Летом 1928 года я поехал на балтийское побережье Польши, и Куратовский пригласил меня заехать по пути в его загородный дом, недалеко от Варшавы. Это была элегантная вилла с теннисным кортом. Куратовский в то время довольно хорошо играл в теннис, и это меня очень удивляло, так как его фигура была какой угодно, но только не атлетической.
Во время шестичасовой поездки на поезде из Львова в Варшаву я практически беспрестанно думал о проблемах теории множеств, желая представить Куратовскому что-нибудь, что заинтересовало бы его. Я размышлял над тем, как опровергнуть теорию континуума — одну из самых известных нерешенных задач из основ теории множеств и математики, которую сформулировал Георг Кантор, создатель самой теории множеств. Однако все мои соображения были весьма туманными, и Куратовский это очень скоро обнаружил. Тем не менее, мы обсудили отдельные стороны этой проблемы, и я уехал в Сопот с более или менее не потревоженной уверенностью в себе.
Альфред Тарский, ныне знаменитый логик и профессор в Беркли, был варшавским другом Куратовского и иногда приезжал во Львов. Как логик он уже был известен за рубежом, однако его работа по основам математической логики и теории множеств также имела немаловажное значение. Он был кандидатом на вакантную должность профессора философии в Львовском университете. Вместо него эту должность отдали тогда другому логику, Леону Хвистеку — признанному художнику, автору философских трактатов, шурину Штейнгауза, человеку, хорошо известному своей эксцентричностью. (Он умер в Москве во время войны.) Спустя годы, в Кембридже, я случайно упомянул о Хвистеке в разговоре с Альфредом Нортом Уайтхедом. В ходе нашей беседы я заметил: «Странно, что и он был художником», на что Уайтхед разразился громким смехом и, зааплодировав, воскликнул: «Как это по-английски говорить, что быть художником — это странно!», и миссис Уайтхед тоже рассмеялась. Недавно в Польше вышла в свет биография Хвистека, замечательно изложенная Эйстрейхером. Это увлекательное повествование о его карьере и творческой деятельности Хвистека в Кракове и Львове в период с 1910 по 1446 год.
Один из первых моих контактов с Тарским возник в связи с моей второй научной работой. Я доказал в ней теорему об идеалах множеств в теории множеств. (Позже Маршалл Стоун доказал другую версию этой же теоремы). В своей статье в «Fundamenta» я также раскрыл возможность определения конечно-аддитивной меры с двумя значениями (0 и 1) и установил максимальный простой идеал для подмножеств в бесконечном множестве. К тому же самому результату пришел и Тарский в очень длинной работе, которая появилась через год. Куратовский обратил его внимание на то, что этот результат следовал из моей теоремы, и Тарский отметил это в сноске. Ввиду моей молодости, я расценил это как маленькую победу, как признание моего присутствия в математике.
В то время среди некоторых математиков было распространено мнение, что логика в действительности не является математикой, а представляет собой лишь некое подготовительное и даже чуждое математике занятие. Сегодня это убеждение исчезает перед лицом множества реальных успехов, достигнутых в математике, благодаря методам формальной логики.
На втором курсе я решил прослушать курс теоретической физики, который читал профессор Войцек Рубинович, ведущий польский теоретик, бывший студент и сотрудник знаменитого физика Зоммерфельда из Мюнхена. Я посещал его образцовые лекции по электромагнетизму и принимал участие в семинарах по теории групп и квантовой теории, которые он проводил для способных студентов. Мы занимались по учебнику Германа Вейля «Теория групп и квантовая механика» («Gruppen theorie und Quantum Mechanik»). Весьма впечатляющим был высокий уровень математики, на котором мы изучали уравнения Максвелла и теорию электричества, составлявшие первую часть этого учебника. Хотя многое было выше моего понимания, я умудрялся много читать самостоятельно. Читал популярные доклады по теоретической физике, статистической механике, теории газов и теории относительности, не забывая также про электричество и магнетизм.
Зимой Рубинович заболел и попросил меня (хотя я был самым молодым студентом в группе) провести несколько занятий во время его отсутствия. До сих пор помню, как я корпел над незнакомым и трудным материалом учебника Вейля. Это было моим первым активным занятием в области физики.
Математические кабинеты политехнического института продолжали оставаться местом моего постоянного пребывания. Каждый день я проводил там утренние часы, в том числе и по субботам (суббота тогда не считалась выходным днем; по утрам в субботу проводились занятия). Нередко в институте появлялся Мазур, и мы начали активно работать вместе над проблемами функциональных пространств. Мы нашли решение задачи о бесконечномерных векторных пространствах. Теорема, которую мы доказали, — о том, что преобразование, сохраняющее расстояние, является линейным — входит сейчас в стандартный курс геометрии функциональных пространств. Написанная нами научная статья была опубликована в «Compte-Rendus» Парижской Академии наук.
