Вопреки вердикту
Одна из старейших математических загадок, доставшаяся человечеству от грека Архимеда, получила название задачи о трисекции угла. Великий мыслитель и один из отцов геометрии попытался разделить угол на три равные части с помощью циркуля и линейки. Однако найти решение не смог и завещал эту загадку ученикам и потомкам.
Отметим, что любой школьник сегодня легко разделит угол на две половины. Линейки и циркуля для этого вполне достаточно. Без особого труда можно разбить на три равные части прямой угол, встроив в него равносторонний треугольник. Автор этих строк справился с задачкой, потратив не более пяти минут. Однако разделить любой угол на три равные части ученые до сих пор не смогли.
Еще в 1837 году известный французский математик Пьер Ванцель, проигнорировав условия Архимеда о циркуле и линейке, попытался найти "трисекцию угла" алгебраическим путем и… потерпел фиаско. Пришел к выводу, что задача нерешаема. В дальнейшем решение искать просто перестали. А позже Французская академия наук вынесла официальный вердикт о том, что эту задачу решить невозможно, и исключила ее из всех учебников и справочников того времени.
С тех пор о головоломке, некогда занимавшей лучшие математические умы, забыли. Ляля Гиззатовна искала "ключ" несколько лет и, перепробовав множество путей, нашла простое и блестящее решение, к которому, судя по оставшимся в истории записям, шел сам Архимед, но довести его до конца не сумел.
По мнению учительницы, чтобы разделить угол на три равные части, нужно провести из его вершины окружность, отложить за ее пределами еще один радиус на биссектрисе, делящей этот угол пополам, и получить так называемый внешний угол. Он и будет в три раза меньше заданного угла, то есть станет одной из трех секций из условия задачи.
Более того, автор геометрического подхода уверена: откладывая на биссектрисе нужное число радиусов, угол можно разделить не только на три, но и на пять, семь и девять частей - другими словами, разделить его на любое нечетное число. А это, в свою очередь, позволит найти решение еще одной математической головоломки - вписать в окружность любой правильный многоугольник. В справочниках до сих пор утверждается, что вписать правильные многоугольники, имеющие семь и девять сторон, в окружность невозможно. Ну разве это не открытие?
Однако, прежде чем понять, что решение единственно верное, Ляле Гиззатовне нужно было найти для него теоретическое обоснование. Для этого она сформулировала и доказала три теоремы, подтверждающие правильность подхода. И только после этого поделилась с миром своим открытием.
Хождение по академиям
- Однако рассказать о нем оказалось сложнее, чем сделать, - посетовала Ляля Гиззатовна. - С января 2018 года звонила, писала, умоляя чиновников от науки об одном - выслушайте! Но наталкивалась на глухую стену непонимания. Письма нераспечатанными возвращали назад. В телефонных переговорах после слов о том, что мне удалось найти трисекцию угла, обещали перезвонить и не перезванивали. Вероятно, принимали за сумасшедшую. Ведь во всех учебниках написано, что решения у этой задачи нет…
Сначала учительница обратилась в Минобрнауки РФ, однако оттуда ее перенаправили в Российскую академию наук. В РАН сослались на реорганизацию и попросили написать в математический институт имени В.А. Стеклова, где объяснили, что занимаются высшей математикой, а вопросы, касающиеся элементарной математики, - компетенция специально созданного института по работе с научными открытиями.
- Директор этого учреждения, услышав голос "очередного изобретателя вечного двигателя", посоветовал получше изучить геометрию, в которой черным по белому записано, что задача о трисекции угла не имеет решения. А когда я начала его убеждать, посоветовал сначала опубликовать работу в каком-нибудь научном издании, а уж потом отнимать время у академиков, - вспоминает этот разговор учительница.
