Арсентьев Алексей Иванович :
другие произведения.
Артефакт числа Пи как ошибка Коллективного Сознания
Самиздат:
[
Регистрация
] [
Найти
] [
Рейтинги
] [
Обсуждения
] [
Новинки
] [
Обзоры
] [
Помощь
|
Техвопросы
]
Ссылки:
Школа кожевенного мастерства: сумки, ремни своими руками
Оставить комментарий
© Copyright
Арсентьев Алексей Иванович
(
200166@list.ru
)
Размещен: 12/02/2004, изменен: 27/06/2005. 51k.
Статистика.
Очерк
:
Естествознание
Оценка:
2.18*5
Ваша оценка:
не читать
очень плохо
плохо
посредственно
терпимо
не читал
нормально
хорошая книга
отличная книга
великолепно
шедевр
Аннотация:
Открытое ПИсьмо в Академию Наук Российской Федерации.
"Артефакт числа Пи как ошибка Коллективного Сознания".
Открытое ПИсьмо в РАН (Российскую Академию Наук).
Короткая версия.
"Греческой буквой Пи обозначают отношение длины окружности КРУГА к ЕГО диаметру". Круги бывают разные.
Очень частный и весьма теоретезированный случай - Евклидов круг с идеально плоской поверхностью (диск). Для
диска Пи действительно приблизительно равно 3,14159265358...В реальной же жизни всё гораздо изогнутее, включая
наш зрительный орган - глаз. В зависимости от степени кривизны поверхности неЕвклидовых кругов (контакт-линза,
спутниковая антенна или обеденная тарелка, абажур в виде полу-сферы и т.д.) число Пи (как отношение длины
периметра-окружности неЕвклидова КРУГА к ЕГО диаметру) может быть равно трём, двум (для полу-сферы) и даже...
единице для полной (замкнутой) сферы.
Конец короткой версии.
* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * *
Длинная версия, с эПИграфом и опосля-графом, каламбурами и выпендрёжем по ходу изложения.
эПИграф (типа преамбула):
1) "Всё гениальное просто" - народное эмпиПИрическое правило.
2) "Ubi materia - ubi geometria" = "Где материя, там и геометрия" - Иоганн Кеплер.
3) "Таким образом задача состоит не в том, чтобы видеть то, что никто не видел; а в том, чтобы
ДУМАТЬ так, как никто не думал о том, что все видят" - Эрвин Шрёдингер.
Пи, несомненно, одна из наиболее универсальных и фундаментальных констант, известных Человечеству. В силу
своей универсальности число Пи используется в вычислениях для микро- и макро-космоса и входит как и в формулы,
описывающие движение комет, астероидов, космических кораблей и других небесных тел в астрономии, так и в
формулы для вычислений электронных орбит в квантовой физике и квантовой химии. Возьмите в руки практически
любой учебник, справочник, энциклопедию на русском языке и в каждом их них Вы прочтёте (цитирую) "греческой
буквой Пи обозначают отношение длины ОКРУЖНОСТИ к ЕЁ диаметру". Если Вы владеете иностранным языком, то
попробуйте поискать это же самое определение в учебниках на другом языке. В англо-язычных источниках,
посвящённых геометрии, Вы прочтёте (опять цитирую): "греческой буквой Пи обозначают отношение длины
окружности КРУГА к ЕГО диаметру". Вы почувствовали разницу, Дамы и Господа? Вот интересно, а откуда взялось
такое разночтение в определении числа Пи? Давайте пока оставим имеющееся различие в определении этой константны
на совести архивариусов и переводчиков и обратимся к историческим фактам.
