Переводчик Наталья Киеченко

Редактор Вячеслав Ионов

Научный редактор Владимир Сурдин, канд. физ. – мат. наук

Руководитель проекта И. Серёгина

Корректоры М. Миловидова, Е. Аксёнова

Компьютерная верстка А. Фоминов

Дизайнер обложки Ю. Буга

© 1997 by The Estate of Carl Sagan with permission from Democritus Properties, LLC.

© Издание на русском языке, перевод, оформление. ООО «Альпина нон-фикшн», 2017

Все права защищены. Произведение предназначено исключительно для частного использования. Никакая часть электронного экземпляра данной книги не может быть воспроизведена в какой бы то ни было форме и какими бы то ни было средствами, включая размещение в сети Интернет и в корпоративных сетях, для публичного или коллективного использования без письменного разрешения владельца авторских прав. За нарушение авторских прав законодательством предусмотрена выплата компенсации правообладателя в размере до 5 млн. рублей (ст. 49 ЗОАП), а также уголовная ответственность в виде лишения свободы на срок до 6 лет (ст. 146 УК РФ).

* * *

Моей сестре Кэри, одной из шести миллиардов

Часть I
Наглядность и красота чисел

Глава 1
Миллиарды и миллиарды

Есть люди, думающие, что число песчинок бесконечно. …Другие думают, что хотя число это и не бесконечно, но большего представить себе невозможно. …Я, напротив, постараюсь доказать с геометрической точностью, которая убедит тебя, что… есть числа, превышающие число песчинок, которые можно вместить не только в пространстве, равном объему земли… но и целого мира.

– Архимед (ок. 287–212 гг. до н. э.). Исчисление песчинок^[1]

Клянусь, фразы «миллиарды и миллиарды» я не говорил! Мог сказать, например, «100 миллиардов галактик и 10 миллиардов триллионов звезд». Невозможно описывать космос, не прибегая к большим числам. Я неоднократно произносил слово «миллиард» в программах телевизионного цикла «Космос», которые смотрело великое множество зрителей. Но «миллиарды и миллиарды» – ни разу. Хотя бы потому, что это слишком неопределенно. «Миллиарды и миллиарды» – это сколько? Два-три миллиарда? Двадцать? Сто? Разброс слишком велик. При подготовке новой редакции цикла телепередач я все внимательно пересмотрел и убедился, что ничего подобного не говорил.

Эту фразу сказал Джонни Карсон, гостем которого в «Вечернем шоу» я успел побывать уже не менее трех десятков раз. Он обряжается в вельветовый пиджак и водолазку, взлохмачивает волосы и, пародируя меня, эдакий двойник, запускает что-нибудь вроде «миллиардов и миллиардов» в вечерний телеэфир. И мне начинает надоедать, что эта пародия живет собственной жизнью, изрекая сентенции, которыми друзья и коллеги ошарашивают меня на следующее утро. (В остальном признаю, что серьезный астроном-любитель Карсон чаще всего говорит на строгом научном языке.)

Увы, «миллиарды и миллиарды» прижились. Людям нравится, как это звучит. Меня то и дело окликают на улице, в самолете, на вечеринке и с легким смущением просят оказать любезность и произнести: «Миллиарды и миллиарды».

– Видите ли, это не мои слова, – объясняю я.

– Ну и ладно, – отвечают мне. – Все равно скажите.

Оказывается, Шерлок Холмс никогда не говорил «элементарно, Ватсон» (по крайней мере в книгах Артура Конана Дойла), Джимми Кэгни^[2] не изрекал «ты грязная крыса», а герой Хамфри Богарта^[3] не произносил «сыграй это еще раз, Сэм». Но эти фразы настолько прочно укоренились в популярной культуре, что воспринимаются как действительно сказанные.

Вот и не слишком удачное выражение про миллиарды по-прежнему приписывают мне в компьютерных журналах («Карл Саган сказал бы, что для этого нужны миллиарды и миллиарды байтов»), в экономических обзорах на страницах газет, в рассказах о гонорарах спортивных звезд и т. д.

