Что больше миллион тысяч или тысяча миллионов
Названия больших чисел
Существует десять цифр: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9. Числа состоят из цифр. Число 52 состоит из двух цифр: 5 и 2. Числа с 1 впереди и последующими нулями имеют названия. Всем известны: 10 — десять, 100 — сто, 1000 — тысяча, 1 000 000 — миллион. Так как большие числа с большим числом нулей записывать неудобно, используют сокращения в виде степеней: запись 10 11 означает число с 11-ю нулями, запись 10 52 означает число с 52-мя нулями и т.д. Приведем названия чисел с десятками и сотнями нулей.
Названия «круглых» чисел, которые можно встретить в школьной программе:
1 000 000 — миллион (6 нулей)
1 000 000 000 — миллиард или биллион (9 нулей)
1 000 000 000 000 — триллион (12 нулей)
1 000 000 000 000 000 — квадриллион (15 нулей)
1 000 000 000 000 000 000 — квинтиллион (18 нулей)
1 000 000 000 000 000 000 000 — секстиллион (21 нуль)
1 000 000 000 000 000 000 000 000 — септиллион (24 нуля)
1 000 000 000 000 000 000 000 000 000 — октиллион (27 нулей)
1 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 — нониллион (30 нулей)
1 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 — дециллион (33 нуля)
Еще некоторые примеры интересных названий:
10 100 — гугол, googol (100 нулей)
10 10 100 — гуголплекс, googolplex (десять в степени гугол)
10 140 — асанкхейя, asankhyeya или сто квинквадрагинтиллионов
10 303 — центиллион, centillion
10 3003 — миллиллион, millillion
10 3000003 — милли-миллиллион, milli-millillion
Самого большого числа в мире не существует, так как любое большое число всегда можно увеличить, умножить, возвести в степень, и получится другое большее число. Бесконечность не является числом.
Из известных самых больших чисел, имеющих название (математическое доказательство) можно выделить: число TREE(3), число SCG(13), число Лоудера, число Мозера, число Скьюза, число Райо, число Грэма, инфитеиплеон.
Таблица больших чисел с указанием количества нулей и названиями на русском и английском.
В повседневной жизни большинство людей оперируют достаточно небольшими числами. Десятки, сотни, тысячи, очень редко – миллионы, почти никогда – миллиарды. Примерно такими числами ограничено обычное представление человека о количестве или величине. Про триллионы приходилось слышать почти всем, но употреблять их, в каких-либо подсчетах, мало кому доводилось.
Какие они, числа-гиганты?
Между тем, числа обозначающие степени тысячи известны людям давно. В России и многих других странах используется простая и логичная система обозначений:
• Тысяча;
• Миллион;
• Биллион;
• Триллион;
• Квадриллион;
• Квинтиллион;
• Секстиллион;
• Септиллион;
• Октиллион;
• Нониллион;
• Дециллион.
В этой системе каждое следующее число получается умножением предыдущего на тысячу. Биллион обычно называют миллиардом.
Многие взрослые могут безошибочно написать такие числа как миллион – 1 000 000 и миллиард – 1 000 000 000. С триллионом уже сложнее, но почти все справятся – 1 000 000 000 000. А дальше начинается неведомая многим территория.
Знакомимся ближе с большими цифрами
Сложного, впрочем, ничего нет, главное – понять систему образования больших чисел и принцип наименования. Как уже говорилось, каждое следующее число превосходит предыдущее в тысячу раз. Это значит, что для того чтобы правильно написать следующее в порядке возрастания число, нужно к предыдущему приписать еще три нуля. То есть, у миллиона 6 нулей, у миллиарда их 9, у триллиона – 12, у квадрильона – 15, а у квинтиллиона – уже 18.
С названиями тоже можно разобраться, если есть желание. Слово «миллион» произошло от латинского «mille», которое означает «больше тысячи». Следующие числа были образованы путем приставления латинских слов «би» (два), «три» (три), «квадро» (четыре) и т.д.
Теперь попробуем представить себе эти цифры наглядно. Большинство довольно хорошо представляют себе разницу между тысячью и миллионом. Каждый понимает, что миллион рублей – это хорошо, но миллиард – больше. Гораздо больше. Также у всех есть представление о том, что триллион – это что-то абсолютно необъятное. Но насколько триллион больше миллиарда? Насколько он громаден?
