, что величайшие ученые неспособны договориться по элементарнейшим вопросам. Зачастую их так называемые знания – лишь мнения, построенные «на песке и грязи». Математика, напротив, построена на скале. Это и привлекает Декарта:

«Я… дивился тому, что на столь прочном и крепком фундаменте не воздвигнуто чего-либо более возвышенного».

Раз метод математиков так эффективен, раз он порождает истины, которые остаются неизменными на протяжении тысячелетий, может быть, его можно применить за пределами математики и породить таким образом непоколебимые истины?

Сегодня мы знаем ответ. Увы, он отрицательный. Нет, нельзя.

А точнее, ответ частично положительный и частично отрицательный. Метод математиков можно применять за пределами математики. Я не написал бы эту книгу, если бы не хотел побудить вас к этому. Декарт был прав: это на редкость могущественный и плодотворный метод. Он помогает нам понимать мир и в буквальном смысле способен сделать нас умнее. В любом случае у нас нет никакого плана Б и никакого другого метода, который мог бы дать те же преимущества.

Но, применяя его за пределами математики, мы должны соблюдать осторожность: непоколебимые истины этот метод способен порождать лишь внутри математики.

Соблюдать осторожность не значит запретить себе размышлять, рационализировать, искать объяснения тому, чего мы не понимаем. Зачем нам выбирать оставаться идиотами? Соблюдать осторожность не значит растеряться и оставаться нерешительным, лишать себя возможности «уверенно двигаться в этой жизни». Вовсе нет.

Соблюдать осторожность – это просто помнить, что метод Декарта способен перестроить наши мысленные представления и интуицию, увеличить их согласованность и зародить в нас убеждения, которые могут стать твердыми как скала.

В этом, собственно, и цель всей затеи. Она служит для того, чтобы укрепить наши убеждения, отстоять их неоспоримую очевидность и суровую дедукцию. Благодаря чудесной пластичности мозга она позволяет взрастить в нас железобетонную уверенность.

Только вот она бывает ложной.

Вы абсолютно уверены, что любая курица вылупилась из яйца, ранее снесенного другой курицей. Применяя идеально строгое с точки зрения логики рассуждение, вам следовало бы с абсолютной уверенностью вывести, что первой курицы и первого яйца никогда не было, что куры и яйца существуют с незапамятных времен. Таким образом, куры и яйца предшествовали образованию нашей планеты.

Идиотский пример. Но тем он и важен. Если настолько простое рассуждение оказывается настолько глубоко ошибочным, как нам верить более тонким рассуждениям, выглядящим серьезными и умными?

Меня всегда поражало, что все в курсе истории про курицу и яйцо, все сознают, какую огромную проблему она нам создает, и все живут дальше как ни в чем не бывало.

Сегодня возможно получить высшее образование, ни разу не встретившись лицом к лицу с этой темой и ее глубинными последствиями. Как будто наше общество убеждено, что каждый сам должен ее решить.

Загадку про курицу и яйцо преподносят нам как «парадокс», непреодолимую стену для человеческого понимания, перед которой мы можем только пасть ниц.

Но парадоксов на свете ничуть не больше, чем хитростей или контринтуитивных по своей природе истин. Статус парадокса всегда временный, до того как будет найдено решение. Представлять задачи как парадоксы по структуре – просто нечестный и вычурный способ сказать, что не понимаешь их.

Первый уровень решения загадки о курице и яйце обращается к теории эволюции. Матерью курицы, которую мы видим перед собой, была другая курица, немного отличающаяся от первой. Мать этой другой курицы тоже немного отличалась. Пока все хорошо. Пока что мы имеем дело с курами и яйцами, которые похожи на кур и яйца.

Но углубившись таким образом более чем на сто пятьдесят миллионов лет в прошлое, мы натыкаемся на мать матери … матери курицы, которая была вообще не курицей, а динозавром. Двигаясь дальше, мы находим животных, которые не несли яиц. Это не откроет нам, как они выглядели, но позволит успокоиться: куры не предшествовали возникновению нашей планеты.

Однако первый уровень решения обходит молчанием самую проблематичную часть загадки: как так получилось, что, исходя из заведомо верных гипотез и следуя заведомо верному рассуждению, мы пришли к заведомо ложному выводу?

Вот истинная загадка, которую задает нам история про курицу и яйцо.

Ответом служит второй уровень решения первоначальной загадки. Он известен с середины XX века. Но он так ошеломителен, неприятен и чреват последствиями, что тщательно скрыт и исключен из всех школьных программ.

Вот этот ответ: человеческий язык структурно несовместим с логическим рассуждением, и мы ни при каких обстоятельствах не можем быть на 100 % уверены в истинах, выраженных на человеческом языке и полученных путем логической дедукции.

Это относится как к официальной, «большой» науке, так и к мелким повседневным рассуждениям, которые мы выполняем постоянно – и неважно, выражаем мы эти рассуждения словами, следуя структурированной и логически последовательной аргументации, или просто втайне манипулируем образами в голове; сознаем мы, о чем сейчас размышляем, или просто даем интуиции вести нас.

Печальная правда в том, что, вопреки утверждению Декарта, «все представляемое нами вполне ясно и отчетливо» не всегда истинно.

Декарт упустил один важный момент: любые рассуждения, даже самые надежные, в конце концов рушатся по мере удаления от конкретного опыта, не от недостатка логики, а потому что сам наш язык построен «на песке и грязи».

Единственное исключение – математические рассуждения, выраженные на официальном языке математики. Этот искусственный, ледяной и нечеловеческий язык несовместим с нашим обычным способом мыслить, и причина крайне проста: его задача – быть совместимым с логическим рассуждением.

Когда мы хотим выйти далеко за пределы конкретного повседневного опыта, логический формализм позволяет нам ориентироваться. Это уникальный инструмент, благодаря которому мы можем дать волю пульсу рациональности, без границ, комплексов и табу.

Вне этого контекста рациональность постоянно оказывается под угрозой из-за хрупкости нашего языка и нашего способа воспринимать мир.

В главе 6 мы уже говорили, что официальный язык математики, логический формализм, чужд человеческому языку, и привели пример: в математике, если наличие хобота – часть определения слона, значит, слон, которому отрезали хобот, немедленно перестает быть слоном.

Это странное и ригидное отношение к смыслу слов лежит в основе математического подхода. Эта странность нередко шокирует начинающих. Но причина этого проста: обычная человеческая манера придавать словам смысл по сути своей несовместима с понятием рассуждения. Звучит обидно, но это так.

Или вы хотите дать себе шанс открыть силой мысли надежные истины – тогда вы обязаны прибегнуть к формалистскому подходу математиков.

Или вы отстаиваете право называть слоном слона, которому отрезали хобот, – тогда вы должны отказаться доверять собственной способности к рассуждению. В самом деле, любая общая истина о слонах, раз вы открыли ее рассуждением, использующим тот факт, что у слонов есть хоботы, будет поставлена под вопрос открытием единственного слона без хобота.

Откровенно говоря, если мы даже не имеем права говорить, что у слонов есть хоботы, зачем тогда вообще пытаться о них говорить? Лучше уж запретить себе размышлять и замолчать раз и навсегда.

Это явление нам знакомо. Мы все смутно отдаем себе в этом отчет, хотя обычно и недооцениваем масштабы, потому что с самого детства знание преподносится нам не полностью.

Словари – идеальная тому иллюстрация. Мы уже говорили об этом в главе 8. Первая наша ассоциация со словарем – это что-то серьезное и надежное. Нам всем хочется думать, что слова, которые мы употребляем, четко определены, а фразы, которые мы произносим, имеют точный смысл. Но стоит поскрести – и мы натыкаемся на закольцованные определения.

Ошибкой было бы думать, что составители словарей плохо делают свою работу, и существует какой-то лучший, более ясный и строгий способ определять слова, которыми мы пользуемся.

Увы, словарные определения неполны по глубинной и структурной причине: совершенно невозможно определить по-настоящему слова нашего языка, а наши отношения с миром отнюдь не так прочны, как мы думаем.

Взять слово повседневного языка, попытаться сделать полнее его определение и осознать, что это непосильная задача: вот волнующий и познавательный опыт, который стоит провести хотя бы раз в жизни, не пожалев времени.

Мой любимый пример – слоны. Я нашел в словаре такое определение: «Очень большое травоядное млекопитающее с массивным телом, бугристой кожей, большими плоскими ушами, носом, вытянутым в виде хобота, и бивнями».

У него тот плюс, что оно прагматично. Это определение перечисляет разнообразные характеристики, которые ожидаешь увидеть у слона. Разумеется, оно закольцовано. Как, по-вашему, выглядит определение хобота? А слоновьего бивня?

Помимо закольцованности, минус этого определения в том, что оно умалчивает о важнейшем аспекте: понятии вида животных.

Всем очевидно, что мы имеем дело не просто с отдельными животными, а, напротив, можем объединять их в виды. Раз мы придумали слово «слон», значит, у нас создалось впечатление, что между отдельными слонами, которых мы наблюдали, есть что-то общее, и они образуют вид. Придумав слово «слон», мы дали название именно этим общим чертам.

На самом деле, как вам известно, слоны образуют не один, а два рода – африканский слон и азиатский слон.

Но вообще все еще сложнее. 25 лет назад биологи обнаружили, что существует два отдельных вида африканских слонов: саванный слон, чье научное название – Loxodonta africana, и лесной слон, Loxodonta cyclotis. Азиатские слоны образуют третий вид, Elephas maximus.

Если бы мы решили составить незакольцованное и серьезное с научной точки зрения определение слова «слон», получилось бы что-то вроде: «Общее наименование представителей видов Loxodonta africana, Loxodonta cyclotis и Elephas maximus».

Только вот теперь надо дать серьезное определение Loxodonta africana, Loxodonta cyclotis и Elephas maximus. И, каким бы поразительным это ни казалось, никто на это не способен.

На практике биологи определяют виды исходя из одной заданной особи, именуемой голотипом, которая служит точкой отсчета. Например, у нас есть конкретный (и давно умерший) слон, имевший честь послужить голотипом для Loxodonta africana. В некотором роде это «нулевой слон», знаменосец своего племени.

С научной точки зрения, Loxodonta africana не что иное, как множество особей, живых или мертвых, «принадлежащих к тому же виду», что и этот нулевой слон.

Осталось лишь придать точный смысл выражению «принадлежать к тому же виду». И вот тут все становится интереснее.

В любом разумном определении вида животных желательно, чтобы можно было сказать, что мать принадлежит к тому же виду, что и дети. Но если вы возьмете, с одной стороны, мать матери … матери исходного слона, а с другой – мать матери … вашей матери, в какой-то момент вы обнаружите одну и ту же самку, принадлежащую к ныне исчезнувшему виду млекопитающих, который жил более ста пятидесяти миллионов лет назад рядом с динозаврами. Это и есть проблема курицы и яйца. Логическое заключение – вы слон.

Чтобы избежать этой проблемы, необходимо ввести понятие расстояния: вы принадлежите к тому же виду, что и ваша мать, что и мать вашей матери, и так далее, но так нельзя продолжать бесконечно, не отбросив теорию эволюции.

Как определить границу? Официальное решение опирается на принцип взаимного скрещивания. Оно приводит к следующему определению, которое можно найти, например, в «Википедии»:

«Вид есть группа или множество групп особей, представители которых способны реально или потенциально скрещиваться между собой и давать жизнеспособное и плодовитое потомство».

