Истина и красота. Всемирная история симметрии. - Иэн Стюарт

Почему уравнение пятой степени неразрешимо.

Одним словом, башни Абеля не существует. Все попытки прекращаются, когда мы упираемся в бетонный потолок на втором этаже; или, возможно, имеется некоторая более сложно организованная структура с множеством никому не нужных этажей, где мы в конце концов упираемся в бетон точно таким же образом и по той же самой причине. Это и доказал Руффини, если не считать одного технического пробела. Грубо говоря, он не сумел доказать, что если на чердаке живут безобидные комбинации радикалов, то и сами радикалы живут там же.

Доказательство Руффини и башня Абеля имеют выраженное сходство. Но, используя башни, Абель улучшил тактику Руффини и закрыл остававшуюся там дыру. Вместе они доказали, что нет никакой радикальной башни, позволяющей добраться от коэффициентов уравнения пятой степени к его корням. В переводе с архитектурного это значит, что нет формулы для корня уравнения пятой степени, сложность которой ограничивается радикалами. Решить уравнение пятой степени в радикалах невозможно, подобно тому как невозможно забраться на Луну, по очереди вставая друг другу на плечи.

Рождество 1828 года Абель планировал провести у своих старых друзей Катарины и Нильса Трешов во Фроланде. Он собирался навестить Крелли, жившую неподалеку. Абель не очень хорошо себя чувствовал, и его врач был против этой поездки. В письме к жене Кристофера Ханстеена Иоанне Катарина писала: «Если бы вы были в городе, он, пожалуй, согласился бы остаться. Но он старался скрыть, насколько серьезно он на самом деле болен». В середине декабря Абель направился во Фроланд, экипировавшись так, чтобы противостоять зимней стуже. Он прибыл туда 19 декабря, закутанный во всю наличествовавшую у него одежду, включая носки, которые он натянул на руки. Несмотря на приступы кашля и озноба, в математическом плане он мощно продвигался вперед; в доме Трешов ему нравилось работать в гостиной в окружении их детей. Он любил их общество.

Абель не оставлял попыток найти постоянное место работы. Даже его временная должность в Христиании была под вопросом. После Рождества он сосредоточил усилия на том, чтобы получить работу в Берлине. Посредством закулисной дипломатии его друг Август Крелле сумел убедить Отдел образования создать Математический институт и надеялся устроить дело таким образом, чтобы Абель стал там одним из профессоров. Он получил поддержку от такого научного светила, как Александр фон Гумбольдт, а также рекомендацию от Гаусса и еще одну от Адриена-Мари Лежандра, видного члена Французской академии. Крелле убеждал министра образования, что Абель будет рад занять должность в Берлине, но что действовать следует быстро, поскольку Абеля хотят пригласить и в другие места, в особенности в Копенгаген.

Абель собирался уехать из Фроланда в Осло 9 января, но приступы кашля и озноба усилились, и он проводил большую часть времени, оставаясь в своей комнате. Кемпы, его будущие родственники со стороны невесты, сильно обеспокоились. Утром того дня, когда он предполагал уехать, у Абеля начался очень сильный кашель с кровохарканьем. В дом немедленно вызвали семейного врача, и он прописал постельный режим и постоянный уход. Крелли стала исполнять роль медсестры, и ее заботливое внимание и различные лекарства привели к некоторому улучшению. В течение нескольких недель Абелю позволили недолгое время сидеть на стуле. Ему пришлось отказаться от всяких занятий математикой.

Лежандр написал Абелю письмо, в котором рассказывал, какое впечатление на него произвели работы норвежца по эллиптическим функциям, и побуждал молодого человека опубликовать свое решение задачи о том, когда уравнение можно решить в радикалах: «Я настаиваю на том, что эта новая теория должна появиться в печати как можно скорее. Она прославит вас и будет всегда и всеми рассматриваться как величайшее открытие, которое оставалось сделать в математике». В то время как некоторые видные математики противодействовали публикации основополагающих работ Абеля — одни сознательно, другие — просто не придавая им большого значения, — его репутация среди других ученых быстро набирала силу.