Для многих дальше миллиарда начинается понятие «уму непостижимо». Действительно, миллиард километров или триллион – разница не очень большая в том смысле, что такое расстояние все равно не пройти за всю жизнь. Миллиард рублей или триллион тоже не особо отличается, потому что таких денег все равно не заработать за всю жизнь. Но давайте немного посчитаем, подключив фантазию.
Жилой фонд России и четыре футбольных поля как примеры
На каждого человека на земле приходится площадь суши размером 100х200 метров. Это примерно четыре футбольных поля. Но если людей будет не 7 миллиардов, а семь триллионов, то каждому достанется только кусочек суши 4х5 метров. Четыре футбольных поля против площади палисадника перед подъездом – таково соотношение миллиарда к триллиону.
В абсолютных значениях картина также впечатляет.
Если взять триллион кирпичей, то можно построить более 30 миллионов одноэтажных домов площадью по 100 квадратных метров. То есть около 3 миллиардов квадратных метров частной застройки. Это сопоставимо с общим жилым фондом РФ.
Если строить десятиэтажные дома, то получится примерно 2,5 миллиона домов, то есть 100 миллионов двух- трехкомнатных квартир, около 7 миллиардов квадратных метров жилья. Это в 2,5 раза больше всего жилого фонда России.
Одним словом, во всей России не наберется триллион кирпичей.
Один квадриллион ученических тетрадей покроет всю территорию России двойным слоем. А один квинтиллион тех же тетрадей накроет всю сушу слоем толщиной в 40 сантиметров. Если же удастся раздобыть секстиллион тетрадей, то вся планета, включая океаны, окажется под слоем толщиной в 100 метров.
Досчитаем до дециллиона
Давайте посчитаем еще. Например, спичечный коробок, увеличенный в тысячу раз, будет размером с шестнадцатиэтажный дом. Увеличение в миллион раз даст «коробок», который по площади больше Санкт-Петербурга. Увеличенный в миллиард раз, коробок не поместится на нашей планете. Наоборот, Земля поместится в такой «коробок» 25 раз!
Если считать дальше, то масштабы Земли окажутся уже недостаточными. Увеличенный в триллион раз коробок мог бы вместить в себя все планеты Солнечной системы вместе с их спутниками, а также астероиды и кометы. В коробке, который увеличен в квадриллион раз, Солнечная система могла бы поместиться полностью.
Увеличение коробка дает увеличение его объема. Вообразить себе такие объемы при дальнейшем увеличении будет уже почти невозможно. Для простоты восприятия попробуем увеличивать не сам предмет, а его количество, и расположим спичечные коробки в пространстве. Так будет легче ориентироваться. Квинтиллион коробков выложенных в один ряд, протянулись бы дальше звезды α Центавра на 9 триллионов километров.
Еще одно тысячекратное увеличение (секстиллион) позволит спичечным коробкам, выстроенным в линию, перегородить всю нашу галактику Млечный путь в поперечном направлении. Септиллион спичечных коробков растянулись бы на 50 квинтиллионов километров. Такое расстояние свет сможет пролететь за 5 миллионов 260 тысяч лет. А выложенные в два ряда коробки протянулись бы до галактики Андромеды.
Осталось только три числа: октиллион, нониллион и дециллион. Придется напрячь воображение. Октиллион коробков образует непрерывную линию в 50 секстиллионов километров. Это боле пяти миллиардов световых лет. Не каждый телескоп, установленный на одном краю такого объекта, мог бы разглядеть его противоположный край.
Считаем дальше? Нониллион спичечных коробков заполнил бы собой все пространство известной человечеству части Вселенной со средней плотностью 6 штук на кубический метр. По земным меркам вроде бы не очень-то и много – 36 спичечных коробков в кузове стандартной «Газели». Но нониллион спичечных коробков будет иметь массу в миллиарды раз больше чем масса всех материальных объектов известной Вселенной вместе взятых.
Дециллион. Величину, а скорее даже величественность этого исполина из мира чисел трудно себе вообразить. Только один пример – шесть дециллионов коробков уже не поместились бы во всей доступной человечеству для наблюдения части Вселенной.
Еще более поразительно величественность этого числа видна, если не умножать количество коробков, а увеличить сам предмет. Спичечный коробок, увеличенный в дециллион раз, вместил бы в себя всю известную человечеству часть Вселенной 20 триллионов раз. Невозможно такое себе даже просто представить.
