p называется простым числом Софи Жермен, если число 2p + 1 тоже простое. Следовательно, число 7 не является простым числом Жермен, поскольку 2 × 7 + 1 = 15, а 15 не простое число. Напротив, 11 – это простое число Софи Жермен, так как 2 × 11 + 1 = 23, а 23 – простое число.
Исследование простых чисел почти всегда считается важным, потому что эти числа, по сути, строительный материал для математики. Подобно тому как все молекулы состоят из атомов, все натуральные числа являются либо простыми числами, либо их произведением. Учитывая тот факт, что простые числа лежат в основе математики, неудивительно, что они представлены в одном из эпизодов «Симпсонов» 2000 года, о котором мы поговорим в следующей главе.
Шутка 1
Вопрос: Какие 10 типов людей существуют в мире?
Ответ: Те, кто понимает, что такое двоичная система, и кто этого не понимает.
1 балл
Шутка 2
Вопрос: Какие тригонометрические функции любят фермеры?
Ответ: Свиньи и косвиньи. (Англ. sine («синус») созвучно со словом swine – «свинья».)
1 балл
Шутка 3
Вопрос: Докажите, что у каждой лошади бесконечное количество ног.
Ответ: У лошади четное количество ног. Позади у нее две ноги, и впереди – передние конечности (англ. forelegs («передние ноги») созвучно с four legs – «четыре ноги»). Всего получается шесть, но это необычное количество ног для лошади (англ. odd number означает «нечетное число», а odd «необычный»). Единственное число, которое может быть и четным, и нечетным, – это бесконечность. Следовательно, у лошади бесконечное количество ног.
2 балла
Шутка 4
Вопрос: Как отвечает математик, когда его спрашивают, что стало причиной смерти его попугая?
Ответ: Полиномил. (Англ. polynomial («многочлен») созвучно с Poly no meal – «Поли не ест».)
2 балла
Шутка 5
Вопрос: Что получится, если скрестить слона с бананом?[32]
Ответ: | слон | × | банан | × sin θ
3 балла
Шутка 6
Вопрос: Что получится, если скрестить комара с альпинистом?
Ответ: Нельзя скрещивать вектор со скаляром.
3 балла
Шутка 7
Однажды Иисус сказал своим ученикам: «Царство небесное подобно 2x²+5x–6». Фома пришел в замешательство и спросил Петра: «Что имеет в виду учитель?» Петр ответил: «Не волнуйся, это просто еще одна его парабола». (Англ. parabola созвучно с parable – «притча».)
2 балла
Шутка 8
Вопрос: Чему равен объем пиццы толщиной a и радиусом z?
Ответ: Pi.z.z.a
3 балла
Шутка 9
Во время совещания по вопросам безопасности в Белом доме министр обороны США Дональд Рамсфельд сообщает трагическую новость: «Господин президент, вчера, оказывая поддержку американским войскам, были убиты три бразильских солдата».
«Боже мой!» – восклицает президент Джордж Буш и роняет голову на руки. Он настолько поражен, что целую минуту хранит молчание. Затем поднимает взгляд, глубоко вздыхает и спрашивает Рамсфельда: «А бразильон – это сколько?» (Англ. brazillian («бразильский») созвучно с brazillion, искаженным bazillion – «невообразимо много».)
3 балла
Всего – 20 баллов
Глава 8Шоу простых чисел
Сюжетная линия эпизода «Мардж и Гомер спасают чужой брак» (Marge and Homer Turn a Couple Play, сезон 17, эпизод 22; 2006 год) разворачивается вокруг звезды бейсбола по имени Бак Митчелл («Король хоум-рана»), который играет за бейсбольную команду Спрингфилда Isotopes. Когда у них с женой Табитой Викс возникают супружеские проблемы, результативность Митчела на поле начинает падать, поэтому они обращаются к Гомеру и Мардж за советом как к семейным консультантам. После множества неожиданных поворотов действие достигает кульминации на спрингфилдском стадионе, где Табита появляется на экране Jumbo-Vision и прилюдно признается Баку в любви.
Несмотря на то что в этом эпизоде звучит голос Мэнди Мур, есть отсылка к Джерому Дэвиду Сэлинджеру и «Пьете» Микеланджело, зрителей из числа математиков больше всего взволновало появление особого простого числа. Прежде чем рассказывать о нем более подробно, давайте немного отклонимся от темы и познакомимся с двумя математиками, которые натолкнули сценаристов на мысль об отсылке к этому числу. Речь идет о профессоре Аппалачского университета Саре Гринволд и профессоре из Колледжа Санта-Моники Эндрю Нестлере.
