Главная Жизнь 05:47 19 Января 2012 2768
Сел, подумал — и решил
За что математикам дают сегодня миллион долларов
Валерий Чумаков

Ученому заработать миллион — раз плюнуть. Для этого надо всего ничего: сесть, подумать и решить одну из математических «проблем тысячелетия». Кстати, с прошлого столетия количество таких проблем уменьшилось примерно в четыре раза, осталось их совсем немного, так что нужно спешить.

Когда известный немецкий математик Дэвид Гилберт в начале XX века выступил на Международном математическом конгрессе в Париже, составленный им список математических и логических задач, которые необходимо было решить в ближайшие сто лет, насчитывал 23 позиции. Плюс еще три проблемы, с которых была начата речь Гилберта и которые уже не вошли в основной список, настолько они казались Гилберту сами собой разумеющимися. К концу ХХ века было полностью решено 20 проблем. Что интересно, совершенно бесплатно — никакого денежного вознаграждения и не подразумевалось. Последней из решенных стала великая теорема Ферма.

Новый список, составленный уже в начале XXI века, насчитывал всего 7 мировых математических проблем. Зато, в отличие от гилбертовского, нынешний список «очень дорогой». Он назван Millennium Prize Problems («Призовые проблемы тысячелетия»), и за решение каждой из них Математическим институтом Клэя (Кембридж, Массачусетс, США) была назначена премия в 1 млн долларов. Вернее сказать, проблем было выбрано именно семь — по числу выделенных на их решение миллионов. А первый клэйевский миллион был присужден 18 марта 2010 года Григорию Перельману, 43-летнему российскому математику, сотруднику Санкт-Петербургского отделения Математического института имени Стеклова, решившему так называемую проблему Пуанкаре. Британская газета The Daily Telegraph поставила его на 9-е место в списке 100 ныне живущих гениев. Считается, что одна из причин, по которой этот питерский математик отказывается общаться с журналистами, — их вопиющие фамильярность и некомпетентность. Сплошь и рядом Григория Яковлевича величают Гришей, а его отцом называют великого популяризатора науки Якова Перельмана, притом что Яков Исидорович умер от голода в блокадном Ленинграде в 1942 году, а Григорий Яковлевич родился только в 1966-м.

Еще мальчиком он проявлял немалые способности — и не только в математике, но и в музыке. В дополнение к обычной школе ходил еще в музыкальную (по классу скрипки) и в математический центр при Дворце пионеров. Уже в старших классах перевелся в специализированную физико-математическую школу, которую и закончил с серебряной медалью. Получить золотую помешала физкультура: будущий математический гений так и не смог сдать нормы ГТО. После школы перед ним встал тяжелый выбор, куда идти: в консерваторию или на матмех ЛГУ. Победила страсть к математике. Университет он окончил с отличием. В 1990 году Григорий Яковлевич защитил кандидатскую диссертацию и уехал работать в США, откуда вернулся спустя шесть лет. Тогда же ему присудили премию Европейского математического общества для молодых математиков, однако Перельман отказался ее получать. Работал ведущим научным сотрудником лаборатории математической физики Санкт-Петербургского отделения Математического института имени Стеклова РАН (ПОМИ), но в 2005 году уволился и почти полностью прервал контакты с внешним миром. А год спустя ему за решение одной из «призовых проблем», а именно проблемы Пуанкаре, была присуждена главная математическая премия — медаль Филдса (денежный эквивалент — 15 тысяч канадских долларов). Но Перельман отказался и от медали.

Два года эксперты проверяли верность его решения. И только в 2010 году ученый совет института Клэя объявил, что ошибок и подтасовок не найдено и российский математик может приезжать за деньгами. Однако Перельман объявил, что не собирается лететь в Кембридж. От прочих вариантов передачи миллиона долларов он тоже отказался. В одном из немногочисленных интервью он так объяснил свой поступок: «Я отказался. Вы знаете, у меня было очень много причин и в ту, и в другую сторону. Поэтому я так долго решал. Если говорить совсем коротко, то главная причина — это несогласие с организованным математическим сообществом. Мне не нравятся их решения, я считаю их несправедливыми. Я считаю, что вклад в решение этой задачи американского математика Гамильтона ничуть не меньше, чем мой». А недавно Григорий Яковлевич признался: «Я научился вычислять пустоты… и это дает большие возможности: Я знаю, как управлять Вселенной. И скажите — зачем же мне бежать за миллионом?!»