Вопрос плодовитости потомства касается, в частности, ослов и лошадей, которые могут породить гибриды, но их потомки (мулы и лошаки) бесплодны. Значит, это два разных вида.

Можно было бы подумать, что мы наконец получили логически безупречное определение, но это далеко не так. Согласно этому определению, бесплодная особь сама по себе является отдельным видом. Когда вы кастрируете кота, он меняет видовую принадлежность. Это очевидная бессмыслица, но она следует из строгого применения этого определения.

Если серьезно – что делать, когда потомство в основном бесплодно, но иногда плодовито? Есть много документальных свидетельств о плодовитых мулах. Где провести границу? Нужно ли установить порог, принять волевое решение, что, если шансы породить плодовитые гибриды меньше 1 %, мы имеем дело с двумя разными видами?

Вопрос скрещивания по сути своей размыт и сложен. Когда два вида разделяются, в тот самый момент, когда определение было бы наиболее ценно, оно больше неприменимо. Это, в частности, относится и к истокам нашего собственного вида: наша ДНК содержит следы плодовитых гибридов с неандертальцами. Значит ли это, что Homo sapiens и Homo neanderthalensis – один и тот же вид, вопреки общепринятому мнению?

Помимо теоретических нестыковок, официальное определение концепции вида создает огромные практические сложности. Если я хочу узнать, являюсь ли я саванным слоном, мне нужно спариться с самкой Loxodonta africana. А что делать, если она не хочет? А если хочет, но не беременеет, потому что сейчас не тот момент? Сколько раз нужно пробовать?

Считается, что биологи намного практичнее математиков. Любопытно было бы узнать, как они справляются.

Самое странное во всем этом – контраст между тем, что мы неспособны дать стопроцентно надежное определение понятию «слон», и тем, что само понятие очевидно для нашей интуиции.

Услышав слово «слон», мы чувствуем, что отлично понимаем его значение. Встретив слона, мы узнаем его с первого взгляда. У нас есть идеально четкое представление, что из себя представляют слоны.

Проблемы начинаются, только когда мы пытаемся уточнить легкую неясность, которую вносит первое наивное определение, данное нами с целью сделать его совместимым с простыми, в общем-то, логическими рассуждениями. Словно наши попытки уточнить мысль каждый раз приводят к нестыковкам, их каждый раз нужно решать новыми научными открытиями, а в процессе, в свою очередь, опять появляются новые нестыковки.

Такое ощущение, что нечто простое, конкретное и даже очевидное невозможно по-настоящему выразить словами.

Эта странность относится не только к понятию слона. Это универсальное явление, отражающее неврологическую реальность мыслительных процессов и наши отношения с языком. Мы еще вернемся к этому в следующей главе.

Самая яркая иллюстрация нашей неспособности придать четкий смысл словам вышла из-под пера самого Чарльза Дарвина в 1859 году:

«Не стану я обсуждать здесь и различные определения, которые были предложены для термина "вид". Ни одно из определений не удовлетворило всех натуралистов; и, однако, каждый натуралист смутно понимает, что он разумеет, говоря о виде»[31].

Подобное признание в бессилии уже во второй главе эпохальной книги, которая как раз и называется «Происхождение видов», много говорит о безнадежности ситуации.

Мы никогда не понимаем полностью, что мы разумеем, и все же ухитряемся писать об этом книги.

По сути, если вы хотите реально понять, что такое математика и почему она повсеместно присутствует в науке, надо исходить из хрупкости нашего языка.

Математика существует так же давно, как наше желание рассуждать и фиксировать с этой целью смысл слов. Это всеобщее заблуждение – сводить ее лишь к изучению чисел и форм. За пределами своего технического лексикона, теорем и уравнений математика – прежде всего иной способ использовать язык и присваивать словам смысл.

Человеческий и математический языки тысячелетиями развивались параллельно. Они так переплелись, что сейчас мы уже не всегда можем их различить.

В повседневной жизни, в самых обычных разговорах мы переключаемся между двумя способами использовать слова и обычно даже сами этого не замечаем.

Это относится к каждому из нас, включая тех, кто убежден, что неспособен к математике. Вне зависимости от нашего уровня культуры и образования мы все в определенной степени знакомы с математическим подходом, вплоть до того, что ежедневно обращаемся к способам мысли, которые он допускает.

Впрочем, поскольку нам никто никогда не объяснял, как это все работает, мы регулярно попадаем пальцем в небо. Мы переходим от одного языка к другому, забывая, что они подчиняются двум совершенно разным логикам. А в некоторых случаях это может привести к серьезным последствиям.

У каждого из этих языков своя задача, свои правила игры, свои сильные и слабые стороны. Они оба нам необходимы.

Два языка, два правила игры

Оба языка часто используют одни и те же слова. Меняется лишь смысл, который мы придаем этим словам.

Прекрасный пример – слово «шар». Если я говорю вам: «Земля имеет форму шара», вы прекрасно понимаете, что означает это утверждение.

Если вы, как и я, полагаете, что это утверждение верно – это потому, что вы интерпретируете слово «шар» на человеческом языке, языке восприятия и неопределенности.

На математическом языке это утверждение становится откровенно ложным. На шаре не может быть гор.

В математике слова определяются «аксиоматически», то есть через формальные определения, которые их характеризуют полностью. Это воображаемые конструкции, идеальные и неподвижные: так, шар – это «совокупность точек пространства размерности 3 на равном расстоянии от некоего центра». У вас нет права ничего менять. Если вы уберете или немного сместите хоть одну точку, это уже не шар.

Самое коварное – у слова «шар» ровно то же значение в словарях человеческого языка. Меняются только наши взаимоотношения с этим определением.

На самом деле в человеческом языке никто никогда не принимает определения всерьез.

В реальной жизни вы называете шаром то, что воспринимаете как шар. Апельсин – шар, яблоко – более-менее шар, груша не шар. Держу пари, что вы не сможете описать точные масштабы допустимого искажения, подразумеваемого в вашем интуитивном восприятии шара.

Это работает и наоборот. Вы можете взять слово из человеческого языка и сделать вид, что обращаетесь с ним как со словом из математического языка. Мы поступаем так постоянно, когда рассуждаем.

Это довольно тонкий маневр, но мы умеем выполнять его инстинктивно и неосознанно. Суть в том, чтобы оттолкнуться от человеческого языка, перейти к математическому для рассуждения и вновь вернуться в человеческий язык. Это происходит каждый раз, когда мы выдвигаем гипотезы и пробуем сделать из них выводы.

В повседневной деятельности на более конкретном и личном уровне выражается то, что пышно называют научным подходом. Вот его краткое содержание на очень упрощенном, но точно показывающем все этапы процесса примере.

Если вы заявляете, что, по определению, слон – это «представитель одного из трех видов: Loxodonta africana, Loxodonta cyclotis и Elephas maximus», и притворяетесь, что верите, будто это определение абсолютно истинно, вы можете сделать из этого некоторые логические выводы.

По сути, для этого и нужны словарные определения: это математические модели, позволяющие зафиксировать смысл слов – временно, на период рассуждения.

Если перед вами стоит слон и это не Loxodonta africana и не Elephas maximus, вы можете сделать вывод, что это Loxodonta cyclotis.

Внутри вашей модели этот вывод надежен на 100 %. Для сомнений нет места. Как говорится, «математически точно»!

Но верен ли этот вывод в реальной жизни? Все зависит от надежности модели. Возможно, вам не повезло, и сейчас перед вами стоит представитель какого-то четвертого вида слонов, настолько редкого, что он еще не описан.

В человеческом языке ничто не бывает надежным на 100 %. У нас регулярно случаются сюрпризы. Вот почему научная теория всегда выдвигает только предположения, которые на опыте могут быть подтверждены (тогда теория становится более правдоподобной) или опровергнуты (тогда нужно доработать модель).

Модели сами по себе не хороши и не плохи. Сказать, что Земля имеет форму шара, – вполне неплохая модель, пока вы не пытаетесь сделать из нее вывод, что гор не существует. Успехи нашей технологии доказывают, что научный подход здрав: даже не порождая абсолютных истин, наука дает эффективную основу для мысли, и ее предположения достаточно близки к реальности, чтобы приносить практическую пользу.

При правильном использовании рациональность должна быть проводником, а не высшим судьей. Реальность у нас перед глазами всегда заслуживает больше внимания, чем убеждения у нас в голове.

Стремление использовать человеческий язык так, как будто он обладает свойствами математического, будто слова в нем имеют совершенно конкретный смысл, каждая деталь заслуживает толкования, а логической правильности аргумента достаточно, чтобы гарантировать правильность выводов, – характерный симптом широко известной тяжелой болезни: паранойи.

Наша древняя привычка к математическому подходу, без сомнения, и есть источник чудовищных недопониманий, окружающих понятие истины.

Когда я говорю «истина», я имею в виду истину математиков, абсолютную и вечную, которую порой любят называть Истиной или даже ИСТИНОЙ, а то и вообще ИСТИНОЙ.

Эта истина – математический концепт. Она существует так же, как существуют число 5 и прямоугольные треугольники. Несомненно, это первое изобретение в истории математики, которое предшествовало всем остальным и больше всего отозвалось в нашей культуре.

Конечно, у слова «истина» есть эквивалент в человеческом языке, как и у слова «шар». Но с человеческим вариантом все сложно. Как фрукты, плохо переносящие транспортировку, понятие истины плохо переносит перевод. Помятый шар еще похож на шар, а вот помятая истина не похожа уже ни на что.

Впрочем, от утверждений на человеческом языке мы никогда не ждем, что они будут «истинными» в самом беспощадном и окончательном смысле. Мы всего лишь ждем, чтобы они были ясными, выразительными, интересными, честными, искренними и научили бы нас чему-то полезному и уместному об окружающем мире.

Когда мы говорим, что что-то истинно, это просто сокращение, удобный способ пересказать все вышеизложенное. Мы используем это слово в искаженном смысле, потому что иначе у нас вообще не было бы поводов его использовать.

Но эта ситуация все равно нас удручает. Нам хотелось бы, чтобы мир был стабильнее и яснее. Чтобы наши истины были надежнее и не так зависели от точки зрения.

Наше огорчение прекрасно выражено в этом замечании австрийского философа Людвига Витгенштейна (1889–1951): «Чем более пристально мы приглядываемся к реальному языку, тем резче проявляется конфликт между ним и нашим требованием»[32].

Логика работает, только когда у слов есть явно выраженный смысл, идеально четкий и не меняющийся со временем. Несмотря на огромные усилия, мы неспособны создать такие определения для слов повседневного языка. Витгенштейн утверждает, что это безнадежный поиск:

Знаете эту оптическую иллюзию? Она из числа самых древних и самых известных:

Что вы видите?

Посмотрите внимательно.

Большинство людей видят слона. Думаю, что и вы тоже. Но сумеете ли вы увидеть кое-что другое?

Не торопитесь.

Попробуйте еще раз. И еще, прежде чем перевернуть страницу и читать дальше.

Самое удивительное в этой иллюзии – усилие, которое нужно сделать, чтобы она развеялась. Практически невозможно не видеть слона. И все же, если вы присмотритесь, вы увидите, что тут нет никакого слона, а только линии тонера на бумаге.

Между линиями тонера и слоном объективно огромная разница. Какой же загадочный феномен заставляет нас видеть слона там, где есть только линии?

