Пока алгебра не разлучит нас. Теория групп и ее применение

ЛЕВИ-СТРОСС: Вам будет интересно узнать, что когда я поселился среди индейцев намбиквара, они сразу же объяснили, что использовать собственные имена запрещено. Поэтому моим первым шагом при анализе структур родства стало обозначение членов племени различными символами во время переписи. Кроме того, я обозначал кланы буквами, а их отдельных членов — числами. В результате получилась статья, которую, можно сказать, бросало то в жар, то в холод: с холодными обозначениями вида А₇ соседствовали комментарии «пышная женщина, всегда в хорошем настроении» или «тщеславный, самодовольный и не слишком умный человек».

ВЕЙЛЬ: Намбиквара... вот прекрасный пример общества, подготовленного для математиков! При решении некоторых задач сложнее всего правильно выбрать обозначения и перевести их на удобный нам язык. В нашем случае после того, как мы выделили четыре клана племени, нужно рассмотреть допустимые браки, которые мы обозначим M₁, M₂, М₃... Обратите внимание, что для описания брака достаточно указать, к какому клану принадлежат мужчина и женщина.

65

К примеру, это могут быть мужчина А и женщина В.

ЛЕВИ-СТРОСС: Теперь нужно установить некоторые ограничения. Во-первых, все члены племени, как мужчины, так и женщины, должны иметь право вступать в брак. Это означает, что для любых мужчины и женщины из любого клана должно существовать как минимум одно правило М, которому они соответствуют.

Пока что все звучит вполне логично. Следующая гипотеза поможет сузить проблему, совершенно необъятную во всей своей полноте. Эта гипотеза связана, как вам известно, с названием моей диссертации: «Элементарные структуры родства».

Я называю элементарными племена, в которых каждому члену соответствует единственная допустимая разновидность брака, и процесс выбора супруга (супруги) происходит автоматически. Другой предельный случай — общества, подобные нашему, которые можно назвать сложными, где каждый брак заключается с учетом бесчисленного множества психологических, социальных, экономических и других факторов.

Следует отметить, что не существует ни полностью элементарных обществ, так как внутри клана всегда допускается некоторая свобода в выборе партнера, ни абсолютно сложных, так как всегда будут существовать те или иные запреты, к примеру, недопустимость инцеста. Но на теоретическом уровне такое различие вполне применимо. При изучении элементарных структур я хотел рассмотреть сложные общества, начав с племен североамериканских индейцев кроу и омаха, которые могли делиться на десятки кланов. Их нормы определяли лишь то, с кем не мог вступать в брак тот или иной человек. Это исследование стало бы логичным продолжением диссертации, но на моем пути встали «Печальные тропики», и я никогда не нашел в себе сил рассмотреть эту в высшей степени сложную задачу с точки зрения математики, так как для этого пришлось бы прибегнуть к помощи компьютеров. С ростом числа кланов число возможных вариантов брака начинает напоминать число ходов в шахматной партии: оно является конечным, но таким большим, что на практике его можно считать бесконечным. Для изучения элементарных структур мне пришлось прочесть около семи тысяч статей, но если бы я не обратился за помощью к вам, то кто знает, смог ли бы я понять более сложные модели.

ВЕЙЛЬ: Не беспокойтесь: мы ограничимся изучением элементарных структур, а прочее оставим молодым исследователям. Если вы не возражаете, я, прежде чем продолжить, напомню, что элементарные структуры удовлетворяют следующим условиям.

66

Условие 1: Все члены племени могут вступать в брак, и каждому из них соответствует единственная разновидность брака.

Обратите внимание, что в подобном обществе число возможных браков в точности равно числу кланов племени. Следовательно, в нашем примере нужно описать M₁, M₂, M₃ и M₄.