В былое время я бы ни за что не повторил такого ни устно, ни письменно – из вредности. Но теперь я это перерос. И если так надо для истории, пожалуйста:

– Миллиарды и миллиарды!

Почему эта фраза стала настолько популярной? Когда-то символом больших чисел выступал «миллион». Супербогатеи были миллионерами. Население Земли во времена Иисуса составляло около 250 млн человек. Конвент 1787 г. дал Конституцию четырем миллионам американцев; к началу Второй мировой войны нас было уже 132 млн. От Земли до Солнца 150 млн км. В Первую мировую погибли около 40 млн человек, во Вторую – 60 млн. В году 31,7 млн секунд (можете проверить). Совокупной мощи ядерных арсеналов, накопленных к концу 1980-х гг., хватило бы, чтобы уничтожить миллион Хиросим. Долгое время в большинстве случаев слово «миллион», в сущности, означало «неимоверно много».

Но времена изменились. Ныне в мире есть прослойка миллиардеров, и вовсе не потому, что деньги обесценились. Возраст Земли, по общему признанию, составляет 4,6 млрд лет. Численность населения давно превысила 6 млрд. Два ваших дня рождения разделяет один год и миллиард километров (Земля движется вокруг Солнца гораздо быстрее, чем удаляются от нее запущенные в космос «Вояджеры»). Четыре бомбардировщика В-2 стоят миллиард долларов (по другим расчетам два и даже четыре миллиарда). Годовой оборонный бюджет США с учетом всех скрытых расходов превышает $300 млрд. В случае полномасштабной ядерной войны между США и Россией сразу же погибнут около миллиарда человек. Несколько сантиметров вещества – это цепочка из миллиарда атомов. Звезды и галактики также исчисляются многими миллиардами.

В 1980 г., когда начался телевизионный показ цикла «Космос», люди были готовы считать миллиардами. Миллионов уже не хватало, они не поражали воображения. Между тем эти два слова звучат похоже, их нетрудно перепутать. Поэтому в эфире «Космоса» я произносил «миллиард» с такой подчеркнутой артикуляцией, что многие зрители сочли это акцентом или дефектом речи.

Вспоминается старая шутка. Лектор планетария рассказывает посетителям, что через 5 млрд лет Солнце превратится в красный гигант и поглотит Меркурий и Венеру, а в конечном счете, возможно, и Землю. После лекции в него вцепляется встревоженный слушатель:

– Простите, как вы сказали? Солнце сожжет Землю через пять миллиардов лет?

– Да, приблизительно.

– Слава богу! Мне было послышалось «пять миллионов».

Будь то пять миллионов или пять миллиардов лет, будущая кончина Земли представляет для нас чисто теоретический интерес. Но, когда дело касается государственных бюджетов, населения планеты или числа жертв ядерной войны, разница между этими величинами имеет очень большое значение.

Фраза «миллиарды и миллиарды» пока не утратила популярности, но и ей уже недостает размаха. Не за горами новый эталон большого числа – триллион.

Мировые военные расходы уже достигают $1 трлн в год. Совокупный долг развивающихся стран западным банкам приближается к $2 трлн (по сравнению с $60 млрд в 1970 г.). Годовой бюджет правительства США также недалек от $2 трлн. Государственный долг – около $5 трлн. Расходы на технически сомнительную затею рейгановской эпохи, Стратегическую оборонную инициативу, оценивались в $1–$2 трлн. Все растения Земли весят триллион тонн. В масштабах космоса триллионами измеряется буквально всё. От Солнечной системы до ближайшей звезды, альфа Кентавра, около 40 трлн км.

В повседневной жизни люди традиционно путают миллионы, миллиарды и триллионы, и не проходит недели без подобной ошибки в теленовостях (чаще всего «страдают» миллион и миллиард). Поэтому позвольте мне лишний раз напомнить: миллион (million по-английски) – это тысяча тысяч, или единица с шестью нулями; миллиард (billion) – тысяча миллионов, единица с девятью нулями; триллион (trillion) – тысяча миллиардов (или, это то же самое, миллион миллионов), что записывается как единица с 12 нулями.