Такая оптическая иллюзия обычно называется рисунком. Конечно, рисунок – это намного больше, чем иллюзия. У рисунка есть стиль, посыл, художественная ценность, символическое и культурное значение, и все это нельзя свести лишь к изобразительной задаче.

И всё же мы мгновенно узнаем мамонтов, нарисованных в эпоху палеолита народами, о которых мы не знаем ничего – от языка до нравов и верований, и это потому, что в рисунке нет культурных условностей. Даже если нам не хватает кодов, мы все равно понимаем. Наш мозг автоматически формирует связь между нарисованным и реальным животным. В этом смысле рисунки действительно оптические иллюзии.

Зрительное понимание рисунков развивается в самом начале жизни. Для него не нужно никакого специального обучения. Младенцы понимают иллюстрации, еще не умея говорить. Они понимают их настолько хорошо, что мы опираемся на рисунки, чтобы учить их словам. Если бы рисунки были лишь культурными условностями, процесс шел бы в обратном направлении: сначала младенцы осваивали бы лексику, чтобы потом можно было учиться распознавать рисунки.

Многие животные, причем не только млекопитающие, способны узнавать нарисованные объекты вообще без какого-либо обучения. Расшифровка рисунков не привилегия людей.

Есть что-то действительно невероятное в феномене иллюзии, который работает в рисунке.

Только подумайте, какую массу информации вы можете извлечь из маленького наброска в начале главы. Этот слон молодой или старый? Опасный или миролюбивый? Он зол? Уверен в себе? Он внушает вам симпатию или беспокойство?

Вы никогда не учились интерпретировать рисунки, и все же вы можете ответить на эти вопросы, мгновенно и без всякого труда. И все это на основании каких-то несчастных каракуль на странице.

Как такое чудо биологически возможно?

Объяснение, которое может дать современная наука, поможет нам понять природу феноменов пластичности мозга, описанных в этой книге.

Зрение – сложный феномен, в котором смешались оптика, биохимия и неврология. Органом зрения является не только глаз, но и зрительный нерв, а главное – мозг.

Понять, зачем нам глаза, довольно просто: грубо говоря, это камеры. Это простая, даже слишком упрощенная метафора, но она наглядна и относительно корректна. Да, остается еще много нерешенных научных вопросов, касающихся подробностей работы глаз, их развития у эмбриона и эволюционного процесса, который привел к их возникновению. Это закономерные и сложные вопросы. Но общая масса накопленных знаний существенно сократила область тайны: глаз перестал быть загадкой.

Что до зрительного нерва, его можно считать чем-то вроде кабеля, соединяющего глаз и мозг. Здесь метафора тоже отлично работает.

А вот за зрительным нервом то, что происходит в зрительной коре мозга, – крайне интригующий феномен, который долго сопротивлялся попыткам его понять. Можно по праву сказать, что он был одной из величайших загадок в истории науки.

На выходе из камеры изображение состоит из пикселей: это что-то вроде сетки, где у каждой клетки есть определенное значение яркости красного, зеленого и синего цвета. Загадка – в способе, которым мозг обрабатывает исходную информацию, поступающую по зрительному нерву, извлекая из нее смысл и «узнавая», что изображено на картинке.

Наш мозг часто сравнивают с компьютером, но, как мы сейчас увидим, это неудачная метафора.

Если выражаться совсем конкретно, загадку зрения можно сформулировать так: как, зная яркость и цвет разных пикселей, вам удается понять, есть ли где-то на картинке слон?

Наша способность узнавать слонов еще удивительнее оттого, что, как было сказано в предыдущей главе, мы бессильны точно определить, что они такое.

Это не просто совпадение. Нам хотелось бы дать определение слонам так, как мы их воспринимаем, потому что такое определение было бы для нас самым осмысленным. Но метод, с помощью которого наш мозг узнает слонов, одновременно потрясающе эффективен и совершенно невыразим словами.

По правде говоря, он настолько эффективен, что в это даже трудно поверить.

Во-первых, способность узнать слона не зависит от угла зрения. Слон может располагаться передом или задом к вам, в профиль или в три четверти, стоять или лежать, быть большим или маленьким. Как бы ни двигался он сам и как бы вы ни двигались относительно него, вы в мгновение ока воспринимаете его присутствие. Еще вы допускаете, что у слона возможен невероятно развернутый спектр для множества аномалий и непривычных свойств. Если слон оказался альбиносом или если он покрыт геометрическими узорами и яркими цветами, вы все равно видите, что это слон.

Это притом что со строго визуальной точки зрения, то есть с точки зрения яркости и цвета пикселей на исходном изображении, у всех этих вариантов мало общего между собой.

Это еще не самое удивительное. Когда ребенок впервые сталкивается с настоящим слоном (притом что он никогда раньше его не видел и о слонах не слышал), но вы показываете на слона пальцем и говорите «это слон» – ребенок немедленно понимает, что вы имеете в виду.

Это же совершенно неочевидно само по себе. Что мешает ребенку подумать, что слоном вы называете только левую переднюю ногу, или хобот, или часть хобота, или севшую на хобот муху?

Но ребенок понимает сразу, потому что уже видит слона. Он немедленно его заметил, еще до того, как вы хоть что-то сказали. Слон бросился ему в глаза как нечто примечательное, заслуживающее имени. Ребенок, кстати, как раз собирался вас о нем спросить.

Без этого явления нашего языка бы не существовало. Мы не могли бы объяснить, к чему отсылают слова.

Это еще не самое удивительное. Если до встречи со слонами из плоти и крови ваш ребенок сначала познакомится с ними на рисунке, это не создаст ему никаких проблем. Он будет полностью уверен, что знает, что такое слон. В день, когда он увидит настоящего слона, он удивится его размеру и, вероятно, испугается, но без труда узнает уже известное ему животное.

Из всего этого можно сделать вывод, что наш мозг, похоже, автоматически извлекает из необработанного потока зрительной информации, непрерывно поступающего по зрительному нерву, универсальную идею, что такое слон. И этот абстрактный концепт слона наш мозг затем узнает во множестве воплощений, в настолько разнообразных ситуациях, что нелепо было бы пытаться их перечислить.

Без усилий, словно по волшебству, мы вырабатываем прочное и мощное «чувство слоновости» с помощью простого наблюдения за сценами с участием слонов.

В начале этого процесса слон – просто странное впечатление, где знакомое смешалось с причудливым. Мы определенно видим, что это животное, с совершенно необыкновенным огромным носом, ногами как стволы деревьев, и ушами как веера. Но это животное не похоже ни на что нам известное. Оно очень нас интригует, и мы чувствуем, что оно заслуживает имени.

Концепт слона вначале возникает в зрительной коре и вызывает подобное ощущение замешательства. Под действием повторяющегося наблюдения, работы воображения и вербализации он становится стабильнее и яснее. В конце этого процесса слоны для нас настолько естественны и очевидны, как будто мы знакомы с ними всю жизнь.

Но что такое концепт? Почему мы мыслим концептами? На каком уровне реальности они существуют? Как они образуются? Что позволяет нам воспринимать их?

Эти вопросы – одни из древнейших в истории философии, и на протяжении тысячелетий они считались неразрешимыми. Их истинная тема, конечно, – человеческий интеллект.

Загадка зрения переформулирует их неожиданно конкретно. Она создает идеальную площадку для изучения механизмов нашего интеллекта.

Наш мозг часто сравнивают с компьютером. Эта метафора верна в двух отношениях: и мозг, и компьютер способны выполнять сложные задачи по обработке информации, и в обоих случаях информация распространяется в виде электрических импульсов.

Во всем остальном она катастрофически неверна. Взяв ее на вооружение, невозможно понять интересующие нас явления.

Компьютер – идеальное воплощение Системы 2: машина, способная механически применять длинные последовательности логических инструкций с феноменальной скоростью и без ошибок – на что категорически не способен наш мозг.

Компьютер состоит из центрального блока, где происходят вычисления, и блоков памяти, где хранится информация. Информация перемещается между этими блоками с огромной скоростью по электрическим цепям, не подвергаясь трансформации. У нас в мозгу все наоборот. Информация перемещается медленно и преобразуется на каждом этапе перемещения. Память, расчеты и движение неразделимы.

Компьютер выполняет инструкции одну за другой, последовательно, в ритме своих внутренних часов, отбивающих такт миллиарды раз в секунду. Время активации связи между нейронами – порядка тысячной доли секунды. Таким образом, базовые операции нашего мозга происходят в миллион раз медленнее, чем на компьютере. Но наш мозг работает не последовательно: он параллельно выполняет миллиарды и миллиарды таких операций.

Кремниевые дорожки компьютера неподвижны, они выгравированы в инертном материале. Наш мозг – живая ткань, которая постоянно перестраивается.

Гораздо информативнее будет, если представить себе мозг не как систему расчетов, а как систему восприятия. Наш мозг – орган, которым мы воспринимаем мир. Он позволяет нам чувствовать разные вещи, например что перед нами слон.

Каждый нейрон нашего мозга сам по себе является маленькой системой восприятия. Анатомически он состоит из трех частей:

● древовидная структура, разветвляющаяся на тысячи маленьких чувствительных элементов – дендритов. Это «передняя» часть нейрона: через дендриты нейрон собирает информацию;

● центральная часть, именуемая перикарион: это «тело» нейрона, содержащее ядро клетки;

● своего рода ствол, аксон, который ветвится, а разветвления оканчиваются концевыми ветвями. Это «задняя» часть нейрона: отсюда информация «выходит» после обработки, чтобы передаться другим нейронам.

Нейроны соединены между собой по четкой схеме подключения: концевые ветви аксона одного нейрона служат «розетками», к которым могут «подключиться» дендриты других нейронов, чтобы получить информацию из этого нейрона. Такие соединения называются синапсами.

Информация, содержащаяся в нейроне, – это его состояние. Одно из двух: он или в покое, или возбужден, то есть через него идет электрический импульс, который распространяется до концевых ветвей и высвобождает молекулы, которые называются нейротрансмиттерами.

Именно эти нейротрансмиттеры, обнаруженные дендритами нейронов позади синапсов, сообщают им о возбужденном состоянии переднего нейрона.

Чтобы определить, оставаться в покое или породить импульс, нейрон проводит своего рода опрос своих дендритов. Если достаточное количество дендритов обнаруживают импульс от передних нейронов, нейрон решает тоже создать импульс, который он по синапсам передает нейронам сзади.

Таким образом, нейрон воспринимает мир только через состояние возбуждения нейронов впереди него. Если возбуждено достаточное количество передних нейронов, он решает отреагировать и тоже возбудиться. В противном случае он остается в покое.

Вот и всё.

Когда мне впервые объяснили работу нейронов, меня это не заинтересовало. Мне показалось, что это ни к чему не ведет. Если наши нейроны такие примитивные, почему тогда мы умные?

Механизмы нашего интеллекта невозможно понять, если пытаться локализовать его в каком-то конкретном месте мозга. Интеллект – это то, что называют системным свойством: по отдельности наши нейроны примитивны и ограниченны, но в результате объединения вместе они начинают вести себя весьма хитроумно; такое поведение нельзя приписать тому или иному нейрону – именно эти масштабные включения мы зовем интеллектом.

Это примерно как с пробками: пока вы рассматриваете машины по отдельности, вы не можете понять, что такое пробки, однако же они существуют и состоят исключительно из машин.

Поведение отдельных нейронов и глобальную работу мозга разделяет огромная пропасть. Долгое время она казалась такой огромной, что все отчаялись когда-нибудь что-нибудь про нее понять.