Небольшие подсчеты показали, насколько огромны числа, известные человечеству уже несколько веков. В современной математике известны числа во много раз превосходящие дециллион, но применяются они только в сложных математических вычислениях. Сталкиваться с подобными числами приходится только профессиональным математикам.
Самым известным (и самым маленьким) из таких чисел является гугол, обозначаемый единицей со ста нулями. Гугол больше чем общее число элементарных частиц в видимой нам части Вселенной. Это делает гугол абстрактным числом, которое не имеет большого практического применения.
Числа-гиганты
Миллион = 1 000 000 = 10⁶
Наша первая остановка — «миллион» или 10 в 6-й степени. Это большое число, но все-таки оно не поражает воображение настолько, насколько это делают те числа, к которым мы перейдем вскоре. С миллионами чего-либо мы сталкиваемся довольно часто. До миллиона можно даже досчитать, и один весьма необычный человек по имени Джереми Харпер сделал это, транслируя свой трехмесячный счетный марафон в Интернет. Кстати, миллион секунд — это всего-навсего 11,5 дней. Миллиона рублей может не хватить для покупки хорошего автомобиля или скромной квартиры в Санкт-Петербурге. Стопка из миллиона книг, поставленных друг на друга, не выйдет даже за пределы атмосферы Земли. В свою очередь, из миллиона букв можно составить одну, достаточно большую, книгу (например, полная Библия состоит из более чем 2,5 миллионов букв). Миллион горошин поместится в большом мешке, который в принципе можно будет даже приподнять, если вы не боитесь надорваться. Миллион песчинок запросто поместится в пригоршне.
А миллион бактерий будет едва различим невооруженному глазу. Человеческий волос, увеличенный в миллион раз, будет диаметром около 100 метров. Здание в миллион этажей (если бы такое можно было построить) поднялось бы в высоту на 2,5 тысячи километров, — в 4 с лишним раза выше, чем летает телескоп Хаббла и большинство искусственных спутников Земли.
Миллиард = 1 000 000 000 = 10⁹
Всё это достаточно любопытно, но особо не впечатляет. Впрочем, мы только начали свой путь. И наше следующее число — «миллиард» или 10 в 9-й степени. С миллиардами мы встречаемся гораздо реже. Если мы хотим увидеть миллиард чего-либо и при этом не быть раздавленными, то придется брать что-то очень, очень маленькое. Например, молекулы. Конечно, одна молекула невооруженным взглядом не видна (да и не во всякий микроскоп ее можно разглядеть). А вот миллиард молекул, поставленных «плечом к плечу», займут около 30 сантиметров (вообще, молекулы сильно различаются по своим размерам и для примера мы взяли молекулу воды, состоящую, как известно, из двух атомов водорода и одного атома кислорода). Сумму в миллиард долларов еще можно как-то представить. Это цена какого-нибудь суперсовременного боевого самолета или военного авианосца (да, война это очень дорогостоящее мероприятие). Стоимость Большого Адронного Коллайдера — около 10 миллиардов долларов. Головной мозг человека состоит из 100 миллиардов нейронов.
И столько же, но только людей, жило на нашей планете за всю ее историю. Теперь давайте посмотрим наверх. Если разделить расстояние от Земли до Луны на миллиард, то получится примерно 40 сантиметров. А если на тот же миллиард разделить расстояние от Земли до Солнца, то получится уже 150 метров, а это большой такой небоскреб высотой почти в половину Эйфелевой башни. Сама Земля, уменьшенная в миллиард раз, станет размером с виноградину, — и, кстати, тогда она превратится в черную дыру. Космические аппараты «Вояджер», запущенные в 1977 году, пролетели почти по 20 миллиардов километров каждый. Космос по-настоящему огромен, и мы еще ощутим это в полной мере, когда перейдем к числам гораздо большим. А что насчет времени? Миллиард секунд — это 31,7 года, целое поколение. Если увеличить атом водорода в миллиард раз, то его диаметр составит целых 10 сантиметров, хотя его ядро даже при таком увеличении все равно не разглядишь. В этом масштабе мельчайшие вирусы будут гигантами размером в несколько десятков, а то и сотен метров. И даже молекула ДНК будет шириной в целых 3 метра.