Дальше была переписка с Казанским и Новосибирским отделениями РАН, откуда Ляля Гиззатовна получила выдержку из Википедии. В итоге письмо учительницы вернулось обратно в Минобрнауки РФ, и круг замкнулся…
Эксперимент
Чтобы помочь Ляле Гиззатовне донести свои мысли до широкой общественности, предлагаем ей прямо в редакции вооружиться циркулем и линейкой. Снимаем на видео, как она делит угол на три равные части, а затем договариваемся о встрече с известным челябинским ученым, академиком РАН Сергеем Матвеевым и его коллегами-математиками из Челябинского госуниверситета.
Сначала предложение посмотреть видео с решением задачи о трисекции угла встречает тот же отпор, с которым в течение двух лет сталкивалась педагог.
- Этой проблемой занималось не одно поколение математиков, - возмущается Сергей Матвеев. - Какое бы решение ни предложили, оно однозначно неверное. Иначе это действительно сенсация, и с ней можно претендовать на Нобелевскую премию.
- Но ведь, если верить истории, последние две сотни лет решение даже не искали, а все это время математика шла семимильными шагами, - пытаемся привести аргумент Ляли Гиззатовны. - Возможно, стоит попробовать снова? Ведь в ХIХ веке могли и ошибаться?
- Мир остался прежним, как и его законы, - отметает довод доцент кафедры математики Филипп Кораблев. - Если вы бросите камень, он на Марс не улетит. Мы, конечно, можем посмотреть видео и, возможно, даже не обнаружим в этом решении ошибку, но она там обязательно есть. Мы бы посоветовали учительнице поискать ее самой!
Вот как! И это экспертное мнение? Проявив немалую настойчивость, нам все-таки удается уговорить математиков потратить пять-семь минут на видео. Несмотря на высказанное недоверие, происходящее на экране вызывает у них неподдельный интерес.
Сотрудники кафедры поэтапно перематывают ролик и ищут "вкравшуюся" ошибку, обмениваясь оживленными репликами: "Если решение строится на том, что это ромб, то оно неверно, поскольку две его вершины находятся на окружности", "А действительно ли эти хорды проходят через центр окружности? Видите, как дрогнула рука, когда она их чертила?".
И, хотя явной ошибки, подрывающей все математические устои, как и предупреждал Филипп Кораблев, с ходу найти не удается, они остаются при своем мнении: решение не может быть правильным, потому что доказано обратное! Именно эту мысль и попросил как можно деликатнее донести до Ляли Гиззатовны Сергей Матвеев. А потом добавил:
- А вообще… Было интересно…
Рассказывая о невозможности решить задачу Архимеда, доцент Кораблев вспомнил, как в школе ее предложила учительница математики - видимо, просто устала от класса:
- Мы пол-урока ломали головы и выдвигали свои версии, конечно, изначально неверные. И только после узнали, что она просто пошутила и водила нас за нос.
Но ведь как минимум один человек из этого класса все-таки стал математиком, разве не так?
Сегодня увлечь детей настолько, чтобы они хотя бы на пять минут отложили в сторону любимые гаджеты, - задачка не из простых. И не всякая школа способна ее решить. Интерес к естественным наукам, физике и математике, царивший в эру завоевания космоса, сильно упал. И пробудить его могли бы подвижники-учителя, такие как Архимед, преподаватель математики доцента Кораблева или скромная пенсионерка из Миасса Ляля Зарипова.
Энергии и увлеченности этого человека можно позавидовать. В 86 лет Ляля Гиззатовна продолжает увлекать любимым предметом окружающих. Наверное, поэтому к ней по-прежнему обращаются с просьбой подтянуть детей по математике. Ведь после ее уроков ученик начинает стараться понять, а не зазубрить, решить, а не списать из Интернета…
Возможно, Ляля Гиззатовна и правда достойна Нобелевской премии? "РГ" обращается ко всем, кто силен в математике и геометрии: давайте найдем ошибку в решении, предложенном учительницей (свои варианты присылайте по адресу m.pinkus@mail.ru). А может, никакой ошибки нет? Решив задачу о трисекции угла, Ляля Гиззатовна пытается разгадать загадку простых натуральных чисел…