الخوارزميات في التاريخ: حل جميع أنواع الألغاز عبر العصور

اسمه محمد بن موسى الخوارزمي وعاش في بلاد فارس في القرن التاسع. كان رئيس مكتبة بيت الحكمة في بغداد ورائدًا بارزًا في مجالات الرياضيات وعلم الفلك والجغرافيا.

ألف الكتاب المختصر في التدوير بالكمال والموازنة ، أو في كتابه العربي الأصلي كتاب المختار في نصاب الجبر والمقبلة .

إن كلمة “الجبر” – التي تعني “comple t أيون” – أدت إلى ظهور كلمة الجبر ، وأصبح هذا الكتاب ، من خلال ترجمته إلى اللاتينية ، المصدر الرئيسي للرياضيات الدراسة في الجامعات الأوروبية لمئات السنين.

من خلال هذا الكتاب ، قام الخوارزمي بتعليم العالم كيفية حل المعادلات التربيعية عن طريق نقل كمية ناقصة من جانب واحد من المعادلة إلى الجانب الآخر أو بدلاً من ذلك عن طريق طرح نفس الكمية الموجبة من كلا الجانبين.

قدم مساهمات مهمة في علم المثلثات وقام بتجميع الجدول الأول للظل أيضًا ، ولكن ربما كان إرثه الأكثر أهمية هو الخوارزمية. في الواقع ، تأتي كلمة الخوارزمية مباشرة من الخوارزمي ، مشتقة من الترجمة اللاتينية لاسمه ، Algorismus .

تأسيس الرقمنة

على الرغم من أنه ليس مؤثرًا تمامًا مثل كتابه في الجبر ، فإن نص الخوارزمي حول الحساب وصف الخوارزميات على الأرقام العشرية ، وساعد من خلال الترجمة في إنشاء الترتيب الموضعي للأرقام. (في وقته ، كانت الأرقام على هذا النحو تُكتب فقط ككلمات ولم يكن هناك تعليق توضيحي للدلالة على الأرقام).

الخوارزمية هي مجرد إجراء منهجي ينتج عنه حل لمشكلة ما أو يضمن تنفيذ مهمة معينة. يتم تحديد خطوات الوصول إلى النتائج مسبقًا بواسطة الخوارزمية وهي محدودة.

كانت الخوارزميات موجودة بالفعل قبل زمن الخوارزمي بوقت طويل. يُعرف أحد أقدمها باسم The Sieve of Eratosthenes وسمي على اسم Eratosthenes of Cyrene ، عالم الرياضيات اليوناني المولود في 276 قبل الميلاد. أوجدت خوارزميته عملية لإيجاد كل عدد أولي عن طريق استبعاد جميع مضاعفات كل أولية بدءًا من اثنين وثلاثة ثم خمسة وهكذا. قد لا تبدو خوارزمية بارعة بشكل خاص – في الواقع ، يمكن لطلاب الرياضيات الشباب الأكثر ذكاءً أن يعملوا على حل هذه المشكلة بأنفسهم – ولكن الخوارزمية هي ما هي عليه.

خوارزميات بدون الرياضيات (البحتة)

لاكتساب فهم أوسع للخوارزميات ، من المفيد الابتعاد عن مجال الرياضيات في حد ذاته واستكشاف المزيد من الأشياء الملموسة مثل الطهي أو الأثاث أو الهندسة المعمارية.

لأي سبب من الأسباب ، غالبًا ما يُشار إلى فن الطهي على أنه أبسط مجال عندما يتعلق الأمر باكتساب فهم واضح للخوارزميات ، ربما لأن معظمنا على دراية بالوصفات. بالإضافة إلى ذلك ، مع وجود تاريخ يسبق الألفية الثانية قبل الميلاد ، تعد الوصفات جنبًا إلى جنب مع الإرشادات المتعلقة بالزراعة والطقوس من أقدم الأمثلة على الخوارزميات التي أنشأتها البشرية.