Теперь это не так. Загадка зрения в значительной степени разрешена.

Неврология, в свою очередь, позволила уточнить, как нейроны соединены между собой. Также стало возможно в реальном времени проследить за активностью отдельных нейронов или конкретных зон мозга у человека и животных. Но у этого подхода тоже есть свои пределы: хотя пространственное и временное разрешение методов визуализации мозга совершило гигантский рывок, мы все еще очень далеки от возможности одновременно проследить за всеми нейронами, участвующими, например, в определении слона, – и еще дальше от возможности проследить за ними на всем протяжении процесса обучения в масштабе нашей жизни.

Самый эффектный и убедительный прорыв в этой области пришел из другой дисциплины – информатики. С 1950-х годов психологи и программисты стремились создать по образцу работы наших нейронов и анатомии коры мозга системы искусственного интеллекта. Они воспроизводят архитектуру нашего мозга, а потому поведение этих систем проясняет нам явления, происходящие в голове.

Один из первопроходцев, Фрэнк Розенблатт (1928–1971), стоял у истоков первой математической и компьютерной модели отдельного нейрона. Оставалось смоделировать поведение сложных сетей, способных имитировать наше зрение. Технология топталась на месте десятилетиями, воодушевление не раз сменялось разочарованием и наоборот. Трое ученых, Джеффри Хинтон, Ян Лекун и Йошуа Бенжио, продолжали верить. История показала, что они правы.

В конце 2000-х годов их алгоритмы глубокого обучения настолько продвинулись, что стали способны решать сложные задачи по распознанию образов, такие как определение наличия слонов.

Около 2010 года, когда я начал приобщаться к этим алгоритмам, я с восторгом обнаружил там описание процесса понимания, впервые совпавшее с моими ощущениями.

Пластичность мозга, неизбежная двусмысленность человеческого языка, роль времени и поисков наощупь в работе по прояснению, внезапное ощущение очевидности – все эти могущественные и таинственные явления, которые так долго интриговали меня и о которых я веду рассказ с самого начала книги, вдруг стали осязаемыми и конкретными.

Стало возможным говорить о них, не обращаясь к какой-нибудь, не знаю, черной магии.

Эта тема настолько меня заворожила, что я решил завершить математическую карьеру. Я только что закончил важный цикл в научной работе по алгебре и геометрии и увидел возможность исследовать радикально новую тему, которая могла прояснить то, что я пережил.

Я решил подойти к ней самым практичным образом, какой только возможен, создав компанию по вопросам искусственного интеллекта и тем самым отказавшись от научной карьеры.

Если нужно понять природу нашего интеллекта и механизмы нашей мысли, алгоритмы глубокого обучения дают наилучшую из известных мне метафор.

Первая загадка, которую позволяют решить алгоритмы глубокого обучения, – возникновение концептов. Иначе говоря, то, что тысячелетиями было предметом одного из самых яростных дебатов в метафизике, внезапно превратилось в конкретное материальное явление, зафиксированное неоспоримой экспериментальной реальностью: концептуальная мысль спонтанно возникает из крупного скопления нейронов под воздействием необработанных данных, например потока образов.

В самых общих чертах это работает так. Алгоритмы обучения моделируют кору мозга как сеть из множества слоев нейронов. Первый слой – исходное изображение: сетка нейронов, представляющих пиксели. Второй слой образован нейронами, чьи дендриты связаны с нейронами первого слоя. Третий слой образован нейронами, чьи дендриты связаны с нейронами второго слоя. И так далее. Именно потому, что сеть состоит из множества наложенных слоев, говорится о «глубоком» обучении.

В описании механизма, решающего вопрос о возбуждении нейрона, я не упомянул одну немаловажную деталь: опрос нейроном своих дендритов для выяснения, нужно ли ему возбуждаться, – это опрос взвешенный. Иными словами, каждое соединение нейрона с одним из нейронов предыдущего слоя имеет определенный коэффициент, определяющий вес его голоса в решении.

Под воздействием потока необработанных изображений сеть постепенно корректирует коэффициенты всех нейронных связей в соответствии с механизмом, который мы объясним через несколько страниц.

Именно через эту настройку коэффициентов сеть «учится» и «умнеет».

Когда запускается подобный алгоритм глубокого обучения, например когда ему показывают миллионы и миллионы случайных фотографий из интернета, можно констатировать, что каждый нейрон постепенно специализируется на выявлении определенного концепта.

Концепты первых слоев будут очень примитивными, но в глубоких слоях они будут намного изощреннее.

Например, нейрон второго слоя может специализироваться на выявлении вертикальной линии в нижнем левом углу изображения или небольшого градиента освещенности в другой части изображения. Он будет возбуждаться только в присутствии этого элемента.

В третьем слое концепты будут немного сложнее. Например, конкретный нейрон может выявлять определенные типы углов между двумя сегментами в определенной области изображения.

По мере продвижения по сети концепты становятся богаче и абстрактнее. Они все более глубокие.

В пятом слое некоторые нейроны могут, например, специализироваться на выявлении треугольников или определенных типов кривых.

В двадцатом слое нейрон может специализироваться на выявлении слонов, настоящих или нарисованных.

Я намеренно излагаю упрощенно. Реальность, конечно, намного сложнее, как с компьютерной, так и с биологической точки зрения.

Заявление, что в вашем мозгу концепт слона соответствует совершенно конкретному нейрону, – это просто краткий пересказ. Он не вполне корректен, но достаточно корректен, чтобы его использовать. И сильно облегчает понимание.

Кстати, с биологической точки зрения вопрос не окончательно закрыт. Например, некоторые эксперименты намекают, что для каждого известного актера или актрисы, которых вы знаете, у вас действительно есть конкретный нейрон, реагирующий именно на их присутствие на изображении. Однако некоторые ученые считают, что концепты соответствуют группам нейронов, а не отдельных нейронов. В компьютерных симуляциях можно увидеть, как отдельные нейроны специализируются на выявлении сложных объектов, таких как слоны, но в других случаях выявление происходит скорее путем активации небольшой группы нейронов (а не одного нейрона).

Эти нюансы никак не влияют на выводы, которые мы сделаем дальше.

Давайте представим, что у вас и правда есть слоновый нейрон. Это позволит нам все рассказать просто, понятно и в целом корректно.

У вашего слонового нейрона тысячи дендритов. А значит, ваше внутреннее определение слона подразумевает тысячи критериев, которые сами по себе являются абстрактными концептами достаточно высокого уровня, такими как «является животным», «имеет хобот», «имеет большие уши», «серый», «большой», «издает трубный звук», «имеет бивни», «имеет бугристую кожу», «движется определенным образом», и так далее.

У каждого критерия свой коэффициент взвешенности. Могу поспорить, что у критерия «имеет хобот» он высокий. Каждую секунду ваш слоновый нейрон вычисляет «шкалу слоновости», добавляя коэффициенты критериев, чьи нейроны активированы.

Когда уровень на этой шкале превышает определенную пороговую отметку, нейрон решает, что вы имеете дело со слоном. Ниже этого порога располагается сначала серая зона, где вы не вполне уверены, что это слон (но у кого-то другого может быть иное мнение), а затем зона, где точно нет никакого слона.

Большое количество задействованных критериев обеспечивает надежность и эффективность системы выявления слонов. Ваша шкала слоновости достаточно хорошо настроена, чтобы соответствовать истине в непредвиденных ситуациях и допускать большое разнообразие отклонений.

Очевидно, что точное определение записать невозможно. На это не хватило бы целой книги, и в любом случае вы бы не нашли нужных слов.

Вот что такое паутина, о которой говорил Витгенштейн: переплетение наших триллионов нейронных связей. Немыслимо пытаться все это распутать. Но не распутав это все, нельзя по-настоящему определить что бы то ни было.

Алгоритмы глубокого обучения, даже самые мощные и изощренные, лишь грубые упрощения архитектуры нашего мозга. Наша зрительная кора действительно выстроена слоями, но не так строго, как в компьютерных моделях: нейрон «слон» явно запрашивает состояние нейрона «хобот», но нейрон «хобот» определенно запрашивает состояние нейрона «слон». От закольцованных определений никуда не деться.

Также упрощением было бы представлять, что наш мозг поделен на специализированные зоны, изолированные друг от друга: вы определяете слона не только визуально.

Осталось описать сам процесс обучения: какой механизм используют нейроны для обновления коэффициентов своих связей с передними слоями?

Возьмем пример нейрон «слон». Он непрерывно анализирует состояние передних нейронов, чтобы решить, возбуждаться ему или нет. Это поведение и позволяет вам анализировать мир в реальном времени. Говорить о реальном времени – всегда неверное словоупотребление, потому что никакая система на самом деле не работает в реальном времени. Нейрону нужно около половины миллисекунды на реакцию.

В главе 11 мы назвали это Системой 1: «мгновенной» интуитивной мыслью, создающей у нас впечатление, что мы мыслим со скоростью молнии.

Параллельно с этим явлением происходит другое, куда более незаметное, которое невозможно воспринять напрямую. Оно разворачивается в куда более медленных временных рамках. Здесь правильной метафорой будет не молния, а естественный процесс органического развития, как растущий побег растения. Это наш процесс обучения. Он лежит в основе того, что мы назвали Системой 3: нашей способности постепенно менять способ представлять себе мир.

Если однажды вы встретите слона без хобота, вы удивитесь.

Что значит «удивиться»? Это значит, что ваше видение мира подобного не предусматривало. И все же это не помешает вам понять. Без всякого сомнения, вы все равно поймете, что перед вами слон, но у вас будет сильнейшее ощущение, что тут что-то идет не так.

При математическом моделировании системы глубокого обучения можно определить цифровую величину, измеряющую ее «замешательство» перед определенной ситуацией. Система, которая учится, – это система, которая настраивает свои коэффициенты, чтобы уменьшить замешательство.

Вот чему это соответствует на интуитивном уровне. На вашей шкале слоновости параметр «имеет хобот» обладает высоким коэффициентом. Даже если другие передние нейроны позволяют вам это компенсировать и «увидеть» слона несмотря на отсутствие хобота, – это ненормальная ситуация и вы чувствуете это физически, даже если сами не осознаете.

Ваш нейрон «слон» учтет это и уменьшит соответствующий коэффициент. Если вы и дальше будете встречать слонов без хобота, в конце концов вы почти перестанете учитывать этот критерий.

В реальности не нужны настолько грубые аномалии, чтобы ваши нейроны корректировали свои коэффициенты взвешенности. Они постоянно настраивают их, совсем понемногу, при каждой стимуляции. Физиологически это соответствует способности синаптических связей укрепляться или ослабевать. Создаются новые связи, другие исчезают. Так наша мысленная цепь постоянно перестраивается.

Это и есть пластичность мозга: децентрализованные действия нейронов, которые по отдельности стремятся увеличить точность своей шкалы.

Невероятнее всего – но это прекрасно доказано экспериментально благодаря алгоритмам глубокого обучения – тот факт, что столь простые механизмы позволяют постепенно создать абстрактные концепты высокого уровня, такие как слоны, начав с точки отсчета, где связи и коэффициенты выбираются случайно.

Вы не родились со слоновым нейроном. Когда вы впервые увидели слона, ваше замешательство было велико: возбудился нейрон «животное», а также нейрон «огромная штука, заслуживающая моего внимания», и еще многие нейроны, соответствующие многочисленным свойствам, которые вы могли узнать. Но у этого сильного и сложного впечатления не было имени. Вы смотрели внимательно, чтобы проникнуться и научиться.