Триллион = 1 000 000 000 000 = 10¹²
Наш третий гость — «триллион» или 10 в 12-й степени. И чтобы представить его наглядно, уже придется потрудиться. Например, что может стоить триллион долларов? По некоторым подсчетам, это цена экспедиции на Марс. А как вы думаете, сколько всего наличных денег на планете Земля? Около 4 триллионов долларов. Забавно, что государственный долг США почти в 5 раз больше. А если сложить вообще всё то, что можно купить сегодня за деньги, то это будет стоить почти 100 триллионов долларов.
Общая масса воздуха, который вдыхают все люди на нашей планете за 1 год, составляет около 6 триллионов килограмм. В океанах нашей планеты обитает около триллиона рыб. Триллион секунд, как вы наверняка уже догадались, это в тысячу раз дольше, чем миллиард, — то есть 31 с лишним тысяча лет. Примерно столько времени назад вымерли неандертальцы. Но это секунды. А вот через триллион лет случится нечто гораздо более интересное — в галактиках прекратят образовываться новые звезды. Триллион километров — такое расстояние свет в вакууме проходит чуть больше чем за месяц. А 42 триллиона километров — это расстояние до ближайшей к нам звезды (Проксимы Центавра). Если мы возьмем триллион бактерий (допустим, у нас как-то получится их собрать всех вместе), то они займут объем одного кубика сахара. Примерно столько бактерий содержится на теле человека. А число клеток в нем — несколько десятков триллионов. Во всех когда-либо отпечатанных книгах за всю историю книгопечатания около 100 триллионов букв. Вообще, кажется, что триллион это очень много. Но попробуем взять что-нибудь по-настоящему маленькое, — например атом. Горстку из триллиона атомов даже не увидеть невооруженным взглядом, вот насколько они малы. Давайте лучше увеличим что-нибудь в триллион раз. Например, электрон. Он будет размером с горошину. А вот кварки, увеличенные в триллион раз, все еще не будут видны. Кстати, вы же понимаете, что взять триллион штук чего-либо это совсем не то же самое, что увеличить это что-то в триллион раз?
Квадриллион = 1 000 000 000 000 000 = 10¹⁵
Четвертое число — «квадриллион» или 10 в 15-й степени. Это название уже не на слуху и редко кто пользуется им в обыденной жизни. Например, квадриллион долларов — это сумма неиспользуемая в практическом смысле. Даже не понятно, что может стоить так много. Разве что небольшая гора высотой метров в 200, состоящая из цельного куска платины (если бы такая существовала и если бы мы умудрились продать ее на рынке по текущему курсу). В теле человека (не только на коже, как в предыдущем абзаце) обитает до 1 квадриллиона бактерий, и их общий вес составляет около 2 килограмм. А еще на нашей планете живет примерно квадриллион муравьев (да, их гораздо больше, чем людей, — примерно в 100 тысяч раз).
Если пролететь квадриллион километров (а это примерно 100 световых лет), то можно посетить несколько ближайших к Земле звезд и вернуться обратно. Через 200 квадриллионов секунд Солнце перейдет в стадию красного гиганта. Помните кварки из нашего предыдущего абзаца? Давайте увеличим их в квадриллион раз. Размер самых больших из них будет равен примерно 1 миллиметру, а самые маленькие (так называемые «истинные» кварки) все еще не будут видны. И нейтрино, кстати, тоже видны не будут, хотя об их размерах мы можем судить только весьма приблизительно. А еще самые мощные современные компьютеры выдают несколько десятков квадриллионов операций в секунду (петафлопсов).
Квинтиллион = 1 000 000 000 000 000 000 = 10¹⁸
Наш пятый гость — «квинтиллион» или 10 в 18-й степени. Он в тысячу раз больше квадриллиона. Квинтиллион километров — это примерный диаметр нашей галактики, которая называется Млечный Путь. До нашей соседки — галактики Андромеды — 25 квинтиллионов (и, кстати, это расстояние сокращается на 300 километров каждую секунду, потому что мы сближаемся именно с такой скоростью). Квинтиллион секунд — это время в 2 раза большее, чем то, которое прошло от Большого Взрыва и до сегодняшнего момента. Для того чтобы вычерпать все мировые океаны, достаточно 5-6 квинтиллионов стаканов. А если мы возьмем квинтиллион молекул чернил, то сможем написать ими какое-нибудь одно, не очень большое, слово. 25-30 квинтиллионов молекул содержится в 1 куб.см воздуха при нормальной температуре и давлении (в основном, это молекулы азота – 78% и кислорода – 21%). Масса всей атмосферы Земли — около 5 квинтиллионов килограмм. Число возможных комбинаций кубика Рубика — 43 квинтиллиона с лишним. Для размещения квинтиллиона бактерий нам потребуется достаточно большая бочка, впрочем всего одна. Компьютер с производительностью квинтиллион операций в секунду должен появиться через пару лет. И наконец, если мы хотим кинуть монету таким образом, чтобы она упала на ребро 5 раз подряд, то в среднем нам придется сделать для этого около 8 квинтиллионов попыток (хотя, конечно, это сильно зависит от того, что это за монета и как именно мы ее кидаем).