Так принято в Америке. Долгое время в британском английском словом billion обозначалось число, которое в Америке называют триллионом, а американский billion англичане – вполне обоснованно – именовали «тысячей миллионов». В Европе миллиард обозначался словом milliard. Я с детства коллекционирую почтовые марки, и у меня есть непогашенная марка, выпущенная в Германии в 1923 г., в самый разгар инфляции, с надписью «50 миллиардов». Отправить письмо стоило 50 триллионов немецких марок. (В те времена в булочную или бакалею ходили с тачкой, полной наличности.) Ныне в силу большого влияния США на мир слово milliard во многих странах вышло из употребления.

Самый надежный способ понять, о каком числе идет речь, очень прост – сосчитать нули после единицы. Правда, если нулей очень много, дело это канительное. Поэтому группы по три нуля разделяют при записи запятыми или пробелами. Например, триллион выглядит как 1,000,000,000,000 или 1 000 000 000 000. (В Европе вместо запятых ставятся точки.) Сталкиваясь с числами больше триллиона, вы должны каждый раз считать, сколько раз по три нуля в них содержится. Было бы гораздо удобнее, называя число, сразу говорить, сколько в нем нулей после единицы.

Ученые и математики, люди практичные, так и поступают – пользуются так называемым экспоненциальным представлением. Пишется число десять, к которому вверху справа приписывается мелким шрифтом показатель – число, соответствующее количеству знаков после единицы. Таким образом, 10⁶ = 1 000 000, 10⁹ = 1 000 000 000, 10¹² = 1 000 000 000 000 и т. д. Этот показатель называется экспонентом, степенью или порядком числа. Например, 10⁹ читается как «десять в девятой степени» (исключение составляют 10² и 10³, которые принято называть «десять в квадрате» и «десять в кубе»). Понятие степени или порядка – наряду с некоторыми другими терминами из естественных наук и математики, например «параметр», – проникает в повседневный язык, но его смысл все более размывается.

Помимо наглядности у экспоненциального представления чисел есть замечательное дополнительное преимущество – возможность перемножать любые два числа простым сложением их степеней. Скажем, 1000 × 1 000 000 000 = 10³ × 10⁹ = 10¹². Или возьмем числа побольше: в средней галактике 10¹¹ звезд, самих галактик тоже 10¹¹, следовательно, в космосе около 10²² звезд.

Тем не менее экспоненциальное представление встречают в штыки люди, у которых не ладится с математикой (хотя оно, наоборот, проще для понимания), и наборщики, которых хлебом не корми – дай набрать 109 вместо 10⁹ (сотрудники издательства Random House, как видите, являются счастливым исключением).

Первые шесть больших чисел, имеющих названия, приводятся далее во врезке. Каждое число в 1000 раз больше предыдущего. Названия чисел больше триллиона практически не употребляются. Если считать круглые сутки без остановки, прибавляя по единице в секунду, потребуется больше недели, чтобы досчитать до миллиона. На миллиард у вас уйдет полжизни. До квинтиллиона вы не доберетесь, даже если проживете столько, сколько существует Вселенная.

Овладев экспоненциальным представлением, вы с легкостью справитесь с непостижимо большими числами, такими как примерное количество микробов в чайной ложке почвы (10⁸), песчинок на всех земных пляжах (порядка 10²⁰), живых существ на нашей планете (10²⁹), атомов во всем живом на Земле (10⁴¹), атомных ядер в Солнце (10⁵⁷) или элементарных частиц (электронов, протонов, нейтронов) во всем космосе (10⁸⁰). Вы все равно не сможете представить миллиард или квинтиллион объектов – и никто не сможет. Но благодаря экспоненциальному представлению мы в состоянии оперировать подобными величинами и использовать их в расчетах. Неплохо для самоучек, которые явились в этот мир ни с чем и пересчитывали соплеменников по пальцам рук и ног!

Названия еще более крупных чисел: секстиллион (10²¹), септиллион (10²⁴), октиллион (10²⁷), нониллион (10³⁰) и дециллион (10³³). Масса Земли 6 октиллионов грамм.

Помимо принятого в науке экспоненциального представления каждое число можно выразить и словами с помощью приставок. Например, электрон имеет один фемтометр (10^–15