Так как все мужчины должны иметь возможность вступать в брак, необходимо как минимум четыре правила, по одному для каждого клана. Допустим, что существует еще одно, пятое правило. Оно должно относиться к мужчине определенного клана. Так как кланов всего четыре, это правило обязательно будет описывать один из уже упомянутых кланов, но в таком случае разновидность брака не будет единственной! Мы доказали, что число разновидностей брака должно в точности равняться числу кланов. Однако наши четыре правила не могут быть произвольными: в М₁, М₂, М₃ и M₄ должны учитываться не только все мужчины, но и все женщины. Приведем пример правил, для которых выполняется это условие:

(M₁) мужчина А и женщина В

(M₂) мужчина В и женщина С

(M₃) мужчина С и женщина D

(M₄) мужчина D и женщина А

ЛЕВИ-СТРОСС: Этнологи называют такую разновидность брака обобщенным обменом, поскольку никакие два клана не обмениваются женщинами: так, мужчины А вступают в брак с женщинами В, а женщины А — с мужчинами D. Теперь, когда мы описали разновидности брака, необходимо объяснить, как они распространяются на представителей следующего поколения. Вновь будем использовать упрощенное условие.

Условие 2: Разновидность брака для каждого человека зависит только от его пола и от разновидности брака его родителей.

ВЕЙЛЬ: Это означает, что существует две функции f и g, которые ставят в соответствие каждой разновидности брака М_i правила f(М_i) и g(M_i), описывающие

67

браки сыновей и дочерей, рожденных в этом браке. Следовательно, изучение структур родства сводится к определению разновидностей брака М_i и функций f и g. Вернемся к предыдущему примеру и предположим, что дети матерей из кланов A, B, С и D принадлежат кланам В, С, D и А соответственно. Посмотрим, как можно определить функции f и g. Разновидность брака М₁ описывает брак между мужчиной А и женщиной В. Клан потомков определяется по матери, следовательно, дети от брака М₁ будут принадлежать клану С. Так как мужчина из клана С вступает в брак по правилу М₃ имеем f(M₁) = М₃ a g(M₁) = M₂ поскольку женщины из клана С подчиняются второму правилу. Повторив рассуждения для остальных разновидностей брака, получим следующую таблицу.

Обратите внимание, что функции f и g описывают перестановку разновидностей брака так, что все возможные разновидности оказываются применимы для потомков обоих полов ровно один раз. В противном случае одна из разновидностей брака в следующем поколении исчезла бы, и было бы нарушено первое условие. Помните, что я рассказывал вам о симметрической группе S_n, господин Леви-Стросс? Функции f и g — это перестановки элементов М₁, M₂, M₃ и M₄. Сочетая их несколько раз, мы можем достичь любой, даже самой дальней ветви генеалогического древа!

Независимо от сложности правил, описывающих допустимые браки, мы всегда сможем описать их на языке алгебры — достаточно лишь запастись терпением.

ЛЕВИ-СТРОСС: Посмотрим, господин Вейль. Попробуйте доказать, что женщины принадлежат к тому же клану, что и их бабушки по отцовской линии.

ВЕЙЛЬ: Я думал, вы предложите мне задачу посложнее! Допустим, что бабушка и дедушка вступили в брак по правилу M_i. Тогда их сыновья должны последовать правилу f(M_i), а женщины, рожденные в этом брачном союзе, вступят в брак по правилу g(f(M_i)). Следовательно, чтобы определить разновидность брака внучки, сначала нужно применить функцию f, затем — функцию g. Теперь ваш вопрос звучит так: совпадают ли g(f(M_i)) и M_i?

Иными словами, является ли композиция f и g тождественным преобразованием? Чтобы показать, что это не так, достаточно произвести несложные расчеты: поскольку f(M₁) равно М₃ a g(M₃) равно M₄, получим, что g(f(M₁)) = M₄, а не М₁ как мы хотели. Следовательно, если бабушка

68

принадлежит клану В, то внучка принадлежит к клану А. Однако бабушка по отцовской линии и ее внучка действительно будут принадлежать к одному клану. Убедитесь в этом!