Секстиллион = 1 000 000 000 000 000 000 000 = 10²¹
Двигаемся дальше. «Секстиллион» или 10 в 21-й степени. Столько атомов содержится в небольшом шарике из алюминия, диаметром в пару миллиметров.
За один вдох мы захватываем около 10 секстиллионов молекул воздуха (причем среди них почти наверняка будут несколько молекул, которые были выдохнуты какой-нибудь выдающейся исторической личностью, например Элвисом Пресли). Вес гидросферы Земли – полтора секстиллиона килограмм, а Луны около 70 секстиллионов. Увеличив в секстиллион раз нейтрино, мы наконец-то сможем его разглядеть, хотя он будет совсем крошечным даже при таком фантастическом приближении. Количество песчинок на всех пляжах Земли — несколько секстиллионов, хотя это сильно зависит от того, как и что именно мы считаем. При этом, звезд во Вселенной даже еще больше (об этом чуть ниже). А размер видимой ее части — примерно 130 секстиллионов километров. Разумеется, такие расстояния никто в километрах не меряет, а использует для этого куда более подходящие световые годы и парсеки.
Септиллион = 1 000 000 000 000 000 000 000 000 = 10²⁴
Наш следующий на очереди гигант это «септиллион» или 10 в 24-й степени. Находить примеры из жизни становится всё труднее. 6 септиллионов килограмм весит наша Земля. Количество звезд в обозримой Вселенной — септиллион или совсем немного меньше.
Знаменитое число Авогадро, обозначающее количество молекул в одном моле вещества, составляет почти септиллион (более точное значение: 6 на 10²³ степени). 10 септиллионов молекул воды поместится в одном стакане. А если выложить в ряд 50 септиллионов маковых зерен, то такая цепочка протянется до Туманности Андромеды.
Октиллион = 1 000 000 000 000 000 000 000 000 000 = 10²⁷
10 в 27-й степени это «октиллион». Октиллион горошин займут такой же объем как планета Земля. Еще это число интересно тем, что если взять 5-10 октиллионов атомов, то из них можно составить человеческое тело.
Нониллион = 1 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 = 10³⁰
И, наконец, 10 в 30-й степени — это «нониллион». Приходится обращаться к примерам из чистой фантастики. Нониллион долларов стоили бы 5 планет размером с Землю, если бы они состояли из чистой платины. Для того, чтобы разглядеть невооруженным взглядом базовые составляющие материи (предполагается, что это одномерные квантовые струны), их придется увеличить в 100 нониллионов раз. Достаточно сказать, что толщина человеческого волоса при таком увеличении превысит размеры обозримой Вселенной. Масса Солнца — 2 нониллиона килограмм, а всей Солнечной системы лишь ненамного больше.
Время жизни протона – минимум нониллион лет (а скорее всего, намного больше). В 1 килограмме вещества примерно 1 нониллион электронов. А из нониллиона молекул можно составить целого слона.
10 в 33-й степени называется дециллион, но дальше мы обойдемся уже без обозначений. Масса Галактики – 2 на 10⁴¹ килограмм. Число возможных комбинаций в колоде из 36 карт – 3.72 на 10⁴¹, а позиций в шахматах – 4.6 на 10⁴². Энергия взрыва сверхновой звезды – 10⁴² джоуля. Количество молекул воздуха на Земле – 10⁴⁴, а количество атомов, составляющих всю нашу планету, – 10⁵⁰. Масса всей Вселенной – 1.7 на 10⁵³ килограмм. Типичный белый карлик состоит из 10⁵⁷ частиц. Если поделить самое большое из реально существующих расстояний (радиус Вселенной) на самое малое (длину Планка), то получится 4.6 на 10⁶¹. 10⁶⁶ лет – время испарения черной дыры с массой Солнца. Число атомов в Галактике – 10⁶⁷, а во всей Вселенной – 10⁷⁷. При этом, элементарных частиц во Вселенной – 10⁸⁰, а число фотонов и того больше, – 10⁹⁰. Число 10¹⁰⁰ имеет красивое название «Гугол». Через Гугол лет испарятся последние черные дыры и наша Вселенная погрузится во тьму (наверное). Количество неповторяющихся шахматных партий (так называемое Число Шеннона) равно минимум 10¹¹⁸.