Как бы там ни было, 1 млн долларов продолжает ждать Перельмана. Но осталось еще 6 млн. За что же их можно получить?

1. Гипотеза Берча и Свиннертон-Дайера

Философским камнем математики можно назвать уравнения вида xn+yn+zn+…..=tn. Самое простое (например, 32+42=52) полностью исследовал еще за 300 лет до Рождества Христова Евклид. А одно из самых больших решений (в докомпьютерную эпоху) предложил в 1769 году Эйлер. Ему удалось соорудить следующее равенство: 2 682 4404+15 365 6394+18 796 7604= 20 615 6734. Универсального метода вычисления для подобных уравнений не существует. Однако известно, что у каждого из них может быть либо конечное, либо бесконечное число решений. Математики Берч и Свиннертон-Дайер в 1960 году создали метод, по которому каждое такое уравнение можно свести к более простому, называемому дзета-функцией. По их выведенному экспериментально, но теоретически не доказанному предположению, если эта функция в точке 1 будет равна 0, то количество решений искомого уравнения будет бесконечным. В противном случае их либо вообще не будет (как в случае с теоремой Ферма), либо будет какое-то ограниченное количество. Ни доказать, ни опровергнуть это утверждение пока никто не смог.

2. Гипотеза Ходжа

Исследовать объект тем сложнее, чем сложнее он устроен. Поэтому математики сначала пытаются разложить его на объекты более простые. Проблема в том, что просто разложить объект на составляющие получается далеко не всегда. Иногда при этом возникают новые части, неизвестно откуда взявшиеся и непонятно что собой представляющие. Либо, наоборот, выясняется, что каких-то деталей не хватает. Проще говоря, исследуя просто кирпичи, мы не можем себе представить составленный из них дом.

Профессор Кембриджа Вильям Ходж в 1941 году описал условия, при которых, как ему кажется, непонятные лишние части не могут возникать и в которых любое геометрическое тело можно исследовать как алгебраическое уравнение, составив его математическую модель. Ни доказать его предположение, ни опровергнуть его ученые не могут уже более 70 лет.

3. Уравнения Навье — Стокса

Когда вы плывете по озеру на лодке, от нее разбегаются волны. Вслед за летящим самолетом или мчащимся автомобилем возникают турбулентные потоки — воздушные завихрения. Все эти явления описываются созданными еще в 1822 году уравнениями Навье — Стокса. А как их решать, до сих пор никто не знает. Мало того, никто пока не знает даже, существует ли вообще способ их решения. В то же время ими весьма активно пользуются конструкторы самолетов, автомобилей и кораблей. Правда, пока только методом НТ (научного тыка), подставляя уже известные значения скорости, времени, давления и т. д. и проверяя, подходят ли они друг к другу. Если кто-нибудь найдет метод решения, пользоваться уравнениями можно будет и в противоположном направлении, вычисляя из равенства все необходимые параметры. Это сделает ненужными аэродинамические испытания.

Впрочем, премию математик получит и в том случае, если докажет, что метода решения нет.

4. Проблема «Решения-Проверки» (теорема Кука — Левина)

Если перед человеком ставят задачу найти в лесу закопанный там в прошлом веке клад, он может потратить на поиски всю жизнь. Все происходит гораздо быстрее, когда ему говорят: «Клад зарыт под единственной в лесу осиной. Пойди и проверь». Примерно то же происходит при решении любой задачи. Все мы прекрасно понимаем, что на проверку какого-нибудь решения времени уходит обычно меньше, чем на само решение. Понимать-то понимаем, а доказать сей факт, как оказалось, не можем. А потому, если вам удастся найти такую задачу, проверка правильности решения которой будет занимать времени больше, чем само решение, — срочно связывайтесь с институтом Клэя и через два года станете обладателем миллиона долларов.

Решение сформулированной в 1971 году теоремы Кука, по словам ученых, приведет к настоящей революции в области криптографии и к появлению систем шифрования, которые просто невозможно будет взломать. Если грубо — появятся шифры, проверка правильности взлома которых будет происходить бесконечно долго.