Изначально в вашей голове слон был просто составным объектом, мобилизующим большое количество нейронов из тех ста миллиардов, что есть у вас в мозгу. Один из нейронов, возбужденных вашей первой встречей со слоном, ждала особая судьба. Понемногу, постепенно настраивая свои связи, он стал специализироваться в распознавании этих животных. Неважно, на что он реагировал вначале. Теперь он стал вашим слоновым нейроном.

Так концепты формируются в глубоких сетях просто под действием контакта с миром, как волны в океане формируются просто под действием ветра: через усиление небольших неровностей на поверхности воды, следуя законам физики, которые очень просто описать на микроскопическом уровне, но в больших масштабах они порождают системные явления намного большей сложности.

Научные, технологические и философские последствия всего изложенного выходят далеко за пределы этой книги. А для нужд нашей истории мы можем подвести вот такой итог.

Наш мозг, как мозг любого животного, представляет собой перцептивную машину, которая постоянно производит абстракцию. Мы выстраиваем и поддерживаем представление о мире, материализуемое переплетениями наших нейронных связей. Это представление о мире – последовательность абстракций. На очень глубоком уровне оно приобретает концептуальную природу.

Концептуальная мысль не привилегия людей. Это не эманация языка или культуры. Здесь я использую слово «мысль» в очень широком смысле для обозначения неврологических процессов, образующих субстрат нашего интеллекта. Любой лев тоже мыслит концептуально, и в его голове есть слоновый нейрон.

Хрупкость нашего языка лишь отражение его неврологических основ. Смысл, который мы присваиваем словам, имеет перцептивную природу: мы умеем узнавать слона, но никогда не сможем по-настоящему определить, что это такое.

Любое определение приблизительно. Смысл слов всегда размыт, неоднозначен и изменчив. Мир внутри нашей головы абстрактный и мягкий.

На всем протяжении моего математического странствия, несмотря на любовь к математике и удовольствие, которое она мне приносила, мне казалось, что настоящая задача находится где-то не здесь.

Что для меня было действительно важно, что мотивировало меня и давало желание продолжать, – это не теоремы, которые я мог доказать и которые заинтересовали бы лишь несколько специалистов, но кое-что гораздо более глубокое и универсальное.

Это «кое-что» было предельно важно. Оно касалось нас всех, на самом личном уровне. Оно имело отношение к человеческим задачам понимания. Я еще не мог ни назвать его, ни сказать, в чем оно заключается.

Я ощущал знакомое чувство математического творчества: впечатление, что тут есть что-то странное, неясное, непонятное, не вполне объясненное, – не особенно понимая, что это такое, но примерно видя, куда нужно копать.

Математическое исследование казалось мне лучшим способом к этому приблизиться. Я был подобен исследователю, отправляющемуся в экспедицию на дикий континент, едва отмеченный на картах, не зная, что он там найдет, но прекрасно понимая, что на самом деле он отправляется исследовать самого себя.

Эта книга – рассказ о моем приключении. Я прожил его, чтобы суметь о нем рассказать.

Сейчас, как мне кажется, мне удалось облечь в слова то, что тогда казалось мне таким странным и неясным. Об этом и будет последняя глава.

Когда я учился в аспирантуре и мне задавали вопрос о значимости моей области исследования, я отделывался шуткой: «Это пригодится в физике через тысячу лет».

Тогда я очень скептически относился к практическим применениям современных математических исследований. Последние 20 лет заставили меня передумать.

Все технологические объекты, которыми вы пользуетесь, все протоколы связи, обработки информации и автоматизации основаны на последовательностях математических абстракций. Процесс цифровизации мира и нашей жизни неимоверно усилил и без того ключевую роль математики в науке и технике. Каждый день для нее открываются новые применения, о которых раньше и не подозревали. Это относится в том числе к областям так называемой чистой математики, таким как алгебра и геометрия, которые долгое время считались «бесполезными».

Сомневаться не приходится: от математики есть технологическая польза. Она уже достигла фантастического уровня, и с каждым днем эта польза растет.

И все же с точки зрения долгой истории человечества математизация мира через науку и технологию – недавнее явление. Оно восходит к Декарту, а за поколение до него – к Галилею, чья фраза вошла в историю: «книга» Вселенной «написана на языке математики».

До XVII века наука не была математизирована. У математики, так сказать, не было применения.

В старшей школе и университете ее часто представляют как инструмент, полезный в науке, но глубоко нечеловеческий и без собственной ценности. Такой способ изложения делает математику и ее историю совершенно недоступными для понимания.

Как в таком случае математики сумели выкрутиться и открыть язык Вселенной?

Может быть, математика упала с неба, как по волшебству?

Что могло мотивировать ее развитие на протяжении всех тех тысячелетий, когда она еще была не нужна?

Как так получилось, что греческие философы одновременно знали язык Вселенной, не понимали этого, но сделали из него обязательное условие для изучения философии?

Пока нам представляют математику как внешний инструмент, острый и холодный, она всегда будет оставаться для нас чужой. Ледяной, жестокой, недоступной для любви и желания.

Математики ощущают ее не так.

Я рассказал в этой книге, как использовал интуицию, чтобы продвинуться в математике. По крайней мере, вначале я полагал, что делаю именно это – в то время, когда еще думал, что важна именно официальная математика, та, что в книгах.

По мере созревания я наконец заметил, что это работает наоборот. Я использовал математику, чтобы развить интуицию.

Настоящая цель математики – человеческое понимание. Помимо технологического применения, которого уже хватило бы, чтобы математика была нам необходима, у нее есть еще одно назначение – тайное, гораздо более глубокое и могущественное.

Правильно тренируя воображение, мы все способны развить интуитивное и личное понимание математики. Мы все можем присвоить ее и сделать продолжением своего тела.

Это и есть настоящая математика. Она расширяет наше интуитивное понимание окружающего мира.

У вас уже есть доступ к этой внутренней математике. Вы умеете манипулировать окружностью у себя в голове. Вы чувствуете присутствие числа 999 999 999 прямо перед собой. Глядя на мир, вы узнаете в нем числа и геометрические фигуры.

Математические понятия у вас в голове ведут себя иначе, чем другие. Их гораздо сложнее освоить. Но стоит им встать на место, как они становятся гораздо четче и стабильнее.

Об этом свойстве математической истины и логического формализма никто не знает: эти инструменты позволяют нам выстраивать мысленные образы ни с чем не сравнимой ясности.

В детстве вы узнали, что такое слон. Потом вы узнали, что они бывают двух разных типов и различаются размером ушей. Теперь вы знаете, что существует как минимум три отдельных вида слонов.

Такая неприятность никогда не произойдет с числом 2. Роль математической истины – связывать математические понятия друг с другом, образуя мысленную сетку высокой последовательности и высокой стабильности. Сложно объяснить, что такое на самом деле число 2, но вы знаете, что 2 + 2 = 4, и это никуда не денется.

Ваша математическая интуиция никогда не бывает совершенной. Логика и математическая истина позволяют ее оттачивать, калибровать и развивать на протяжении всей вашей жизни.

Даже если вы считаете себя неспособным к математике, концептуальная сетка, которую математика уже образовала внутри вашей головы, – надежнейшая опорная точка для вашего мировосприятия. Без чисел, без кругов и квадратов, без концепта трехмерного пространства, без концепта точки и траектории, без декартовых координат, без концептов расстояния, скорости и ускорения, без идеи, что прямая может продолжаться бесконечно, без концепта вероятности, без концепта счета, без концепта истины и рассуждения мир вокруг вас вдруг стал бы настолько зыбким и нестабильным, что вам показалось бы, что вы подверглись лоботомии.

Математика, которую вы понимаете, усиливает реальность и добавляет в нее волшебный слой понимания. Она делает вас невероятно проницательными.

Со временем она стала для вас настолько конкретной и очевидной, настолько «реальной», что по сравнению с ней другая математика, которую вы еще не понимаете, кажется абстрактной, абсурдной, «воображаемой».

А ведь эти концепты, столь очевидные и глубоко укоренившиеся в вас, не всегда были частью обстановки. Трудно поверить, но такие глупости, как целые числа, действительно требовали, чтобы кто-то отправился силой мысли отыскивать их на границах человеческого понимания. Сначала искатели почувствовали, как эти числа пробиваются в тумане их интуиции. Затем мучительно пытались облечь их в слова. Они работали над тем, чтобы сделать эти слова простыми и доступными, пока наконец весь мир не счел их очевидными.

В голове современных математиков происходит в тысячу раз больше, чем все, что вам преподавали.

Математика – это не язык Вселенной. Это язык, который позволяет нам ясно и точно говорить о вещах, на которые мы не можем указать пальцем. Этот язык делает нас способными рассуждать и заниматься наукой. Этот язык создал нас такими, какие мы есть, в горе и в радости.

Подход к математике как к технике перепрограммирования мозга и расширения человеческого восприятия возник не так давно. Такое восприятие уже некоторое время носилось в воздухе, но никто не потрудился прояснить его и сделать доступным для широкой публики – по крайней мере, до самого недавнего времени.

Тёрстон со страстью рассказывает об этом в великолепном тексте на три страницы, написанном в 2010 году, и вот отрывок оттуда:

«Мы часто воображаем, что математики занимаются поиском вечных истин, мотивов, не связанных ни с каким конкретным контекстом. Но на более глубоком уровне цель математики – выработать лучшие способы видеть и осмыслять мир для людей. Математика – это приключение, которое преображает нас, и продвижение в намного большей степени измеряется переменами в нашем способе мыслить, чем во внешних истинах, которые мы открываем».

Осталось обсудить один ключевой момент, возможно, самый важный в этой книге.

Нечто реально странное и неясное, не дававшее мне покоя все время, пока я исследовал математику, разумеется, не было вопросом, зачем она нужна.

Те, кто задает себе этот вопрос, не занимаются математикой. Те, кто занимается математикой, прекрасно знают, что она зачем-то да нужна, хотя бы просто чтобы доставить им удовольствие, подарить волшебное ощущение, будто мир перед ними озаряется по мере продвижения.

Когда замечаешь, что истинная задача математики – человеческое понимание, остается еще одна гигантская загадка: почему ею так трудно поделиться и почему она недоступна такому количеству людей?

Если бы мы знали ответ, неспособных к математике больше не было бы.

В математическом подходе больше всего сбивает с толку постоянная отсылка к вещам, которых «по-настоящему» не существует, но их все же нужно как-то вообразить.

Самый простой основополагающий совет, который можно дать людям, желающим понять математику, и который я повторял на протяжении всей книги – сделать вид, что эти вещи здесь, прямо перед нами, и мы можем их потрогать.

По сути, неспособность к математике – это своего рода недоверчивость: нежелание верить, что воображать несуществующие вещи может быть хоть зачем-то полезно.

Понимаю, что это озадачивает, но единственный способ придать математике смысл – представить себе, что вещи, о которых она говорит, реально существуют. Гротендик чудесно сформулировал это в отрывке, который я уже цитировал:

«Всю жизнь я был неспособен прочесть математический текст, каким бы безобидным или упрощенным он ни был, если мне не удавалось придать этому тексту "смысл" в понимании моего опыта математических объектов, то есть когда текст не вызывал во мне мысленных образов и интуиции, которые вдохнули бы в него жизнь».

Как мы уже видели, в мысленных образах нет ничего грандиозного или хитроумного. Они всегда дурацкие и упрощенные. Когда математик воображает шар, в целом он воображает его так же, как вы.