К одному из самых ранних упоминаний о числе Пи относится упоминание в знаменитой "Задаче о Квадратуре
Круга" - о якобы невозможности при помощи только циркуля и линейки построения квадрата, площадь которого в
точности равна площади данного круга. На практике это означает кажущуюся недоступность построения чисто
геометрически (при помощи только циркули и линейки и без калькулятора - понятное дело, откуда столько лет назад
взяться калькулятору) отрезка длиной "квадратный корень из Пи". Заметьте, "товарищи учёные, доценты с
кандидатами", что речь в известной головоломке идёт не об "оквадрачивании окружности", а именно о "квадратуре
круга". То есть суть задачи состоит не в процессе трансформации ЛИНИИ из круглой в квадратную, а в построении
новой ФИГУРЫ: квадрата с поверхностью, равной по площади поверхности исходной фигуры (круга). Вот если бы суть
задачи сводилась к приравниванию длин линий, а не к приравниваю площади фигур, то тогда было бы уместным
"окружностное" определение Пи так, как оно нам известно из учебников по геометрии: "Пи есть отношение длины
ОКРУЖНОСТИ к ЕЁ диаметру". И в применении к головоломке мы всё это время должны были бы рассуждать о
кажущейся невозможности построения квадрата, периметр которого в точности равен длине исходной окружности. Вы
способны ПРОЧУВСТВОВАТЬ разницу между ПЕРИМЕТРОМ и ПЛОЩАДЬЮ? Ведь геометрически это совершенно
другое понятие.
Уверен, что в силу определённых социальных причин Вам, Господа Академики, не довелось осознать, как это важно
- жить по правильным понятиям. Из-за всё тех же социальных причин Товарищи, живущие по понятиям, Академических
Университетов не кончали, и посему не владеют соответствующей академической терминологией. И поскольку сей опус
есть ОТКРЫТОЕ ПИсьмо, то приведу то же самое объяснение про длину периметра и размеры площади на понятном
для всех бытовом языке.
Представьте, что Вы, Господа Жрецы Науки, сегодня работаете плотниками и Ваша задача - настелить ковёр или
уложить паркет. В этом случае Вас, безусловно, интересует площадь поверхности пола. А вот если Вам завтра надо
набивать плинтус в той же комнате, то поверхность всего пола Вас уже не интересует, а только его половой кантик, не
так ли?
Теперь, пожалуйста, спросите себя, товарищи учёные и неучёные секретари, Вы ОЩУЩАЕТЕ различие между
линией и фигурой? Линия - это тоже геометрическая фигура, имеющая вполне определённые характеристики, такие как
размер (длина). Но линия, в отличие от поверхностной фигуры, теоретически не имеет поверхности. Как, по Вашему,
есть ощутимое физическое различие между цельной ПИццей и бубликом с дыркой? Или вот наглядный географический
пример: государственная граница России. Это ведь всего лишь линия. Контур, окаймляющий территорию страны.
Длина линии (в данном примере - государственной границы) измеряется в (кило)-метрах. Поверхность же фигуры
(территории страны в нашем примере) характеризуется (измеряется) квадратными (а почему не круглыми?)
(кило)-метрами. Поверхность есть участок, занимаемый фигурой (страной) на поверхности Земного шара, который и
ограничен этой самой границей. Заметьте, пожалуйста, что участок этот именно на поверхности Земного ШАРА, а не
планетного куба или планетной ПИрамиды! Банальные вроде вещи, правда, да и причём здесь число Пи? А вот при чём.
Позвольте мне Вас спросить, Господа Действительные Члены и жаждущие своей очереди Корреспонденты, кандидаты в
Академики. Население страны где живёт: на кантике? На государственной контурной пограничной линии, теоретически
не имеющей толщины или же всё-таки на поверхности? А если на поверхности, то на какой: Земной ПИццы или же
Земного ШАРА?
Вы смогли ПОЧУВСТВОВАТЬ эту разницу, Дамы и Господа? Давайте теперь определимся в терминах.
Периметр некоей поверхностной (то есть обладающей поверхностью) фигуры есть линия. В терминах геометрии
Евклида, ЛИНИЯ теоретически не имеет толщины. Периметр квадрата, например - это просто рамка, замкнутая ломаная
линия, состоящая из 4 равных отрезков, которые соединены между собой своими концами под углом 90 градусов.
