А что же такое √+i? Ответ прост. (√+i) — это такое число, которое, будучи умножено на себя самое, дает i. Поэтому (+√+i) × (+√+i) = +i Следовательно, (+√+i) × (-√+i) × (+√-i) × (-√-i) = (+ i) × (+ i) = -1.
Следовательно, (+√+i) является одним из корней четвертой степени из (-1), другими корнями являются -√+i, +√-i и -√-i.
Точно таким же образом можно показать, что любое число имеет четыре корня четвертой степени.
Мы показали, что каждое число имеет два квадратных корня и четыре корня четвертой степени. Можно предположить также, что каждое число имеет три корня третьей степени, пять корней пятой степени, шесть корней шестой степени, сорок пять корней сорок пятой степени и так далее. Это утверждение абсолютно верно, но чтобы его доказать, потребуется сложный математический аппарат, которым мы не владеем, поэтому пока примем его на веру.
Правда, мы можем проверить это утверждение для корня третьей степени. Чему, например, равен корень кубический из 1, или (3√+1)? Во первых, (+1) × (+1) × (+1) = +1, то есть +1 является одним из кубических корней из 1.
А чему равны остальные два? Перейдем в область отрицательных чисел.
(-1) × (-1) × (-1) = ( + 1) × (-1) = -1
Таким образом, -1 не является корнем кубическим из 1. Более того, можно показать, что ни одно действительное число, а также ни одно мнимое (будь то -i или -И), возведенное в третью степень, не дает в результате + 1.
Значит, корень всего один, а других двух просто нет?
Эти два корня существуют, но в области комплексных чисел. Я просто приведу их значения, а вы сможете проверить, чему равны эти числа, возведенные в куб. Остальные два корня кубических из + 1 — это (-1/2 + 1/2√3i) и (-1/2 - 1/2√3i). Давайте проверим это утверждение.
Если (-1/2 + 1/2√3i) — один из кубических корней +1, то это значит, что (-1/2 + 1/2√3i)3 или (-1/2 + 1/2√3i) × (-1/2 + 1/2√3i) × (-1/2 + 1/2√3i) равно 1. Умножение можно произвести по той методике, которая описана выше.
Два промежуточных мнимых результата можно сложить, сумма чисел (-1/4√3i) и (-1/4√3i) равна (-1/2√3i). Что касается 3/4i2, то это действительное число, равное -3/4.Теперь сложим два действительных составляющих этого выражения: 3/4 - 1/4 = -1/2, таким образом, результат умножения -1/2 - 1/2√3i.
Этот результат нужно снова умножить на (-1/2 + 1/2√3i).
Две мнимые составляющие этого выражения (-1/4√3i) и (-1/4√3i) в сумме дают 0, так что ими можно пренебречь. Число 3/4i2 является действительным числом, так как i2 = -1, то есть 3/4i2 = -3/4. Добавим к 3/4оставшийся промежуточный результат 1/4 и получим 1. Итак, (-1/2 + 1/2√3i)3 равно 1.
Точно так же можно возвести в третью степень число (-1/2 - 1/2√3i).
(-1/2 - 1/2√3i) × (-1/2 - 1/2√3i) × (-1/2 - 1/2√3i) = 1.
Точно так же можно показать, что у числа -1 есть три корня третьей степени, два из которых комплексные, по три кубических корня и у чисел i и -i.
На нашем «шахматном» шаблоне можно изобразить также третью линию, или ось, так, чтобы помимо направлений север, юг, запад и восток у нас появились направления «внутрь» и «наружу». Таким образом, наша «шахматная доска» из плоской фигуры превращается в объемную фигуру. Теперь точно так же, как в свое время мы получили сетку на плоскости, мы можем составить мозаику из кубиков.
Третья ось состоит из гипермнимых чисел, которые обозначаются буквой j. На гипермнимой оси также имеется положительная и отрицательная области, где, соответственно, расположены положительные (+1j, +2j, +3j, +4j, +5j, +6j и т. д.) и отрицательные (-1j, -2j, -3j, - 4j, -5j, -6j и т. д.).
Теперь числа располагаются в пространстве, на точках пересечения плоскостей север—юг, запад—восток и «внутрь» и «наружу». При пересечении этих плоскостей образуются кубы, принцип тот же, что и при образовании квадратов на нашем «шахматном шаблоне». Каждая точка такого пространства имеет собственные координаты, которые являются гиперкомплексным числом.
Нам легко представить себе три оси в пространстве, поскольку это привычные три измерения: длина, ширина и высота. Однако математики оперируют с большим количеством измерений. Иногда они работают даже в таких системах, где точное количество осей не определено. Тогда говорят об «n-мерном пространстве», где n — это любое число.
Глава 10
БЕСКОНЕЧНОСТЬ
Каждый, кто начинает думать о числах, неизбежно приходит к выводу, что существует огромное количество чисел, и совершенно непонятно, как можно его выразить. На помощь приходит поэзия. Мы можем сказать, что чисел так же много, как песчинок в пустыне, как капель воды в океане или как мерцающих звезд на небе. Но для математика такие сравнения бесполезны. С точки зрения математика, мы можем к любому числу прибавить единицу и получить следующее число, затем к полученному числу прибавить единицу и так далее. Поскольку в математике нет никаких ограничений для операций сложения, можно сложить любые два числа, и, следовательно, этот процесс бесконечен. Таким образом, мы можем взять сколь угодно большое число, прибавить