Математики тоже люди. Они могут понять математические объекты лишь через восприятие, через неверные человеческие интерпретации, приблизительные оценки, переводы математического лексикона на человеческий язык.

Впрочем, именно так математика оказывает на нас свое благотворное действие: она обогащает наш человеческий лексикон и человеческое восприятие.

Зато математик всегда помнит, что его мысленный образ – лишь приблизительное отражение истины, и постоянно стремится узнать, в чем этот образ неверен.

Истинный шар существует «где-то», в своего рода параллельном мире. Выяснять, существует ли на самом деле этот параллельный мир, – бесплодный спор, так как он в любом случае недоступен. Некоторые математики считают, что он существует, другие убеждены, что нет, – а кому-то, вроде меня, глубочайше наплевать.

Единственное, что важно (и это действительно сбивает с толку), – приходится обязательно «делать вид», что этот параллельный мир существует, потому что без него математика – просто неразборчивые значки на листе бумаги.

Вот почему математики так настойчиво говорят о математических объектах для обозначения того, что большинство называет математическими абстракциями.

Иначе говоря, с чисто практической точки зрения математика неотличима от вымысла.

Обучение математике – чистой воды работа воображения. Мы заставляем ее войти к нам в голову силой мысли, а удерживает ее там связующая сила таинственного ингредиента, который в некотором роде представляет собой и главного героя вымысла, и его суть: математической истины.

Из всех математических понятий истину одновременно проще всего и сложнее всего объяснить. Если вы хотите объяснить число 2, вы можете показать два апельсина. Если вы хотите объяснить, что такое треугольник, вы можете показать треугольник. Но если вы хотите объяснить, что такое истина для математиков, что вам показать?

Благодаря этому вымыслу математики разрабатывают новые подходы к реальности и новые способы мысли, которые на протяжении истории доказали свое могущество и плодотворность.

Объекты вымысла через конкретное и интуитивное воплощение становятся новыми концептами, обогащающими наше понимание. Они словно выходят из вымысла и становятся «реальными», воплощенными, как число 2 воплощено у нас перед глазами, когда мы видим два апельсина.

В этом процессе возвращения к реальности все математические объекты теряют совершенство, но сохраняют основные характеристики, в которых заключался интерес их бытия в вымысле. Может быть, апельсин и не истинный шар, но он все равно круглый.

Все – кроме одного. Главный герой словно застревает в вымысле. В реальном мире ничто не бывает истинным в том смысле, как это понимают математики.

И когда сон развеивается, математическая истина мгновенно исчезает, словно джинн, вернувшийся в бутылку.

Я настолько привык к такому образу мышления, что он уже даже не кажется мне странным.

Но когда я пытаюсь взглянуть на него извне, я вынужден признать, что он все же довольно странен. Я не знаю никакой другой человеческой деятельности, которая проходила бы в таком бешеном круговороте реального и воображаемого. С такой точки зрения весь подход кажется совершенно сумбурным.

Все равно что математики вели бы беседы с воображаемым другом и он раскрывал бы им тайны окружающего мира. Непонятно, как такое вообще получается.

Постоянные недопонимания, что является воображаемым, а что нет, портили понимание математики на всем протяжении истории.

Да, есть так называемые мнимые числа, но они не более и не менее мнимые, чем так называемые действительные числа, а те, в свою очередь, не более и не менее действительны, чем так называемые рациональные числа.

Введение каждого нового типа чисел вызывало крайнюю неловкость не только у общественности, но и у самих математиков, включая тех, кто вводил эти новые числа.

В XIX веке еще находились серьезные математики, утверждавшие, что отрицательные числа – лишь химеры. В XV–XVI веках их защитники дали им название абсурдные числа. С тех пор, видимо, изменилась сама реальность. Ранее абсурдные числа стали конкретными и очевидными. Они заполонили нашу жизнь. Чтобы осознать, что отрицательные числа не химеры, достаточно открыть банковский счет.

Кантора обзывали «шарлатаном», «ренегатом» и «совратителем юношества» за то, что ему удалось спокойно и точно рассказать о бесконечности. По сути, ему ставили в вину, что он сделал осязаемым то, что должно было оставаться неуловимым. С точки зрения теологии математики занимаются недобросовестной конкуренцией.

«Сущность математики заключена в ее свободе», – говорил Кантор. Свобода математиков – обращаться с воображаемыми вещами как с реальными, как только они становятся «истинными». На этой почве математики даже считают их «конкретными».

Оказалось, что этот подход работает великолепно. Естественно, что математики не остановятся на таком удачном пути. Они продолжают забавляться сверхъестественными или чудесными свойствами своих конструкций. Они манипулируют идеалами, спектральными последовательностями, функторами отрицания. Они изучают загадочный объект, именуемый Монстром и обитающий в размерности 196 883. А в алгебре есть конструкция, которая называется мошенничество Мазура–Эйленберга.

Процесс понимания математики уже сам по себе странен. Но вот процесс открытия и творчества еще причудливее. Это настолько особый и озадачивающий опыт, что о нем сложно говорить, не прослыв блаженным.

Один из самых выбивающих из колеи моментов – внезапность, с которой приходят идеи, без усилий и почти всегда не к месту. Они «как будто призваны из небытия», если повторить выражение Гротендика.

В очень серьезной статье за авторством Боба Томасона и Тома Тробо можно узнать, что вклад второго автора (на тот момент уже умершего) сводился к явлению во сне первому автору, чтобы указать ему решение.

Один из моих близких друзей, превосходный математик, чье имя я называть не стану, недавно признался мне, что его как-то посетило очень четкое ощущение – которым он так и не рискнул поделиться, – что величайшие идеи за всю его карьеру подсказал ему непосредственно Бог (притом что он яростный атеист).

Что касается меня, я никогда не чувствовал ничего подобного. Мне просто казалось, что я могу левитировать и проходить сквозь стены.

Вот в этом и есть реально странная штука. Чем дальше я шел вперед, чем глубже погружался в сердце математики, чем лучше владел техниками, позволяющими действительно понимать и творить, тем больше все это походило на алхимию и черную магию.

Декарт думал, что математики хранят свои секреты из боязни, что их похитят. Возможно, объяснение куда тривиальнее: они просто боятся прослыть чокнутыми.

Пока я сам не стал одним из них, я мог бы подумать, что они полубоги, способные говорить на языке Вселенной.

Но я прекрасно знал, что это не так. Я знал, откуда взялся я сам. Видел, что́ помогает мне развиваться. Каждый ключевой этап всегда был более или менее случайным открытием метода для борьбы с комплексами или новым способом стимулировать работу воображения.

На практике у математики не так много общего с точными науками. Ее следовало бы скорее объединить с психологией, в которой она стала бы какой-нибудь эзотерической и прикладной ветвью.

Математическое творчество дает ощущение чего-то сверхъестественного и волшебного. Это неоспоримо. Но за всем этим неизбежно стоит человеческая реальность, не сверхъестественная и не волшебная.

Вот что реально взволновало меня и породило желание и дальше исследовать эти темы, пока я не почувствую себя в состоянии рассказать о них простым языком – мощнейшее чувство расточительства.

Ни один человеческий проект не сравнится по престижности, обоснованности и интеллектуальному авторитету с математическим. И если математики не способны объяснить свои действия, не создав впечатления шаманского ритуала, это не значит, что тут действительно происходит шаманский ритуал.

Это значит всего лишь, что они используют не те слова и что мы упускаем что-то существенное.

Почему математическое образование настолько дисфункционально, причем на всех уровнях и очень давно? Почему механизмы творчества несут в себе такой мощный заряд иррациональности? Почему так трудно рассказывать об опыте понимания математики и обмениваться им?

Я стал изучать математику, потому что не понимал, как можно ее понять. Я ожидал, что мне объяснят, почему это возможно и как надо действовать. Объяснения так и не последовало. Более того, эту тему вообще не затронули.

Это не помешало мне учиться самому, где-то в уголке. Как многие другие, я познал разочарование от необходимости молчать о той области математики, которая представляла для меня наибольшую ценность.

Каждый раз, когда мне нужно было преподавать или объяснять мои работы, я пытался совместить два уровня рассказа: формальный, состоящий из строгих определений и четких утверждений, и интуитивный, с правильными метафорами, правильными рисунками, правильными модуляциями голоса, правильным способом жестикулировать.

Эти уровни дополняют друг друга. Формальная речь без мотивации и без применения интуиции – это просто форма насилия. Но чисто интуитивный рассказ без формализации – это еще одна форма насилия, здесь проходит граница популяризации математики. Действительно, как только мы убираем официальную математику, интуиция теряет точки опоры. Пытаться преподавать математику, избегая формализма, – иллюзия. Без формальных определений нет математики, есть только люди, сотрясающие воздух.

Незадолго до ухода из научного мира мне посчастливилось прочесть самый интересный курс в моей карьере. Это был курс введения в математику для филологов и философов Высшей нормальной школы.

Я увидел в этом возможность встретиться лицом к лицу с вопросом, который столько времени мучил меня: можно ли преподать искусство держать математику у себя в голове?

Я вновь погрузился в то, что обычно называют основами математики, – формальную логику и теорию множеств. И только тогда я осознал, что до сих пор понимал их неправильно. Это не основы математики, а ее ответвления, у которых, несомненно, есть своя историческая и концептуальная ценность, но они никак не помогают понять, что такое математика, и тем более преподавать ее.

Некоторые идеи и примеры из этой книги взяты напрямую из моих заметок к тем лекциям. И все же тогда мне не хватало какого-то ключевого элемента.

В моем курсе мне показалось, что я не смог начать разговор с нужного места. Словно я опустил все важное. Я любил математику такой, какой она жила во мне, но я был не в состоянии объяснить ее словами, которые другие могли бы понять.

Именно в этом контексте я завершил научную карьеру. Такие решения всегда нелегко принимать. Наивно было бы пытаться найти единственное объяснение. Но среди различных факторов было и это разочарование. Мне не удавалось преподавать математику так, чтобы это имело для меня смысл. Я чувствовал, что бьюсь о стену, о табу, которое сам сотворил и сам же стал его пленником.

Я ощущал уверенность, что мои заметки к лекциям однажды превратятся в книгу. Но тогда я чувствовал себя не в состоянии ее написать. Мне было необходимо отойти в сторону, узнать другие вещи, встретить других людей, обнаружить другие способы жизни и взгляда на мир.

«Начала» Евклида, один из древнейших трактатов по официальной математике, написаны 2300 лет назад. С тех самых пор математику представляют как логическую, дедуктивную науку. Вторая часть истории, про невидимые действия в нашей голове, была скрыта.

До последних 10 лет у нас не было удовлетворительного способа представить работу собственного интеллекта.

По сути, единственной моделью в нашем распоряжении было механическое дедуктивное рассуждение. Эта модель существует с античных времен. Ее метафора – счет. Его латинизированное название, «калькуляция», происходит от слова calculus, что означает «камешек» и отсылает к камешкам, которые в то время использовались в счетах. На протяжении веков эта метафора воплощалась в различных материальных объектах: сначала в счетах, потом в станках, сегодня в микропроцессорах. Постепенно она стала синонимом математики и рациональности – а то и интеллекта в целом.

Эта категорическая бессмыслица лишила нас возможности связать математику с повседневным человеческим опытом.