5. Гипотеза Римана

Среди всей массы чисел особое место занимают числа, которые невозможно разделить на что-то более мелкое, чем они сами: 1, 2, 3, 5, 7, 11 и т. д. Такие числа называются простыми, и они для математиков крайне важны. Как они распределяются по числовому ряду, пока неизвестно. Риман в 1859 году даже не предложил способа их поиска или проверки. Проверить, является ли число простым или нет, можно, только попробовав разделить его на все меньшие числа (самое большое из известных на сегодняшний день простых чисел было найдено в 2008 году и состоит из 12 978 189 цифр). Риман просто нашел метод, по которому можно определить максимальное количество простых чисел, не превышающих некое заданное число. Математики уже проверили этот метод с 1,5 трлн простых чисел. Сбоев пока не найдено. Однако это вовсе не говорит о том, что метод не споткнется на следующей проверке. А поскольку гипотеза Римана активно используется для расчета систем безопасности передачи данных — в сотовых сетях, в интернете и т. д., — ее доказательство имеет практический смысл.

6. Уравнения Янга — Миллса

Свои квантовые уравнения американские физики Чжэньнин Янг и Роберт Миллс составили в 1954 году, наблюдая за движением элементарных частиц. Выведенные почти на чистой интуиции, они тем не менее замечательно описывают почти все виды их взаимодействий. С помощью уравнений даже было предсказано открытие новых частиц, которые потом действительно были найдены физиками-ядерщиками крупнейших мировых лабораторий. Хотя до сих пор непонятно, как уравнения работают и вообще — так ли уж они верны.

Пить или не пить? На войне эта дилемма нередко превращалась в вопрос жизни и смерти

Владислав Ржевский, Калининград
Труд
Кадр из фильма «Судьба человека», который снимался в бывшем Кенигсберге в 1958 году. Фото из открытых источников

В 1945 году, когда советские войска начали наступать уже по чужой земле, происходило немало ЧП, связанных с алкоголем. Отступая, враг оставлял то цистерны со спиртом, то ящики со шнапсом и вином....

Жизнь 00:01 / 21 Марта 2025 6929
Далеко от Москвы

Есть ли жизнь за МКАД? «Труд» ответственно заявляет: есть! Да еще какая!

Юрий Совцов, ведущий рубрики
Труд
Фото: Максим Константинов, globallookpress.com

Нам, похоже, скучно жить без приключений. Иначе чем объяснить появление сообщений, от которых мурашки по коже? Остается пожелать всем любителям острых ощущений, чтобы все в конце концов заканчивалось хорошо, без потерь и потрясений....

Жизнь 00:11 / 14 Февраля 2025 6341
Далеко от Москвы

Есть ли жизнь за МКАД? «Труд» ответственно заявляет: есть! Да еще какая!

Юрий Совцов, ведущий рубрики
Труд
Фото: Константин Кокошкин/Russian Look, globallookpress.com

Скажите честно, вам кто больше нравится: Василиса Прекрасная или Кощей Бессмертный? Ответ, казалось бы, очевидный, но не спешите с ним. Оказывается, у Кащея тоже есть поклонники. Жители Тальменского района в Алтайском...

Жизнь 02:01 / 21 Марта 2025 5539
Земляк в иллюминаторе

60 лет назад Алексей Леонов совершил исторический выход в открытый космос. А дома его ждали родные люди...

Владислав Ржевский, Калининград
Труд
Этот мурал с 2018 года украшает дом на улице Космонавта Леонова в Калининграде, в котором, к слову, жил его брат –ихтиолог Борис Леонов. Фото автора

В конце 1940-х большая семья Леоновых (трех сыновей и шесть дочек вырастили Евдокия Минаевна и Архип Алексеевич) переехала из Кемерово в Калининград. Город, где прошла его юность и где на Старом кладбище упокоились родители, прославленный космонавт...

Жизнь 00:10 / 14 Февраля 2025 4676
Ну подумаешь – убил…

В Российской империи уголовников на фронт не брали. В современной России все по-другому

Гузель Агишева
Труд
Возможность искупить вину кровью порой воспринимается в обществе как «откос» от заслуженного наказания. Фото: Александр Смышляев/Russian Look, globallookpress.com

Год назад наши СМИ взахлеб писали про убийство в Подмосковье «трех пенсионерок». И хотя дружно делали большие глаза и подпускали трагических интонаций, подзаголовки про «пенсионерок» говорили о многом,...

В разных частях России разгораются скандалы с одарением жилищными сертификатами новоиспеченных россиян

Михаил МОРОЗОВ, обозреватель "Труда"
Труд
Фото: © Belkin Alexey, globallookpress.com

Случаи невиданной щедрости за бюджетный счет по отношению к не так давно прибывшим к нам из стран ближнего зарубежья гражданам далеко не частные, таких примеров все больше. Но федеральная власть на возмущенные...