К концу февраля 1829 года врач Абеля понял, что надежды на выздоровление нет и что лучшее, что остается делать, — это по мере возможности сдерживать развитие болезни. Врач послал бывшему учителю Абеля Бернту Холмбоэ бюллетень о состоянии здоровья молодого человека:

…Вскоре после прибытия на Фроландский металлургический завод он стал страдать от тяжелого приступа пневмонии, сопровождавшегося значительным отхаркиванием, которое вскорости прекратилось… Однако хронический кашель и значительная слабость вынудили его оставаться в постели, и он по-прежнему должен соблюдать постельный режим; более того, ему нельзя подвергать себя воздействию малейших изменений в окружающей температуре.

Более серьезным представляется тот факт, что сухой кашель, сопровождаемый жгучей болью в грудной клетке, с большой долей вероятности указывает на скрытый грудной бронхиальный туберкулез, который вполне может привести к грудной чахотке, к чему отчасти располагает его конституция. Ввиду столь опасного состояния здоровья… крайне маловероятно, что он сможет вернуться в Осло до весны. До того времени он будет не в состоянии исполнять свои должностные обязанности даже при самом благоприятном течении болезни.

Крелле, получив в Берлине эти плохие новости, удвоил свои усилия по устройству должности для Абеля, убеждая немецкого министра, что будет полезно перевезти Абеля в более теплый климат.

8 апреля Крелле отправил своему протеже письмо с хорошими новостями:

Отдел образования решил пригласить вас в Берлин и предоставить вам должность… В каком качестве вы будете работать и каково будет ваше жалование, я вам сказать не могу, поскольку сам этого не знаю. Я только спешу поделиться с вами главной новостью; можете быть уверены, что вы находитесь в хороших руках. Беспокоиться о своем будущем вам более нечего — доверьтесь нам и будьте уверены в успехе.

Ах, если бы все так и сложилось.

Абель был слишком болен, чтобы путешествовать. Ему пришлось остаться во Фроланде; несмотря на уход Крелли, он все более и более слабел, а кашель его становился все тяжелее. Он поднимался с кровати, только когда меняли простыни. Попытавшись немного заняться математикой, он обнаружил, что не может писать. Он стал раздумывать о прошлом, о своей бедности, но не показывал своих чувств тем, кто любил его, до самого конца стараясь доставлять им как можно меньше хлопот.

Понятно, что для Крелли было все труднее и труднее скрывать свое отчаяние от жениха. Мари или Ханна подменяли ее у его постели. Усилившийся кашель Абеля не давал ему спать, и семья наняла сиделку, которая ухаживала за ним по ночам, чтобы Крелли могла немного передохнуть.

Утром 6 апреля, прометавшись всю ночь в сильной боли, Абель умер. Ханна писала:

Всю ночь 5 апреля длилась его тяжелейшая агония. Ближе к утру он сделался спокойнее, а в 11 часов перед полуднем испустил свой последний вздох. Моя сестра и его невеста были с ним в эти последние мгновения и наблюдали его спокойный переход в объятия смерти.

Пять дней спустя Крелли написала сестре Катарины Ханстеен[25] Генриэтте Фридрихсен с просьбой сообщить печальную новость Катарине. «Моя драгоценная, только долг мог заставить меня просить об этом, ибо я бесконечно обязана вашей сестре, фру Ханстеен. Дрожащей рукой беру я перо, чтобы попросить вас сообщить ей, что она потеряла преданного, доброго сына, любившего ее бесконечно».

Мой Абель мертв! <…> Я потеряла все в этом мире. Я ничего, ничего не чувствую. Простите меня, я так несчастна, что не в силах более писать. Попросите ее принять приложенную к письму прядь волос моего Абеля. Подготовить вашу сестру к этому покорнейше просит вас ваша несчастная К. Кемп.

Глава 7

Революционер-неудачник

Математики нечасто бывают всем довольны.

Каждая успешно решенная задача только ставит новые вопросы. Вскоре после смерти Абеля данное им доказательство того, что некоторые уравнения пятой степени неразрешимы в радикалах, начало получать признание. Но работа Абеля была только началом. Хотя ни одна из предыдущих попыток решить все уравнения пятой степени не увенчалась успехом, некоторые особенно умные математики смогли доказать, что определенные уравнения пятой степени можно, тем не менее, решить в радикалах. Не только те, для которых решение очевидно, типа x5 − 2 = 0, откуда x = 5√2, но и довольно неожиданные, например, x5 + 15x + 12 = 0, — хотя его решение слишком сложно, чтобы здесь его приводить.