Гринволд и Нестлер заинтересовались мультсериалом «Симпсоны» в 1991 году, когда впервые встретились и подружились во время учебы на математическом факультете Пенсильванского университета. Оба как раз начинали работать над докторскими диссертациями и раз в неделю собирались со студентами магистратуры, чтобы посмотреть «Симпсонов» и вместе поужинать. Нестлер хорошо помнит, почему этот сериал им так нравился: «Сценаристы создали двух нердов: профессора Фринка, ученого, и Мартина Принса, одаренного ученика начальной школы. Кроме них была еще главная героиня – Лиза Симпсон, тоже очень умная и любознательная. Наличие этих персонажей придало сериалу нечто такое, из-за чего интеллектуалам хотелось его смотреть, чтобы в каком-то смысле посмеяться над собой».
Спустя некоторое время Гринволд и Нестлер начали собирать различные математические ссылки в «Симпсонах». Помимо шуток про высшую математику, их внимание также привлекли сцены с математикой в контексте обучения. Нестлер вспоминает, что пришел в восторг от фразы Эдны Крабаппл в эпизоде «Малыш Вигги» (This Little Wiggy, сезон 9, эпизод 18; 1998 год), когда самая суровая учительница Спрингфилда поворачивается к классу и говорит: «Чья машинка сосчитает, сколько будет семь на восемь?»
Через какое-то время Гринволд и Нестлер нашли так много математических шуток, что Нестлер решил создать базу данных со сценами, которые могут заинтересовать математиков. По словам Нестлера, для него это было очевидно: «Я по своей природе коллекционер и люблю все каталогизировать. В молодости я собирал визитки. Мое главное хобби – коллекционирование записей Мадонны; в моей коллекции их уже более 2300».
После того как Гринволд и Нестлер получили докторские степени и занялись преподавательской деятельностью, они стали включать сцены из «Симпсонов» в лекции. Нестлер, докторская диссертация которого была посвящена алгебраической теории чисел, использовал материал из мультсериала в своих курсах, охватывающих такие темы, как матанализ, введение в матанализ, линейная алгебра и дискретная математика.
Научные интересы Гринволд, напротив, фокусировались на сферических многообразиях (специальной области геометрии), поэтому она чаще включала геометрические шутки из «Симпсонов» в свой курс под названием «Математика 1010 (Гуманитарная математика)». Например, обсуждала на лекциях начальную сцену на диване (вступительные кадры каждого эпизода заканчиваются такой сценой, причем в ней всегда присутствует какой-то визуальный элемент юмора) из эпизода «Великий Гомер» (Homer the Great, сезон 6, эпизод 12; 1995 год). В ней Гомер и его семья перемещаются по парадоксальной системе лестниц под воздействием трех сил тяжести, каждая из которых перпендикулярна остальным. Эта сцена представляет собой ссылку на «Относительность», знаменитую литографию голландского художника Маурица Корнелиса Эшера, страстно увлеченного математикой вообще и геометрией в частности.
Необычный подход к преподаванию Гринволд и Нестлера, несколько лет подряд использующих сцены из «Симпсонов» в своих курсах, привлек внимание ряда местных СМИ, что вылилось в интервью в программе Национального общественного радио Science Friday («Научная пятница»). Когда сценаристы «Симпсонов» услышали его, они были поражены тем, что их внутренние нердовские шутки упоминаются теперь даже в университетских курсах по математике, и захотели встретиться с этими профессорами и поблагодарить их за увлеченность как математикой, так и «Симпсонами». В итоге Гринволд и Нестлера пригласили на вычитку очередного эпизода, которым как раз и оказался эпизод «Мардж и Гомер спасают чужой брак».
Двадцать пятого августа 2001 года Гринволд и Нестлер слушали вычитку сценария о беспорядочных отношениях между Баком Митчелом и Табитой Викс. Профессора сидели и наслаждались историей, а сценаристы внимательно анализировали каждую строчку, выискивая хорошие шутки, которые можно было бы улучшить, и плохие, которые следовало выбросить. Немного позже в тот же день, после отъезда профессоров, авторы сравнили свои записи и начали предлагать поправки к сценарию. Все согласились с тем, что это сильный эпизод, но в нем есть одно вопиющее упущение – полное отсутствие даже намека на математику!
Казалось невежливым пригласить Гринволда и Нестлер на вычитку сценария из-за их интереса к математике в «Симпсонах», и при этом представить им эпизод, в котором математики не было. Авторы приступили к повторному анализу сценария, сцена за сценой, в поисках подходящего места для вставки математики. В конце концов один из них заметил, что кульминация эпизода позволяет включить ряд интересных цифр.
Перед тем как Табита во всеуслышание признается в любви к Баку на экране Jumbo-Vision, на нем отображается вопрос с несколькими вариантами ответа, предлагающий зрителям догадаться, сколько людей присутствует на стадионе. В предварительном сценарии числа в них были взяты наугад, однако теперь сценаристы решили заменить их числами с особенно интересными свойствами. Когда они справились с задачей, Джефф Уэстбрук написал Саре Гринволд электронное письмо, в котором было сказано следующее: «Просто замечательно, что вы у нас побывали, поскольку это слегка подстегнуло нас, и мы решили включить в эпизод несколько более интересных математических чисел в честь вашего визита».