Приготовьтесь, сейчас вы получите неопровержимое философское доказательство того, что все числа интересны.

Все числа. Без исключений.

Я бы с удовольствием воздал хвалу всем числам по очереди: единица – самая одинокая, двойка – единственное четное простое число, тройка – номер лучшей части «Истории игрушек»… Но на это не хватить ни сил, ни времени. Поэтому давайте предположим, что рано или поздно нам все же попадется неинтересное число.

Итак, мы идем по восходящей: от 12 (количество фигур в пентамино) до 19 (столько ячеек в единственном магическом шестиугольнике из последовательно идущих натуральных чисел) и дальше, до 561 (наименьшее абсолютное псевдопростое число). Каждое число неповторимо, словно ребенок, и незабываемо, словно шербет. И вдруг нам встречается скучное число. Мы возводим его в куб. Разлагаем на множители. Просим рок-группу Three Dog Night провозгласить его числом года. Тщетно. Это убогое числецо не похоже ни на одно предыдущее. Нам впервые попалось неинтересное число. Но разве это не удивительно? Даже… сногсшибательно? Иначе говоря… постойте, слово вертится на языке…

Интересно?

Если есть неинтересные числа, это – первое из них. Первое неинтересное число? Крайне интересно! Мы пришли к логическому парадоксу. Следовательно, все числа интересны.

Как говорят профи, что и требовалось доказать.

«Википедия» называет это доказательство «полуюмористическим» – жестокое клеймо по ее меркам. Однако, на мой взгляд, оно математическое по духу. Числа влекут меня по той же причине, по которой миллионы измученных, загруженных делами людей выкраивают четверть часа по утрам на судоку: не ради того, чтобы стол ломился от яств или карманы были набиты биткоинами, а просто ради удовлетворения собственного интереса к закономерностям, вплетенным в ткань чисел. «Боги по ту сторону стены играют с числами», – говорил архитектор-модернист Ле Корбюзье.

Чтобы присоединиться к их игре, нужно лишь немного воображения.

Наглядный пример: вот нечто вроде игры, которая сейчас не выходит у меня из головы. Она начинается с совершенных чисел. В чем же их совершенство? Да в том, что если разложить число на множители и сложить их, то и получается то же самое число.

Ну и что в них такого? Да ничего. Несмотря на возвышенный эпитет, совершенные числа бесполезны в теории и еще бесполезнее на практике. Мы просто дали им милое определение и обеспечили хороший имидж. «Совершенные числа никогда не приносили пользу, но и особого вреда от них не было», – сказал математик Джон Литлвуд. Как говаривал мой школьный друг Джулиан о чистой математике: «…как минимум она не дает праздно слоняться по улицам».

Поясню: обычное число несовершенно. Сумма его делителей либо меньше, чем оно само (назовем такое число «недостаточным»), либо больше (назовем такое число «избыточным»).

Совершенные числа неуловимы, как и все совершенное. Древние греки знали только четыре таких числа. Исмаил ибн Фаллус, египтянин, живший в XII веке, нашел еще три. В 1910 году было известно девять совершенных чисел. Даже сейчас, когда наши суперкомпьютеры настолько мощны, что могут сфабриковать видео с экс-президентом, исполняющим рэп, нам известно лишь 51 совершенное число – скудный итог 2500-летней охоты на тайны математики.

Трудно представить, что футбол обрел бы популярность, если бы за всю его историю забили лишь 51 гол[29]. Так что такого уж веселого в поисках совершенных чисел? Зачем играть в игру, где почти никогда не выигрываешь?

Эх вы, циники. Неужели вы забыли, что все числа по-своему интересны?

Не будем зацикливаться на совершенстве. Возьмем любое старое доброе число, найдем его собственные делители, сложим… а затем проделаем то же самое с полученным числом. Постепенно получится аликвотная последовательность.

Эта игра раскрывает сеть секретных связей. Каждое число отсылает к новому числу, словно агент в шпионской сети. Мы идем от числа к числу, словно детективы в фильме-нуар, по цепочке выуживая сведения у информаторов: число 20 отсылает к 22, а оно, в свою очередь, сообщает о 14, которое приводит нас к 10, которое предлагает поговорить с 8…

В процессе игры возникает естественный вопрос. Раз аликвотная последовательность имеет начало, то где ее конец?

Скажем, простые числа отсылают вас прямиком к единице (потому что у них нет других собственных делителей). Совершенные числа образуют бесконечный цикл: 28 отсылает к 28, а оно – снова к 28. А некоторые числа образуют пары: 220 отсылает к 284, а оно обратно к 220. У таких дуэтов есть прекрасное название: «дружественные числа».

Математики уже не одно столетие ищут эти счастливые пары. Интересно, что вторую пару (1184 и 1210) оказалось не так просто обнаружить. Такие великие умы, как Декарт, Ферма и Эйлер, упустили ее из виду, а честь открытия принадлежит 16-летнему школьнику. Сегодня известно больше миллиарда пар дружественных чисел.

И это все варианты окончания аликвотной последовательности? Вовсе нет! Есть циклы, где повторяется одно число (например, 6 → 6 → 6 → 6 →…), два числа (1184 → 1210 → 1184 → 1210 →…), а есть и более длинные циклы. Заядлые игроки называют входящие в них числа «компанейскими». Вот два примера:

Когда я сварганил компьютерную программу для поиска этих циклов, она раскрыла ошеломляющий заговор: цепочку из 28 компанейских чисел. Я набрел на самый длинный цикл, известный на данный момент, и не верил своей удаче, как и множество математиков до меня. Вот чудесное доказательство того, что каждое число интересно: как выясняется, почти три десятка заурядных и, казалось бы, ничем не связанных обывателей образуют тайное общество, эдакую масонскую ложу целочисленного мира.

Я могу еще долго болтать об этой игре и написать о ней целую книгу. Знаете ли вы, что некоторые числа (например, 2 и 5) никогда не появляются в цепочках? Это трагическое состояние называют «неприкасаемость». Вы заметили, что в некоторых последовательностях числа взмывают до небес, а затем падают наземь? Например, 138 воспаряет до 179 931 895 322, а затем низвергается, словно Икар. Задумывались ли вы о том, могут ли какие-то числа разорвать узы гравитации и вечно лететь ввысь? Возможно, такое не исключено; пока что мы не знаем этого. Судьба некоторых небольших чисел (например, 276) до сих пор неизвестна: нам не под силу вычислить их аликвотные последовательности целиком, они будто самолеты, уходящие за горизонт, причем пилоты не оповестили нас, когда вернутся, да и вернутся ли.

Появится ли когда-нибудь у этой игры практическое применение? Не похоже. Впрочем, математик Годфри Харолд Харди утверждал, что изучение простых чисел никогда не принесет практической пользы, а сейчас на них построена система безопасности в интернете. Хотя теория чисел начинается с игры, она нередко приводит к глубоким результатам.

Не исключено, что когда-нибудь наша бесцельная игра с аликвотными последовательностями превратится в плодотворную, прибыльную отрасль науки. Так алхимия дала начало химии: трансмутация почище алхимических штучек. А пока я расскажу о пяти играх, которые позволят совершить прогулку по числовому полю, поупражняться на площадке с бесконечными циклами, неприкасаемыми числами и загадками, которые предстоит разгадать очередному 16-летнему подростку.