Как пишут математики…

Вынесенный в заголовок вопрос, безусловно, относится к риторическим. Математические (в широком смысле) книги и особенно статьи вряд ли достойны изучения с филологической точки зрения — "необходимо и достаточно", "если, то" и "очевидно, что" в неисчислимых комбинациях доведут до белого каления самого уравновешенного литературоведа. Поэтому речь пойдет вовсе не о стилистике, а о том, что представляет собой квинтэссенцию математических изысканий, — о формулах.

Оформление математических текстов всегда было непростым делом. Обилие довольно вычурных символов, использование всевозможных алфавитов, своеобразное размещение различных частей выражений превращает набор каждой более или менее сложной формулы в довольно кропотливую и интеллектуальную процедуру. Естественно, сегодня на помощь приходят компьютеры. Еще более 20 лет назад великий математик и программист Дональд Кнут изобрел свою поистине гениальную программу верстки научных текстов TeX. С тех пор система обросла многочисленными дополнениями и надстройками, профессионально выполненными шрифтами и стала стандартом де-факто в научном мире.

Так почему же данная тема все еще обсуждается? Дело в том, что работа с TeX сродни программированию, тем более что система эта рассчитана на использование текстового режима, командной строки и многочисленных конфигурационных файлов. Разобраться в ней действительно непросто, особенно начинающим пользователям, взращенным на графических интерфейсах и предпочитающим сотне клавиш две кнопки мыши.

Впрочем, многие современные текстовые процессоры и офисные пакеты (а также системы верстки) обеспечивают именно визуальную работу с формулами на основе OLE и специальных редакторов. В Microsoft Word, к примеру, имеется Equation Editor, который предоставляет в распоряжение пользователя более 250 математических символов и автоматически форматирует формулы с дробями, суммами, интегралами и прочими выражениями. Однако этим его возможности и исчерпываются — никаких дополнительных удобств.

В действительности же Equation Editor представляет собой урезанную версию программы MathType компании Design Science. При стоимости $129 ($99 для академических организаций) этот продукт обеспечивает гораздо более широкие возможности. Пожалуй, самое главное — сохранение часто используемых фрагментов формул и присвоение их новым кнопкам на панели инструментов или комбинациям клавиш. Кроме того, в последней версии (MathType 4.0) реализована полная поддержка OLE 2.0 и технологии drag-and-drop, так что вы можете перетаскивать формулы в документ прямо из окна редактора — это особенно удобно, поскольку в математических статьях часто встречаются похожие выражения.

К тому же в полной версии MathType имеется набор высококачественных шрифтов, напоминающих по начертанию Computer Modern из состава TeX (не секрет, что распечатки формул, полученных с помощью стандартных инструментов Word, далеки от совершенства), дополнительные символы и шаблоны и многие другие средства, приближающие качество печатных документов к типографскому.

Возможностей Equation Editor и, тем более, MathType с головой хватает для подготовки относительно небольших текстов: рефератов, проектов и т. п. Даже ресурсоемкость механизмов OLE постепенно отходит на второй план — 64 MB оперативной памяти достаточно для относительно комфортной работы в Word 2000 с довольно объемными документами (см. ниже). Впрочем, в этом случае авторов поджидает другая опасность: формулы хранятся в виде объектов, и править их приходится по очереди. Например, невозможно выполнить глобальную замену фрагментов, как это делается с обычным текстом.

Еще одна проблема с документами Word — переносимость. Определенные сложности — от некорректного отображения некоторых символов до полной нечитабельности формул — возникают даже при использовании разных версий этого текстового процессора, а что уж говорить о других компьютерах и ОС. Из-за закрытости формата Word ни в одном из альтернативных офисных пакетов нет действительно качественного конвертора, во всяком случае пока. Более того, даже если документ и удастся преобразовать (например, в кросс-платформенном StarOffice), формулы будут в лучшем случае восприняты как графические объекты — править их можно только с помощью MathType (работающего на платформах Windows и Mac).

Именно в силу указанных причин абсолютное большинство научных издательств принимает
работы только в формате TeX. Впрочем, технологии не стоят на месте, и сегодня
вполне возможно объединить универсальность и гибкость этой системы с простотой
и интуитивностью современных текстовых процессоров. К сожалению, далеко не каждый
студент и даже ученый (и не только в нашей стране) может выложить более $500 за
программу Scientific Word
— великолепную почти-WYSIWYG-надстройку к TeX. По комфортности работы и обилию
визуальных средств это, пожалуй, абсолютный чемпион. Разработчики распространяют
полнофункциональные пробные версии своих продуктов, с которыми, несомненно, стоит
познакомиться.

Неплохая альтернатива Scientific Word — LyX, более простая, но совершенно бесплатная
разработка. Изначально ориентированная на Unix, программа портирована энтузиастами
и на
платформу Win32. Впрочем, сделано это "малой кровью" — для функционирования
LyX необходимы сервер X Window (естественно, также портированный) и другие средства
из мира Unix. Настроить и добиться устойчивой работы такой системы довольно непросто,
и я бы не рекомендовал браться за это начинающим пользователям.

Тем не менее имеется некий промежуточный вариант. Дело в том, что, кроме всего прочего, MathType умеет преобразовывать свои формулы в формат TeX (а точнее: Plain TeX, AMS-TeX, LaTeX, AMS-LaTeX), и в этом качестве им вполне удобно пользоваться в дополнение к обычному текстовому редактору: вы активизируете подходящий транслятор, рисуете и форматируете математическое выражение, а после копируете его TeX-представление через буфер обмена. Таким же способом можно готовить MathML-документы для публикации в Web. А проверить удобство этого метода лучше всего на бесплатной программе TeXaide той же Design Science, аналогичной по возможностям (и ограничениям) Equation Editor, но транслирующей формулы только в TeX.

Еще одно интересное решение заключается в преобразовании документов Word в формат TeX. Задача нетривиальная и сама по себе, и, тем более, когда дело касается формул. Принципиальная возможность не вызывает сомнений, поскольку это умеет MathType, а вот конкретная реализация долгое время сдерживалась необходимостью расшифровывать двоичный формат объектов Equation Editor. Однако недавно Design Science все же решилась поделиться с разработчиками своими секретами, и некоторые не преминули этим воспользоваться.

Программа Word2TeX
создана нашими соотечественниками Кириллом и Анной Чикрий и представляет собой
обычный конвертер файлов для Microsoft Word. Единственное отличие — дополнительное
диалоговое окно, в котором можно настроить различные параметры преобразования
и результирующий формат, а также дополнить преамбулу документа необходимыми директивами
(например, для поддержки кириллицы). Работает все просто великолепно и достаточно
быстро. К сожалению, ограничения пробной версии (не транслируются даже некоторые
формулы) не позволяют оценить все достоинства программы, хотя стоимость регистрации
— $45 — вероятно, соответствует интеллектуальности данной разработки.

Бытует мнение, что профессиональный наборщик в TeX даст сто очков форы любому, работающему в графической среде и предпочитающему использовать мышь. Впрочем, если это и правда, то относится только к настоящим асам. Описанные же средства позволят изучать TeX постепенно, без больших временных затрат и ущерба для основной деятельности.