Такая рамка плоская в некоем частном случае, если эти отрезки прямые. Длина стороны квадрата есть длина одного из
отрезков его периметра. И эта длина и есть главная характеристика квадрата как фигуры. Теперь обратимся к ситуации с
кругом и окружностью. Окружность есть всего лишь ЛИНИЯ. Это замкнутая кривая. Обруч. Бублик. Кольцо без
Властелина. Нечто, имеющее весьма конкретные размеры (длину), но не имеющее поверхности. И линия эта является
периметром цельного (в смысле- поверхностного) круга, который окаймлён этой самой окружностью. У цельного круга
(наглядно - у ПИццы, этого итальянского блина с сыром) есть поверхность и на ней то как раз и находится вкусный сыр
и прочая снедь. А у бублика, как нам всем очень хорошо известно, в середине никакой мучной или иной поверхности
нет, там только дырка. Вот интересный факт: в ситуации с фигурами, имеющими гладкие формы (круг и окружность)
исторически сложилось так, что и в русском и других языках существуют раздельные термины для соответствующих
фигур: "круг" и "окружность". А для треугольника, квадрата, параллелограмма, ромба и других угловатых форм в случае
необходимости приходится оговаривать особо, имеем ли мы ввиду только периметр соответствующей конфигурации
или же "полноценную" фигуру с поверхностью. Лично мне кажется, это произошло именно потому, что в Природе нет
кубов и ПИрамид, а есть шары.
А вот теперь самое время поговорить о поверхностях, на которой некий периметр (круглый ли, квадратный,
треугольный или государственно-пограничный) может что-либо окаймлять. Какие могут быть поверхности? Очень
частный случай номер 1. Пусть участок выделяемой поверхности идеально гладкий и идеально плоский. Тогда
квадратная рамка периметра ограничит квадрат. И этот квадрат будет нечто вроде обычного зеркала, если поверхность
хорошо отполирована. Возьмём чуть более общий случай номер 2. Пусть некая поверхность идеально гладкая, но
изогнутая, например, как ёлочная игрушка или волнистая, как стиральная доска или череПИца. Тогда при наложении
рамки периметра на такую поверхность мы тоже получим квадрат. Но такой квадрат сгодиться разве что как зеркало для
комнаты смеха, поскольку поверхность его не идеально плоская.
Теперь возьмём ситуацию ещё более реальную. Случай 3. Пусть в качестве рассматриваемой поверхности взята реальная
поверхность Земного шара. Мы с Вами где живем то? В смысле - на поверхности чего? Шара ведь, ШАРА, а не куба или
там ПИрамиды! Вы глобус когда последний раз видели? Давно, да и то в музее? Всё больше карты да атласы на стенах и
на полках? Понятно. Академики по географии, ау-у-у-у-у-у-у-у !!!!!!!!!!!!!!!!!
Так вот, на поверхности нашего округлого и трёхмерного Земного ШАРА находятся реки и моря, горы и долины.
Пусть в качестве ограничивающего такую поверхность периметра выступает государственная граница России. Понятное
дело, что, наложив пограничный периметр на Земную поверхность, мы получим не что иное, как территорию САМОЙ
БОЛЬШОЙ ПО РАЗМЕРАМ страны с реальной амплитудой рельефа. Будь Вы Академиками в Ватикане или
Лихтиштейне - тогда плоскость мышления и узость кругозора была бы если не простительна, то хоть как то обоснована.
Но в России то, с её 9-тью часовыми поясами! Надеюсь, что теперь всем стало ясно, почему выражения типа "плоско
мыслишь" и "у Вас все извилины прямые" не являются комплиментами в определённых КРУГАХ? Каламбур. Так вот с
этим мысленным изгибом и надо думать, читая статью. Попутно замечу, что от рождения у нас у всех извилины
извилистые. Их распрямляют и кристаллизуют нам уже позже, в процессе так называемого обучения в средней и
высшей школе. И чем выше продвижение по академической лестнице, тем.... как бы это поделикатнее выразится в
понятных Вам академических терминах? Тем сильнее стремится к нулю энтроПИя мозгового вещества. Академикам по
географии (а есть такие?) разрешено не обижаться.