Если набить всю обозримую Вселенную «под завязку» протонами, то их в нее поместится около 10¹²². А если взять для той же самой цели самый малый из известных науке объемов (планковский объем), то получится 10¹⁸⁵. Поистине ошеломляюще. Наверное, здесь заканчивается теоретическая физика и начинается чистая математика — царица всех наук.
Да, есть числа и гораздо большие, но они уже не имеют применения в реальном мире. Одним из самых больших чисел (а до недавнего времени — самым большим) из тех, которые использовались в доказательствах теорем, является число Грэма, введенное математиком Рональдом Грэмом. Оно настолько велико, что для его обозначения пришлось использовать совершенно новую нотацию, то есть систему записи чисел. Единственное, что можно сказать о числе Грэма, так это то, что каким бы вы его не представили, на самом деле оно гораздо, гораздо больше. Заканчивается оно на 387, а вот с какой цифры начинается, не знает никто и не узнает, судя по всему, никогда.
Поскольку в данном тексте я обращался к очень большим числам, то наверняка допускал неточности, хотя и старался по возможности их не делать, проверяя то, что пишу, во внушающих доверие источниках. Конечно, если мы говорим, например, о квинтиллионе частиц, то ошибка в 10 раз будет почти незаметна (10¹⁸ и 10¹⁹ на глаз различаются не слишком сильно). Если же вы считаете, что где-то я допустил более грубую ошибку, то пожалуйста напишите об этом.
Как представить себе миллион, миллион миллионов и даже бесконечность
Мы живем среди понятных нам вещей и явлений. Мы привыкли к измерениям разных величин: расстояний, скоростей, объемов и прочего. Интуитивно понимаем разницу, если нам говорят, что одно в миллион раз больше другого. Ну, в миллион раз, и что тут такого?
Рис. 1. Человек, увеличенный в миллион раз (на рисунке 1959 года).
Как выглядит «больше в четверть миллионов раз»
Слово «миллион» означает тысячу тысяч, поэтому в миллионе всего шесть нулей после единицы – 1 000 000.
Четверть миллиона — это 1 000 000 разделить на 4, получается 250 тысяч или 250 000.
Однако, миллион – это все-таки много. Много настолько, что даже разница в размерах в четверть миллиона (примерно в 250 тысяч раз) дает нам просто несопоставимые размеры.
Допустим, мы представляем себе размеры дома. Большого ли маленького – именно, дома. Размеры дома не столь важны. Важно то, что весь земной шар, оказывается, в четверть миллиона раз больше, чем один среднестатистический дом.
Примерно в четверть миллиона раз наша Земля меньше, чем вся Солнечная система! То есть, если дважды увеличить размеры нашего среднего по величине дома в четверть миллиона раз, мы получим наше Солнце вместе с планетами Солнечной системы по линейному размеру. Речь идет именно о линейном размере в одном направлении, о размере, который мы измеряем с помощью линейки.
Кубическая миля: сколько в нее может поместиться
Объемы дома мы не сравниваем с объемами Земли или Солнечной системы. Мы сравниваем только их линейные размеры. Дело в том, что если говорить об объемах, то сопоставление будет еще больше, не в пользу дома. Здесь совсем другие числа. Какие? Давайте посмотрим. В свое время ученые (возможно, английские!) подсчитали, что…
…Возьмем обычную географическую милю, равную по длине примерно 1855,4 метров – это протяженность одной минуты дуги вдоль экватора Земли. Мили до сих пор используют моряки, поскольку это очень удобно, если пользоваться картами Земли.
Предположим, что мы можем сделать куб со сторонами, равными одной географической миле. Это значит, что куб должен быть всего-то по 1855 метров в каждом из 3-х направлений (длина, ширина, высота). Представим, что сможем сделать такой куб. Как Вы думаете, что внутри него может поместиться?!
