|
7.3.1.8.1. Великий Антанаиресис
|
|
|
Для определения общей наибольшей меры двух взаимоизмеримых величин a и b греческая математика знает способ попеременного вычитания (antanairesis): меньшую величину, например, a, вычитают из большей, так что получаются две новые величины a и (b - a), затем снова меньшую вычитают из большей и т. д.
Если существует общая мера, то этот процесс неизбежно приведет к двум равным величинам c = d, каждая из которых и есть общая наибольшая мера.
В
VII книге "Начал"
этот метод применяется для нахождения общего наибольшего делителя чисел, а в начале книги X для произвольных величин, чтобы установить, имеется ли у них общая мера и если да, то какова она.
Однако, если применить этот способ к двум несоизмеримым величинам, то процесс становится бесконечным.
|
Б. Л. ван дер Варден
Антанаиресис является одним из столпов античной математики. В той или иной степени его влияние ощущается практически во всех сколько-нибудь значимых математических конструкциях того времени. Например, в тех,
которые были связаны с "первым научным кризисом". Но не только в них, конечно.
Более того, Антанаиресис представляет собой яркий пример того, что
смогло выжить (в том смысле, как
об этом пишут Кац - Улам). И не только смогло выжить, но и смогло
"положить начало развитию наиболее плодотворных математических теорий". Например,
теории цепных дробей.
После этого исходная задача часто может быть переформулирована в терминах манипуляций с прямоугольниками и квадратами т. е. с некоторыми двумерными объектами. Следующий рисунок поясняет эту методологию конкретно для Антанаиресиса.
Сначала имеются два отрезка a и b, для которых нужно найти наибольшую общую меру. Один из отрезков (например, b) поворачиваем на 90 градусов и пристыковываем к отрезку a как показано на рисунке. Затем естественным образом дополняем полученную конфигурацию до прямоугольника со сторонами a и b.
Полученный после вписывания квадрата "остаточный прямоугольник" представляет новую пару величин
a и (b - a), к которой применяется следующий шаг алгоритма и т. д.
Еще одной яркой геометрической метафорой для алгоритма Антанаиресис является
"звездное небо" в изложении Феликса Клейна. На самом деле обе эти метафоры (с прямоугольником, разбиваемым на квадраты, и с "небом") тесным и плодотворным образом связаны друг с другом, как будет показано далее.
Следует отметить также, что в античности существовали и другие методы отыскания наибольшей общей меры двух величин, отличные от Антанаиресиса. Описание одного из таких методов приведено в самом начале статьи Радемахера - Теплица о
"фантастическом открытии".