Загадки и диковинки в мире чисел

Наш старинный математик хотел сказать этими стихами, что так как ум человеческий не может обнять бесконечного ряда чисел, то бесцельно составлять числа больше тех, которые представлены в его таблице, «умов наших границе»; заключающиеся в ней числа (от единицы до квадриллионов включительно) достаточны для исчисления всех вещей видимого мира – достаточны даже для тех, «кому треба счисляти что внутрь неба».

Любопытно отметить, что Магницкий оказался в данном случае прозорливцем. По крайней мере, современная наука в самом деле не ощущает еще нужды в числах высшего наименования, чем квадриллионы, не обращается к числам, превышающим квадриллионы. Расстояния самых отдаленных звездных скоплений, по новейшим оценкам астрономов, исчисляемые 200000 «световыхлет»[45], в переводе на километры выражаются триллионами. Это – доступные сильнейшим телескопам видимые границы вселенной. Расстояние всех других звезд, расположенных «внутри неба», выражаются, конечно, меньшими числами. Число звезд исчисляется «всего лишь» сотнями миллионов. Древность старейших из них не превышает, по самой щедрой оценке, биллиона лет. Массы звезд исчисляются тысячами квадриллионов тонн.

Обращаясь в другую сторону, к миру весьма малых величин, мы и здесь не ощущаем пока надобности пользоваться числами свыше квадриллионов. Число молекул в кубическом сантиметре газа – одно из самых больших множеств, реально исчисленных, – выражается десятками триллионов. Число колебаний в секунду для самых быстро колеблющихся волн лучистой энергии (лучей Рентгена) не превышает 40 триллионов. Величина самого малого предмета, какой существует в природе, – атома положительного электричества – все же не меньше триллионной части миллиметра. Если бы мы вздумали подсчитать, сколько ведер воды заключают в себе все океаны земного шара, то и тогда не дошли бы до квадриллионов, потому что при общем объеме в 1440 миллионов куб. километров океаны заключают «всего» 1440 триллионов литров или 120 триллионов ведер. Для подсчета числа капель в океане (считая даже объем капли 1 куб. миллиметр – что весьма немного), нам не понадобилось бы обратиться к наименованиям выше квадриллиона, потому что число это равно 1440 квадриллионам. Правильно, значит, сказал Магницкий о квадриллионе, что

довлеет числа сего
к вещем всем мира сего.

Кубическая миля и кубический километр

В заключение остановимся на арифметическом (вернее, пожалуй, геометрическом) великане особого рода – на кубической миле; мы имеем в виду географическую милю – длиною в 7 верст или примерно столько же километров. С кубическими мерами наше воображение справляется довольно слабо; мы обычно значительно преуменьшаем их величину – особенно для крупных кубических единиц, с которыми приходится иметь дело в астрономии. Но если мы превратно представляем себе уже кубическую милю – самую большую из наших объемных мер, – то как ошибочны должны быть наши представления об объеме земного шара, других планет, солнца? Стоит поэтому уделить немного времени и внимания, чтобы постараться приобрести о кубической миле более соответствующее представление.

В дальнейшем воспользуемся живописным изложением талантливого германского популяризатора А. Бернштейна, приведя, в слегка измененном виде, длинную выписку из его полузабытой книжечки – «Фантастическое путешествие через вселенную» (появившейся более полувека тому назад).

«Положим, что по прямому шоссе мы можем видеть на целую милю вперед. Сделаем мачту длиною в милю и поставим ее на одном конце дороги, у верстового столба. Теперь взглянем вверх и посмотрим, как высока наша мачта. Положим, что возле этой мачты стоит одинаковой с ней высоты человеческая статуя – статуя в семь верст высоты. В такой статуе колено будет находиться на высоте 900 сажен; нужно было бы поставить один на другой 18 Исаакиевских соборов, чтобы добраться только до колена. Потребовалось бы взгромоздить одну на другую 25 египетских пирамид, чтобы достигнуть поясницы статуи.

Вообразим теперь, что мы поставили две таких мачты вышиною в милю на расстоянии мили одна от другой и соединили обе мачты досками; получилась бы стена в милю длины и милю вышины. Это – квадратная миля.

Если бы подобная стена действительно существовала, например, вдоль Невы в Петрограде, то – заметим мимоходом – климатические условия этого места изменились бы баснословным образом: северная сторона города могла бы иметь еще суровую зиму, когда южная уже наслаждалась бы ранним летом. В марте месяце можно было бы с одной стороны стены прогуливаться в лодке, а с другой – ездить в санях и кататься на коньках… Но мы отвлеклись в сторону.

Мы имеем деревянную стену, стоящую отвесно. Представим себе еще четыре подобных стены, сколоченные вместе, как ящик. Сверху прикроем его крышкой в милю длины и милю ширины. Ящик этот займет объем кубической мили. Посмотрим теперь, как он велик, т. е. что и сколько в нем может поместиться.