Разумеется, мы всегда знали, что наш интеллект этим не ограничивается. Мы знали, что есть что-то еще, нечто загадочное, что мы называли духом, интуицией, третьим глазом или шестым чувством, о чем не могли упомянуть, не обращаясь к паранормальному регистру.

Единственными моделями в нашем распоряжении были магические и сверхъестественные сущности, неподконтрольные нам, привилегия общения с которыми была доступна лишь немногочисленной элите, обладающей особым даром. Эти модели практически не изменились с доисторических времен.

Даже наш язык был для нас загадкой. Кто придумал слова? Как нам удается понимать смысл фраз? Какова природа концептов? Наука едва коснулась этих вопросов. Они принадлежали области метафизики и теологии.

Но ведь математика – это прежде всего вопрос пластичности мозга. Понять математику – значит перепрограммировать свою интуицию. В тайных техниках математиков паранормального не больше и не меньше, чем в техниках, позволивших Бену Андервуду видеть мир, щелкая языком.

Пока наша мыслительная деятельность казалась нам чем-то магическим, объяснить математику было невозможно по существу.

Написать эту книгу мне позволила встреча с алгоритмами глубокого обучения. Они внушили мне уверенность в ценности моего свидетельства и позволили связать субъективный опыт с достаточно рациональными вещами, чтобы их можно было рассказать за пределами частной беседы.

Недостающим ингредиентом моего курса введения в математику был рассказ о человеческом опыте. Если человеческое понимание является истинной задачей математики, значит, механизмы этого понимания должны быть частью преподавания. Человеческий вклад не может быть побочной темой, изложенной неформально в виде отдельных историй.

Но на протяжении тысячелетий такой рассказ был невозможен. Ни метафора счета, ни метафора магии не позволяли изложить его беспристрастно.

При интерпретации в рамках глубокого обучения странные явления, окружающие математическое понимание, перестают для меня быть странными. Да, как я уже говорил, идеи приходят невпопад, «как будто призваны из небытия», и это нормально. Да, пластичность – это незаметный, медленный механизм, который работает сам по себе и без целенаправленного усилия, если только мы видим правильные образы. Да, ключ к пониманию – заставить себя воображать разные вещи как раз тогда, когда мы их еще не понимаем, что очень мало кто себе позволяет. Да, обращать внимание на мелкие детали, которые нас беспокоят, критически важно. (Сама техника картезианского сомнения странно похожа на «состязательные» техники, которые используются, чтобы ускорить схождение обучающих алгоритмов).

Концепты у нас в голове не сверхъестественные сущности из параллельного мира, а мысленные представления, выстроенные нашим мозгом. Эти представления – плод нейронного обучения, позволяющего нам интерпретировать и «видеть» мир.

Математические концепты, которые там находятся, не более и не менее реальны, чем все остальные. Единственная разница – они туда попали усилием воображения, а не путем непосредственного наблюдения за физическим миром. Именно в этом – и только в этом – смысле они являются воображаемыми. Стоит нам их понять, как математические концепты становятся такими же очевидными, как слоны.

На протяжении тысячелетий способ рассказывать о математике сделал ее непостижимой для большинства. Сейчас у нас есть возможность рассказать о ней иначе.

Обучение математике должно быть психомоторным процессом, как и все остальные, доступным для самого широкого круга, в точности как обучение плаванию или езде на велосипеде. Но неверные представления о природе нашего языка и работе мысли препятствуют этому простому и непосредственному обучению. Они блокируют действия, позволяющие учиться.

Как преподавать математику человеку, который думает, что его интуиция и восприятие реальности – косная данность, которую невозможно перепрограммировать? Это так же сложно, как учить плавать человека, убежденного, что его тело плотно, как камень, и обязательно пойдет ко дну.

Для любого успешного преподавания нужно суметь сначала прогнать эти ложные убеждения. Вот почему я задумал данную книгу как книгу пробуждения и освобождения. Она рассказывает как о самой математике, так и о нашем теле, о его деятельности и о том, что мы можем сделать с его помощью.

Я попытался как можно спокойнее рассказать, что происходит у нас в голове. Конкретная человеческая реальность, субъективный опыт, физические и сенсорные ощущения, практическое применение, что мы делаем на самом деле, как это работает и почему работает, – все это никогда не становилось темой изучения в образовательных учреждениях.

Но ведь, по всей видимости, именно здесь все и решается. Есть методы, которые работают, и методы, которые не работают. И даже есть те, которые работают удивительно хорошо.

У меня нет никаких сомнений: творческие математики не отличаются от остальных биологически, они просто нашли способ «разблокировать» могущественные скрытые функции человеческого мозга, сами того не осознавая, но они не в состоянии поделиться опытом.

Я руководствовался этой гипотезой во время работы над книгой. Я сосредоточился на том, что понимал сам, а значит, на небольшом краешке этой темы.

Мне посчастливилось иметь возможность опереться на рассказы Декарта, Гротендика и Тёрстона. Их истории очень близки друг к другу, словно это одна и та же история, рассказанная с трех разных точек зрения. Они созвучны тому, что я пережил сам. Это и позволило вписать мою личную историю в более древнюю, мощную и обильно снабженную источниками традицию.

Они и сами нашли не все ключи. Декарт может объяснить происходящее с ним, лишь выдвинув гипотезу, что его дух имеет божественную и нематериальную природу, отдельную от тела. Гротендик убежден, что Бог приходит шептать ему на ухо и грезить внутри его головы. Тёрстон из всех троих самый современный, самый прагматичный и, пожалуй, самый проницательный.

Их откровенность и чувство деталей бесценны. Они рассказывают о том, что, как им кажется, они пережили и что повлияло на их успехи.

С первой до последней страницы их свидетельства рассказывают почти исключительно о воображении. Каждый описывает использование воображения новыми способами, обнаруженными случайно, вразрез с тем, что ему преподавали.

Гротендик приписывает специфику своего творчества нарушению табу: «Кажется, что из всех естественных наук лишь в математике то, что я назвал "грезой" или "грезой наяву", помещено под кажущийся абсолютным запрет уже более двух тысячелетий».

Тёрстон формулирует это более скромно, но так же убедительно и еще более выразительно в английском оригинале: I have decided that daydreaming is not a bug but a feature («Я решил, что мечта не недостаток, а полезная функция»).

Совершенно ясно, что ключ ко всему этому – наше воображение. Мы тысячелетиями неверно понимаем его природу и роль, а потому неспособны по-настоящему принять его всерьез.

Воображение не какая-то вредная деятельность, которую нужно запретить, как когда-то запрещали мастурбацию. Напротив, это ключевой вид деятельности, благодаря которому возможно наше интеллектуальное развитие.

До недавнего времени мы думали, что можем воображать, что пожелаем и как пожелаем, и это не окажет ни малейшего влияния на реальность. Но то, что мы видим и делаем у себя в голове, содействует обучению нейронов точно так же, как то, что мы видим и делаем на самом деле.

Работа воображения формирует наше восприятие реальности. Только вот никто никогда нам не объяснял, как за это взяться. Существует тысяча и один способ воображать. Мы не научились распознавать их и тем более называть. «Думать», «медитировать», «размышлять», «визуализировать», «анализировать», «фантазировать», «грезить» – мы используем эти слова в какой-то мере наобум, не зная до конца, что они означают, и не задумываясь, что у них общего. В эту серую зону и проскальзывают все недопонимания.

Но все это гораздо больше, чем серая зона, – это глубокая неосвещенная дыра, полный тупик нашей культуры и образования.

Способы воображать решают нашу судьбу. Одни делают нас глупыми. Другие делают нас безумцами. А у третьих есть власть сделать нас поразительно умными.

Методы математиков – одни из самых могущественных, какие только есть на свете. Давайте всё проясним.

В начале 1913 года Годфри Харди, выдающийся математик Кембриджского университета в Англии, получил странное письмо из индийского города Мадраса[33].

Его автор – некто по имени Сриниваса Рамануджан, утверждавший, что он, 23-летний мелкий клерк, живет в бедности, не имеет высшего образования и посвящает свободное время самостоятельному изучению математики. К письму Рамануджан приложил подборку теорем, которые, по его словам, он вывел и местные математики сочли их «удивительными». Ему хотелось бы узнать мнение Харди.

Харди просмотрел письмо. Сначала он подумал, что это розыгрыш. Но чем дольше он листал рукопись, тем сильнее росло его изумление. Результаты выглядели не просто правдоподобными: они отличались необычайной глубиной и новизной, и Харди чувствовал, что его оставили далеко позади.

Теоремы были представлены без доказательств. Сам Харди доказать их не смог. И все же сказал себе, что «они должны быть верными, потому что никому не хватило бы воображения их выдумать».

С этого момента для него очевидно: Рамануджан – математик уникального уровня, который войдет в историю наравне с великими.

Годфри Харди и Сриниваса Рамануджан[34]

История знакомства и дружбы Харди и Рамануджана настолько невероятна, что ее можно счесть вымыслом.

Ее можно рассматривать как социальную басню. В высшей точке британской колониальной власти столкнулись два мира. Харди – чистое порождение западной интеллектуальной заносчивости, член самых элитарных кругов, с комфортом проживающий в своей башне из слоновой кости. А Рамануджан – математик-любитель, самоучка, сын продавца сари.

Харди пригласил его в Кембридж, где Рамануджан провел пять лет, с 1914 по 1919 год, пока, тяжело заболев, не решил вернуться в Индию, где на следующий год скончался в возрасте 32 лет.

Когда Харди в конце карьеры спросили, каким был его главный вклад в математику, он без колебаний ответил: «Я открыл Рамануджана».

Здесь было чем гордиться. Харди сумел сразу же распознать необычайную гениальность Рамануджана. Ему хватило смелости и честности поступить так, как следует, даже когда пришлось пойти против устоявшихся норм. Так Рамануджан стал первым индийцем, избранным членом Тринити-колледжа, и одним из самых молодых членов Королевского общества.

Кроме того, эту историю также можно проанализировать как математическую басню. Она повторяет основные темы, затронутые выше, а потому служит идеальным эпилогом.

С самого начала этой книги мы рассказывали, как математика живет за счет накала двух противостоящих сил: нечеловеческой холодностью логического формализма и феноменальной мощью интуиции. Любая математическая работа, будь то понимание школьного упражнения или исследование на границах человеческого познания, подразумевает постоянный диалог формализма и интуиции.

Не все подходят к этому диалогу одинаково. Некоторые математики скорее склонны к спонтанному формализму, другие – к глубинной интуитивности. Но каждый знает, что, чтобы идти вперед, он должен прийти к соглашению с другой стороной.

Взрывоопасный тандем Харди и Рамануджана тем более завораживает, что они оба – идеальные, до карикатурности, воплощения обеих крайностей.

Харди был одним из самых знаменитых математиков своего времени и одним из основных создателей формалистской революции, которая в начале XX века позволила унифицировать математику и укрепить понятие доказательства.

Он был близок с Бертраном Расселом, одним из авторов (вместе с Альфредом Нортом Уайтхедом) самой нечеловеческой книги за всю историю мысли: «Основания математики». В предельно формальном стиле на грани бреда этот огромный трактат по теории множеств (чье название повторяет заголовок великого труда Ньютона) подводит под первоначальное видение Кантора аксиоматические основания, позволяющие служить ему опорой, и заодно доказывает, что можно реконструировать понятие числа исходя из понятия множества.