… В середине прошлого столетия (1950-ые годы) делали такой подсчет. Так вот, в такой куб поместились бы одновременно:
Кстати, из вещества всего нашего земного шара можно (теоретически, конечно) изготовить 600 миллионов подобных ящиков. Тогда как все, что природой и людьми создано, помещается всего лишь в один из таких кубов!
Рис. 2. Кубическая миля, как это может выглядеть.
Поэтому мы даже не говорим о сравнительных объемах вещей. Упоминаем только их линейные размеры.
Сравнение бесконечно больших и бесконечно малых величин
Попробуем в порядке возрастания расположить линейные размеры известных нам предметов (и не очень известных). При этом каждый последующий предмет должен быть в четверть миллиона раз больше (линейно, а не объемно!) предыдущего. Тогда можно составить следующий список:
Вот как получается, что если наш дом всего-то четырежды увеличить в четверть миллиона раз, то мы приблизимся к размеру всей нашей Галактики. А если дважды уменьшить в четверть миллиона раз, тогда дом превратится всего лишь в атом вещества!
Как еще можно представить себе миллион? Давайте попробуем:
Попробуем подсчитать количество страниц в книге, представленной на рисунке 3.
Получается, что книга на рисунке содержит примерно 10 000 листов, что дает толщину книги примерно 1 метр.
Как пишется 1 миллион и больше
В миллионе шесть нулей после единицы. Цифрами миллион можно записать так: 1 000 000 (единица и шесть нулей после единицы).
Миллион двести пишется цифрами следующим образом: 1 000 200. Здесь после единицы идут три нуля и число двести – всего после единицы должно быть шесть цифр.
Два миллиона цифрами – это 2 000 000 (цифра два и шесть нулей после двойки).
Три миллиона пишется так: 3 000 000 (цифра три и шесть нулей после тройки).
Как пишется тысяча миллионов? Это миллион (шесть нулей после единицы), который нужно умножить на тысячу (добавить еще три нуля справа). В сумме шесть и три нуля дают девять (6+3=9), получается миллиард – число с девятью нулями.
Тысяча миллионов – это миллиард, цифрами пишется так: 1 000 000 000 (после единицы девять нулей).
Числа гиганты и миллионы миллионов
Миллион – это очень много. А как быть с миллиардом, триллионом и другими числами гигантами? Это же еще больше!
В миллионе шесть нулей после единицы (1 000 000).
Дальше – больше: в миллиарде – девять нулей (1 000 000 000, тысяча миллионов).
В триллионе – 12 нулей (1 000 000 000 000, тысяча миллиардов или миллион миллионов).
Если, например, попытаться записать расстояние до самых отдаленных объектов нашей Вселенной, то мы получили бы число, примерно с 30-ю нулями (миллион триллион триллионов) – 6+12+12=30 нулей. А ведь такие большие расстояния измеряют не в метрах, а в световых годах, и это уже не более нескольких миллиардов.
Число молекул в одном кубическом метре газа – реально вычисленная величина – составляет не более чем число с 19-20-ю нулями (примерно сто миллиард миллиардов).
Ну, а если попытаться пересчитать все капли в океанах и морях Земли, то получится число с 27-28 нулями (около тысячи триллион триллионов). В общем, и не придумать ничего такого, что можно было бы посчитать с помощью огромных чисел с числом нулей, больше 30-и. А это где-то миллион триллион триллионов, но, может чуть больше!
Тем не менее, большие числа очень волнуют человечество. Даже понятие такое недавно появилось: big data – большие числа. Оно означает возможности обработки огромных массивов данных с помощью компьютеров.
Задачи big data состоит не в пересчете огромного количества чисел, а в обработке большого числа данных с тем, чтобы найти в них закономерности и затем использовать практически. Например, для выяснения предпочтений людей при выборе товаров и услуг, при поиске информации, при пользовании теми или иными сервисами. Но это, что называется, совсем другая история, с практическим финалом.
Самое большое число, записанное тремя цифрами
Вернемся просто к числам, без особой практической пользы, то есть, к абстрактным величинам. Как Вы думаете, какое самое большое число можно вот так запросто взять и записать, используя для этого всего 3 цифры? Оказывается, такое число записывается как девять в степени девять в степени девять:
Рис. 4. Самое большое число, которое можно записать с помощью всего трех цифр.
Всего три девятки, а число получается фантастическое по своей величине! Начинается оно с цифр
428 124 773 175 747 048 036 987 118,
а заканчивается на 89. Что в середине этого числа, не знает никто! Потому что в этом числе 369 693 061 цифра! Более 369 миллионов цифр!