Именно Мазур (наряду с Куратовским и Банахом) познакомил меня с некоторыми наиболее значительными этапами развития математических подходов и мышления. Я многое узнал от него о психологии исследования и различных отношениях к нему. Иногда мы часами сидели в кафе. На клочке бумаги или мраморной поверхности стола он писал один символ или строчку типа у = f(x), и, подавая или обсуждая различные идеи, мы оба таращились на эту надпись. Словно хрустальный шар, эти символы, которые стояли у нас перед глазами, должны были помочь нам сконцентрироваться. Спустя годы в Америке я часто практиковал подобный метод со своим другом Эвереттом, только происходило это не в кафе, а в кабинете, где висела доска.
Мазур, по его же собственным словам, был мастером «наблюдать и замечать». Это позволяло ему формулировать, обычно в краткой и точной форме, некоторые свойства понятий. Как правило, проверить их не составляло труда, поскольку иногда они граничили с традиционными формулировками и потому оставались незамеченными, однако часто именно им принадлежала решающая роль при решении задач.
Во время одной из бесед в кафе Мазур предложил первые примеры бесконечных математических игр. Я помню также (это было, скорее всего, в 1929 или 1930 году), что он поднял вопрос о существовании автоматов, которые обладали бы способностью к копированию самих себя при наличии некоторого наполнителя. Мы обсуждали это весьма отвлеченно, но некоторые из наших идей, которые мы никогда не записывали, практически предопределили будущие теории, такие, как теория абстрактных автоматов фон Неймана. Часто мы размышляли над возможностью создания компьютеров, способных выполнять числовые операции, связанные с исследованиями, и даже формальные алгебраические вычисления.
Я уже упомянул о том, что впервые увидел Банаха, посетив серию математических лекций во время учебы в средней школе. В то время Банаху было за тридцать, но, вопреки впечатлению, которое обычно складывается у молодых о людях, которые на пятнадцать или двадцать лет старше их, мне он показался очень моложавым. Он был голубоглазым блондином, высоким, с довольно тучной фигурой. Его манера говорить впечатлила меня своей открытостью, убедительностью и явной бесхитростностью (особенность, которая, как я заметил, была в какой-то мере напускной). Выражение его лица обыкновенно выдавало хорошее расположение духа в сочетании с определенной долей скептицизма.
Банах происходил из бедной семьи и почти не получил того общепринятого школьного образования. Он был по большей части самоучкой, когда пришел в стены Политехнического института. Говорили, что Штейнгауз совершенно случайно узнал о таланте Банаха, подслушав разговор двух молодых студентов, сидевших на скамейке в парке и обсуждавших математические вопросы. Одним из них был Банах, другим — Никодим, который недавно ушел с поста профессора математики Кеньонского колледжа. Впоследствии Штейнгауза и Банаха ожидало очень тесное сотрудничество и совместное основание Львовской математической школы.
Познания Банаха в математике были обширными. Он внес свой вклад в теорию функций вещественных переменных, теорию множеств, функциональный анализ, теорию бесконечномерных пространств (точки этих пространств являются функциями или бесконечными числовыми рядами). Некоторые его результаты были воистину изящны. Как-то он сказал мне, что в молодости знал все три тома «Дифференциальной геометрии» Дарбу.
Я побывал лишь на нескольких лекциях Банаха. Особенно мне запомнились его доклады на тему вариационного исчисления. В основном его выступления не были как следует подготовлены. Иногда он ошибался или пропускал что-то. Наиболее увлекательно было наблюдать за тем, как он работал у доски, пытаясь устранить свою оплошность и неизменно справлялся с этим. Я всегда находил такие выступления гораздо более увлекательными по сравнению с теми безукоризненными лекциями, во время которых мое внимание, бывало, окончательно переключалось на другие вещи и возвращалось к докладчику, лишь когда я чувствовал, что тот попал впросак. Начиная с третьего курса учебы, почти все идеи моих работ по математике созревали под влиянием бесед с Мазуром и Банахом. Банах говорил, что некоторые из моих работ отличались «необычностью» в постановке задач и обзоре возможных доказательств. Однажды, несколько лет спустя, он сказал мне, что его поражало то, насколько часто эти «необычные» подходы оправдывали себя. Слова эти из уст великого ученого в адрес молодого человека двадцати восьми лет были, наверное, величайшей из всех когда-либо заслуженных мною похвал.
Что же касается способностей Банаха, то будь то математическая дискуссия или короткое замечание на какую-то общую тему — во всем почти сразу можно было почувствовать огромную силу его ума. Он трудился с огромным напряжением, но в какие-то моменты прекращал работу и некоторое время пребывал в кажущемся бездействии. Но и в эти промежутки времени его мозг продолжал работать над отбором тех утверждений — своего рода пробных шаров — которые могли бы наилучшим образом послужить в качестве основных теорем в какой-нибудь последующей области изучения.