Срезав таким образом углы :-) перейдём от квадратных к округлым формам. Очевидно, что одна и та же линия (одна и
та же контур-окружность) может служить периметром для двух цельных, круглых (если смотреть на них сверху), но
принциПИально разных фигур. Во-первых, некая окружность есть периметр круга с идеально плоской поверхностью
или так называемого "Евклидова круга" (диска). Называемого так по имени греческого мыслителя Евклида,
обозначившего в своём знаменитом трактате "Начала" ещё 23 века назад основы плоской геометрии, которую, увы,
преподают до сих пор. Евклидов круг - это любой диск: монета, компакт-диск, граммофонная пластинка (для тех, кто
ещё помнит, что это такое). А во-вторых, та же самая окружность может служить периметром изогнутого или, так
называемого, "неЕвклидова" круга. Вот примеры неЕвклидовых кругов: это контакт-линза, тазик обыкновенный
бытовой, спутниковая "тарелка", зеркало для телескопа, поверхность зонтика; купол здания, абажур для люстры в виде
полу-сферы и т.д. Ещё раз отмечу, что сама по себе окружность - это тоже геометрическая фигура. Но любая
окружность- это фигура без поверхности, без пресловутых квадратных (всё-таки квадратных?) (кило)-метров её
воображаемой площади. Иными словами - линия есть фигура более низкого порядка. И поскольку мы живем не на
окружности, а на поверхности и нас (а Вас?) интересуют РЕАЛЬНЫЕ жизненные ситуации, то и будем рассматривать
ПОВЕРХНОСТИ.
Совершенно очевидно, что отрезок, соединяющий две точки на поверхности изогнутого неЕвклидова круга, есть
изогнутый отрезок. Потому что такой отрезок (при-над)-ЛЕЖИТ в этой самой изогнутой поверхности. В то время как
отрезок на поверхности идеально плоского Евклидова круга (диска) есть, разумеется, идеально прямой отрезок. Если
сверху посмотреть на оба круга, ограниченных одной и той же окружностью, то легко забыть об имеющейся кривизне
одного их них. Поскольку, глядя на круги только сверху, мы не увидим разницы в кривизне поверхности. При взгляде
сверху оба периметра (окружности) совпадут, также совпадут положения точек на поверхностях обоих кругов и
КАЖУЩЕЕСЯ расстояние между ними. Но если посмотреть на оба круга сбоку, то разница станет очевидной. Оба
периметра, представленные одной и той же самой бесповерхностной окружностью, безусловно, имеют одинаковую
длину. И при взгляде сбоку и окружность-периметр и евклидов диск будет выглядеть просто как прямой отрезок. Но с
поверхностями неЕвклидовых кругов возможны варианты. Поскольку поверхность любого Евклидова круга (диска)
плоская, а неЕвклидова - выпуклая (вогнутая, если Вам так больше нравится) или даже волнистая, то это (как говорят в
Одессе) уже две большие разницы. Продолжая удерживать извилины в изогнутом состоянии, количество мозговых
усилий перейдёт в качество и Вам вдруг станет совершенно очевидно, что и расстояние между двумя точками на
поверхностях обоих кругов будет разное, и площади поверхностей обоих кругов будут отличаться.
Приведу пояснение на понятном всем бытовом языке. Господа Академики, Вы опять строители, но уже не только "свои
в доску" плотники, а на все руки мастера. На этот раз Вы работаете на реставрации здания цирка. Если перед Вами
поставлена задача устлать коврами АРЕНУ цирка, то это один расход материала в квадратных (в смысле -
поверхностных) метров коврового покрытия. И поскольку Вы уже научились держать согнутыми извилины, то теперь