Древний Архимед известен много чем, и еще законом Архимеда. Когда-то он посчитал, что если весь мир (известный тогда) вплоть до неподвижных звезд (как тогда считалось) наполнить тончайшим песком, то получится количество песчинок в виде числа с 63-я цифрами. А здесь не 63 цифры, а почти 370 миллионов цифр!
Даже если пересчитать все электроны, что имеются в нашей Вселенной, мы не получим столь огромной величины. Вот так всего-то три цифры позволяют нам показать несоразмерной величины числа. И даже позволяют нам потом с этими числами оперировать.
Уравнение икс в степени икс
Рассмотрим, как люди легко оперируют с бесконечными числами. Когда-то в чести были не только цифровые компьютерные методы, но и аналитические, с помощью формул. Тогда существовали задачки, использующие бесконечно большие величины.
Например, предлагалось определить значение x (старое забытое школьное «икс»!) в выражении с бесконечным числом этих самых «иксов»:
Рис. 5. Пример уравнения с бесконечным числом элементов. «Икс» возводим в степень «икс» бесконечное число раз, а в итоге получаем лишь «двоечку».
Как это ни странно, решается такое уравнение очень просто. Рассуждения следующие. Если число «иксов» бесконечно, то ничто не мешает нам приписать к этому бесконечному множеству «иксов» еще один «икс» – слева внизу от всей «плеяды иксов». Ведь от этого ничего не изменится, не правда ли? Бесконечное число «иксов» плюс еще один «икс» – все равно останется бесконечное число.
Ну, приписали, и что? Вспомним, что ранее записанная цепочка из бесконечного множества «иксов» равнялась 2, по условию задачи. И новая цепочка с дополнительным «иксом» слева тоже равна 2, поскольку новый «икс» ничего не поменял в бесконечности. А раз так, тогда можно запросто заменить всю старую цепочку из бесконечных «иксов» на одну единственную «двойку», ведь старая цепочка была равна 2!
В итоге получается на удивление просто: новый дополнительный «икс» станет у нас во второй степени. А результат будет равен двойке, как и раньше:
Рис. 6. Простейшее уравнение, которое получается в итоге, если правильно обработать цепочку из бесконечного числа «иксов».
Еще раз пройдемся по логике: «двоечка» над «иксом» – это та самая бесконечная плеяда «иксов», которая ранее была у нас равна двойке. Сам «икс» – это еще один приписанный нами «икс» к бесконечной цепочке «иксов», ведь от такой приписки ничего не меняется. А раз ничего не меняется, то полученный результат тоже не меняется, и он равен «двойке».
Получаем решение уравнения с бесконечным числом «иксов»:
Рис. 7. Решение простейшего уравнения (рис. 6), которое получилось в результате замены бесконечной цепочки «иксов» (рис. 5) на одну единственную «двойку».
Проверяем полученный ответ:
Рис. 8. Проверка решения простейшего уравнения (рис. 6), полученного в результате обработки уравнения с бесконечным числом «иксов» (рис. 5).
О расчете электрических цепей
Вы спросите, зачем нужны задачки с бесконечными величинами, если в реальной жизни такого не бывает? Ошибаетесь, очень даже бывает. Поговорим немного о практической пользе операций с бесконечными числами. Например, энергетики легко оперируют с такими понятиями, как бесконечные электрические цепи (рис. 9).
Рис. 9. Вот так может выглядеть «бесконечная» электрическая цепь с точки зрения энергетиков.
Проложена, скажем, линия уличного освещения. Сколько ламп висит на различных столбах и иных подвесах? Очень много, особенно в больших городах. А как рассчитать такие электрические цепи? Вот именно – с помощью подобных только что продемонстрированных формул и с помощью подобных рассуждений!
Ход рассуждений – это когда к бесконечному числу электрических элементов легко приписывают дополнительные такие же элементы, а всю оставшуюся бесконечную цепь меняют на один единственный элемент. И далее без труда делают расчет значительно упростившейся электрической схемы.
В общем, как было показано, человечество давно перешагнуло за миллион, миллиард и триллион. И даже за пределы чисел с огромным количеством цифр, с сотнями миллионов. И спокойно себе работает, не то что работает, но и делает вполне реальные вещи там, где счет идет на бесконечные множества.
Но все-таки миллион – это так много! Зачем же тогда нужно все время больше и больше? Не правда ли?!