Жизнь 00:01 / 14 Марта 2025 4004
Календарь: 14 марта

В этот день в 1879 году родился выдающийся физик Альберт Эйнштейн

Труд
Швейцарский, немецкий и американский физик-теоретик, один из основателей современной теоретической физики Альберт Эйнштейн. Фото: © Scherl, globallookpress.com

1492 Супруга Хуана II кастильская королева Изабелла распорядилась выслать из Испании 150 тысяч евреев, если те не примут католичество. 1835 Родился Джованни Скиапарелли, итальянский астроном. В 1877 году он обнаружил...

Власть имущие привычно ужесточают репрессии в отношении автомобилистов

Леонид Ольшанский, вице-президент Движения автомобилистов России
Труд
Фото: © Alexander Legky, globallookpress.com

Вечно актуальная проблема: как повысить безопасность на дорогах? Более 10 лет назад президент Владимир Путин провозгласил, что в этом деле на первом месте стоит строительство новых дорог, на втором — повышение...

Жизнь 20:01 / 15 Марта 2025 3826
Последняя колонка

83% россиян сталкиваются с семейными трудностями - опрос

Труд
Фото: Drazen Zigic, ru.freepik.com

Ловись, рыбка большая Во Всероссийском НИИ рыбного хозяйства и океанографии вывели карпа с геномом белка, который ускоряет процесс набора веса. Генетики рассчитывают научиться выращивать рыбу, которая будет как минимум на четверть...

Жизнь 00:02 / 14 Февраля 2025 3707
Календарь: 14 февраля

В этот день в 1706 году был основан «Аптекарский огород»

Труд
Посетители в Ботаническом саду МГУ. Фото: © Komsomolskaya Pravda, globallookpress.com

1706 Петр I основал в Москве «Аптекарский огород» для выращивания лекарственных растений. Ныне это Ботанический сад МГУ имени М.В. Ломоносова, одно из старейших в России ботанических научных учреждений. 1744 В Санкт-Петербург...

Жизнь 00:02 / 14 Марта 2025 3685
На паузе

Так что же будет с летним отдыхом в Анапе?

Марина Крючкова
Труд
Фото: © Roman Naumov, globallookpress.com

К 8 марта в Анапе резко потеплело: плюс 19 после двух недель холода в феврале, когда южное побережье покрылось снегом, а коса Голенькая у Бугазского лимана — льдом. Волонтеры спасли там из плена...

Сегодня кому-то опять шлют с фронта весточки. А порой в дома черным вихрем врываются похоронки

Надежда Арабкина
Труд
Фото: Никита Цицаги/news.ru, globallookpress.com

В Подмосковье на четвертом километре Осташковского шоссе в морозный февральский день хоронят воинов, отдавших жизни на войне, которая войной не называется. В этот день — шестерых. Тянутся траурные процессии,...

Жизнь 00:01 / 28 Февраля 2025 3535
Календарь: 28 февраля

90 лет назад был изобретен нейлон

Труд
Нейлоновые чулки, 1950-е, Германия, Европа. Фото: © our-planet.berlin, globallookpress.com

1732 В Петербурге открылся Кадетский корпус — первое в России военное сухопутное учебное заведение. 1810 Образован Гвардейский экипаж — единственная морская часть русской гвардии в дореволюционной России....

В России снова хотят разрешить усыпление бездомных псов

Ирина Хмара
Труд
Фото: © Lee Thomas, globallookpress.com

В Госдуме спешно разработан законопроект по борьбе с бездомными собаками: «С улицы — в приют, через 30 дней — эвтаназия». Поводом послужили очередные резонансные ЧП с нападениями...

МВД Украины объявило убийство Демьяна Ганула заказным

Кадр видеозаписи с хостинга YouTube

В Одессе убили радикального украинского националиста Демьяна Ганула - организатора поджога Дома профсоюзов в мае 2014 года. Об этом сообщил депутат Верховной рады Украины Алексей Гончаренко (в России внесен в перечень террористов и экстремистов). «По...

«Они отступали через Гончаровку. Сейчас не осталось путей отступления», - отметили в российских силовых структурах

Фото: Дмитрий Смоленко/Keystone Press Agency, globallookpress.com

После освобождения российскими войсками села Гончаровка в Курской области у бойцов вооруженных сил Украины (ВСУ) не осталось путей отступления из региона. Об этом рассказал ТАСС сотрудник российских силовых структур. «Они отступали через...