Этот монументальный труд изменил облик математики. Он был создан для вечности, но, увы, изуродован тяжелым врожденным пороком: он абсолютно нечитабелен для любого нормального человека. Если хотите найти там доказательство, что 1 + 1 = 2, оно на странице 379.

Когда «Основания математики» были опубликованы, Харди сам написал на них рецензию для широкого круга читателей в литературном приложении к The Times с характерным очень британским юмором: «Читатели, не принадлежащие к математическим кругам, вполне естественно могут быть напуганы, переоценив техническую сложность этой книги».

Что же до Рамануджана, это математик с самой феноменальной интуицией, каких только знала история. О нем сложно говорить без превосходных степеней, настолько наш лексикон к этому неприспособлен. Даже слово «гений» кажется слишком слабым.

Его стиль работы был за пределами понимания. Он просто записывал формулы на листах бумаги и писал сверху слово «теорема», без малейшего объяснения своих действий.

Когда Харди настаивал, что следует расписать строгие доказательства, Рамануджан отвечал, что не видит в этом смысла. Он знал, что его формулы истинны, потому что богиня его рода Намагири Тхайяр открыла ему их во сне.

Хотелось бы превратиться в маленькую мышку и посмотреть на физиономию Харди, убежденного атеиста и пламенного рационалиста, когда Рамануджан заявлял ему что-то подобное.

Фрагмент книги «Основания математики»

За свою короткую карьеру Рамануджан создал таким образом более 3900 «результатов». Какой статус им следует присвоить? Обычно теорема без доказательства – это не теорема. Это просто гипотеза. Во всяком случае, по официальной версии.

Но через столетие после его смерти итог оказался великолепным. Практически все формулы оказались верными. Поиск доказательств вдохновил развитие целых областей математики и потребовал изобретения новых хитроумных концептуальных инструментов. Эта работа озадачила математиков самого высшего порядка на многие десятилетия. Только сейчас мы приближаемся к пониманию этого.

Как Рамануджану удавалось открыть свои формулы? Не был ли его способ видеть их началом доказательства, а то и полным доказательством, просто невербальным? Действительно ли у него не было иного способа рассказать о них больше, не обращаясь к своей богине?

Под влиянием Харди Рамануджан все-таки сумел освоить зачатки академической математики. Он защитил диссертацию и написал несколько статей с настоящими доказательствами. И все же он так и не смог объяснить свой метод работы. Проживи он дольше, возможно, в конце концов он нашел бы способ лучше рассказать об образах, цветах или структурах, вкусах или текстурах, возникающих у него в голове, и о том, как он научился обращаться к ним.

Если хотите действительно поверить в магию или в существование сверхлюдей со сверхъестественными способностями, история Рамануджана вполне может вас вдохновить.

Лично я соглашусь с Мишей Громовым, одним из величайших ныне живущих математиков (получил Абелевскую премию в 2009 году). С точки зрения Громова, ошибкой было бы объяснять гениальность Рамануджана своеобразной аномалией, особенностью, оторванной от общечеловеческого опыта:

«Чудо Рамануджана ярко указывает на те же универсальные принципы, которые позволяют миллиардам детей научиться родному языку».

Подозреваю, что заявление Громова основано на его личном опыте, на внутреннем понимании, что у него есть механизмы собственного, тоже вполне чудодейственного, творческого метода.

Теперь, когда мы приближаемся к концу книги, я надеюсь, что такое замечание Громова уже вас не удивляет и, более того, кажется вполне естественным.

В рецензии Харди на «Основания математики» за английским юмором прячется не столь симпатичная сторона его личности: болезненный элитизм.

Действительно, рецензия адресована широкому кругу читателей The Times и касается темы, которая может внушить робость: кирпич в 666 страниц (и это только первый том, их будет три) с латинским названием (сама книга написана языком, который невозможно определить), претендующая на статус новой точки отсчета для логики, математики и человеческой мысли.

Харди настойчиво подчеркивает философскую направленность книги и ее историческую значимость, но делает это игривым тоном, намекающим, что лично ему погружение в тему доставило удовольствие.

Даже соглашаясь, что «общий тон весьма математичен», и «глупо было бы делать вид, что книга не сложна», он предлагает неспециалистам не отчаиваться, заявляя, что «некоторые шутки и правда неплохи».

Он так и не раскрывает ключ к тайне, не дает тот жизненно важный совет, который дал мне мой друг Рафаэль, как я рассказывал в главе 6. Когда речь идет об «Основаниях математики», этот совет становится условием сохранения душевного здоровья: «Книги по математике читать не нужно».

Для Харди математика – это что-то вроде частного клуба, куда могут войти только посвященные. В знаменитом автобиографическом эссе «Апология математика», часто цитируемом и поражающем сегодня эгоизмом и язвительностью, он доходит до того, что бросает ужасное проклятие:

«Нет презрения более глубокого или в целом более обоснованного, чем то, которое люди создающие испытывают по отношению к людям объясняющим»[35].

Можно многое сказать об элитизме математиков – у этой традиции глубокие корни.

В научном мире математик строит свою карьеру и авторитет на доказательстве новых теорем и больше ни на чем. У этой системы свои плюсы. Она уменьшает долю пристрастности и помогает математикам защититься от потакания и кумовства. Когда наука занимается вечными истинами, так проще оценивать профессиональные заслуги.

Есть у нее и слепые пятна. Для Харди комментирование и объяснение – работа «для умов второго сорта». К счастью, в этих вопросах математическое сообщество далеко шагнуло вперед. Оно научилось не так презирать преподавание и популяризацию. Но впереди еще долгий путь.

Тайная математика, занимающаяся человеческим пониманием, никогда не будет так строга и объективна, как математика официальная. А потому ее до сих пор не считают чем-то серьезным.

И все же эта «несерьезная» тема мне кажется куда более животрепещущей, чем большинство чисто математических вопросов.

Она касается всех, кто в тот или иной момент сталкивается с изучением математики, – то есть вообще всех. Она увлекает самих математиков и часто подпитывает их беседы. Она задает важнейшие вопросы о человеческом интеллекте, о нашем языке и работе мозга.

Было бы огромным расточительством отодвигать ее на задний план науки, в частные беседы и автобиографии математиков на пенсии. Жаль было бы также изгонять ее из области математики и оставлять на откуп неврологии.

Не видеть, что эта тема находится в самом центре математической задачи, – значит ошибаться в самой природе математики.

Пожалуй, до недавнего времени у нас не было инструментов и базы, чтобы конструктивно подойти к этому вопросу. Мы коллективно замкнулись в фатализме и пассивности: «Некоторые люди на Земле чрезвычайно хорошо разбираются в математике, но бесполезно пытаться понять, почему так; это просто чудо, дар небес. И тем хуже для тех, кто ничего в ней не понимает»

Этой «несерьезной», но животрепещущей теме как раз и посвящена данная книга. Я попытался раскрыть ее своими средствами, начав с очень простой стартовой точки: рассказать о математике как я ощущал ее, рассказать как можно проще. Что это на самом деле такое, что происходит при этом в голове, как конкретно взяться за дело.

Если бы Харди сумел задать Рамануджану правильные вопросы, возможно, мы узнали бы много чудесного. Нам очень повезло, что у нас есть свидетельства Декарта, Гротендика, Тёрстона и, конечно, Эйнштейна.

Эти тексты – неоценимое сокровище. Вот их самое волнующее, самое мощное и самое пагубное послание: математический интеллект мы строим сами, обычными человеческими средствами – воображением, любопытством и искренностью.

Гротендик пишет: «Человек, который первым открыл и подчинил себе огонь, был в точности таким же, как ты и я. И так же мало применимы к нему имена "героя", "полубога" и прочие в том же роде».

Разными словами Гротендик и Эйнштейн, по сути, говорят одно и то же. Пока мы пристраивали их черепа по музеям и резали мозг на пластинки, мы совершенно не потрудились их выслушать.

Я писал эту книгу как книгу-спутник, которую сам хотел бы иметь при себе в пору учебы, чтобы она направляла меня, подбадривала и прогоняла мое смущение. Думаю, такая книга мне бы очень помогла. И надеюсь, что поможет вам.

У меня нет стремления сделать математику простой. Она не будет простой, никогда и ни для кого. Она для этого не создана. Я просто хотел бы сделать ее доступной, то есть позволить овладеть ею всем, кто этого захочет, в зависимости от их желаний и амбиций.

На свете всегда будут люди намного сильнее других – мечтатели, одержимые, страстно увлеченные, искатели приключений. Но заявлять, что доступ к математике якобы требует особого дара – ложь. Математика – наша общая собственность.

Один из величайших уроков моего странствия: лишь прислушавшись к своему ощущению непонимания, мы получаем шанс в конце концов понять. Кажется, именно это недоумение лучше всего мобилизует наши природные способности к обучению.

Кстати, именно в этом и кроется сложность математики: она требует взглянуть в лицо тому, что нас превосходит, заинтересоваться им, вообразить и облечь в слова, не позволяя чувству собственной неполноценности отвлечь нас. Даже если рефлекторно мы стремимся убежать подальше.

Для Декарта лишь математический опыт позволяет действительно понять, что такое «понимать».

Это я извлек оттуда и лично для себя. Математика научила меня всегда обращать внимание на странный привкус во рту, на ощущение, что что-то идет не так и должно быть иначе. Научила меня узнавать новую идею, уделять ей внимание и обращаться в слух, чтобы дать ей шанс вырасти. Научила слушать собственные эмоции.

Теперь я знаю, что чувствительность и наивность – мое самое мощное интеллектуальное оружие. Путь математики – это путь целостности и гармонии с собой.

Я извлек из этого привычки, которые с тех пор меня не покидали. Я перестал верить, что существуют контринтуитивные по своей природе вещи. То, что нам представляют как контринтуитивное или парадоксальное, либо в принципе ложно, либо неверно объяснено.

Нас ничто не обязывает жить в непознаваемом и несогласованном мире. Формируя правильные привычки и развивая уверенность в своей способности воображать и формализовывать, мы можем непрерывно наращивать ясность ума.

Мы учим детей математике не столько для того, чтобы рассказать им о числах и формах, сколько чтобы дать им шанс взглянуть на мир именно так.

Понимать – одно из величайших удовольствий в жизни. Порой это удовольствие омрачено чувством сожаления и потерянного времени: как я мог быть настолько глуп, чтобы не понять раньше?

Я ощущаю это так часто, что научился больше не обращать на это внимание. Лучший момент, чтобы посадить дерево, случился 20 лет назад, а второй лучший момент – как раз сейчас.

Если вы считали, что неспособны к математике и эта книга породила в вас желание снова попытать удачу, помните: на свете есть прекрасные истории о покорении Гималаев, их легко читать, но ничто не заменит тренировки. Для начинающих даже первые метры скалодрома крайне тяжелы.

Мой совет – не стыдиться начинать с самого низа, с классических и элементарных доказательств. Поскольку вам будет трудно выяснить, действительно ли вы их понимаете, лучше попытайтесь объяснить доказательства кому-нибудь другому, например ребенку.

Когда мы пытаемся объяснить их другим, мы часто осознаем, что наши мысли и слова еще недостаточно ясны. Это неприятное и унизительное ощущение, но его можно преодолеть, и так и происходит движение вперед.

Мой единственный способ понять вещи – объяснить их самому себе, в самых простейших словах, какие только возможны, как если бы я был ребенком. Тот же принцип я использовал и при написании этой книги.

Мне очень нравится определение Тёрстона: «Математики – это люди, которые развивают человеческое понимание математики».

Это я и попытался сделать.