يعتبر مصطلح “خوارزمية” أكثر تقنية من مصطلح “وصفة” ولكي تكون خوارزمية حقيقية تتطلب الوصفة بعض التنقيح. إذا كانت الوصفة الخاصة بي تقول “خفق بياض البيض” ولكنها لا تقول “خفق بياض البيض حتى يتشكل القمم الناعمة” فهي ليست وصفة مفيدة ولا مثالًا جيدًا لخوارزمية فعالة. في الأساس ، الوصفة التي لا تستنتج المعرفة السابقة والتي لا لبس فيها هي مثال جيد للخوارزمية.

فكر الآن فيما يحدث عندما أذهب إلى مستودع أثاث كبير وأذهب إلى المنزل بخزانة ملابس مسطحة. لا بد لي من اتباع التعليمات لتجميع خزانة ملابسي. تساعد المخططات والأرقام التي تشير إلى الأجزاء والخطوات في القضاء على الخطأ وعدم الكفاءة. إنها أكثر فائدة ، وخوارزمية أكثر من التعليمات التي تقول “قم بحفر مسمارين في اللوحة الكبيرة”.

بالصدفة ، انظر إلى الطريقة التي تتلاءم بها جميع قطع خزانة الملابس بشكل أنيق مع صندوق من الورق المقوى لسهولة التخزين والنقل. هذا مثال آخر على الخوارزمية في العمل.

العمارة: البحث عن إجابات جديدة من الطبيعة

لا يلزم أن يكتب البشر الخوارزميات على الإطلاق. هم موجودون بالفعل في الطبيعة. وبدلاً من ذلك ، يمكن أن توفر الشفرة الخوارزمية التي تملي الهيكل في النباتات المعلومات للمهندسين المعماريين لإحداث ثورة في تصميم المبنى.

في مقطع فيديو وزعته جامعة ولاية أريزونا للجمهور ، أوضح ديفيد نيوتن من كلية الهندسة المعمارية: “يمكن الاستفادة من التقنيات الرقمية لإنتاج تصميمات معمارية تقترب من كفاءة وجمال الأنظمة الطبيعية. تقدم النباتات مجموعة واسعة من الخصائص المذهلة التي يمكن للهندسة المعمارية المنظمة التعلم منها.

“تتكون النباتات من وحدات بناء معيارية بمقاييس متعددة تمنح النباتات أنواعًا منتظمة ومجموعة كبيرة من التنوعات. تعد هذه القدرة على استخدام مجموعة محدودة من الأجزاء مع القدرة في نفس الوقت على إنشاء مجموعة واسعة من الاختلافات استجابةً للعوامل البيئية مهمة جدًا للبحث والفهم في التصميم المعماري “.

توجد الخوارزميات على مستويات متعددة في هذا الشكل الحديث جدًا للهندسة المعمارية:

· توجد في الشفرة الوراثية للنباتات ، والتي تم تطويرها من خلال التطور

· تم تضمين هذا الرمز “الطبيعي” في رمز إلكتروني يساعد في إنتاج الأشكال المطلوبة

· يتم الوصول إلى حل نهائي من خلال خوارزمية تجمع الأجزاء المكونة معًا

& gt؛ & gt؛ & gt؛ انضم إلى قناة trade365 Telegram

تقليديًا ، كان البناء يتعلق بإنتاج الكثير من الأشياء من نفس الحجم (مثل الطوب والكتل الخرسانية) – وحتى تحقيق ذلك بكفاءة يتطلب خوارزمية معقدة نسبيًا. باستخدام الآلات التي يتم التحكم فيها بواسطة الكمبيوتر ، يمكننا بسهولة إنتاج وإعادة إنتاج مجموعة واسعة من الأشكال ، وتدخل الهندسة المعمارية بُعدًا جديدًا للاستكشاف الممكّن من خلال الخوارزميات.

يمكن أن تساعد الخوارزميات أيضًا الشركات في إيجاد طريقة لإعادة التوازن إلى المعرفة والثروة والقوة – للسماح بمشاركة التكنولوجيا التي كانت في السابق حكراً على قلة مميزة مع قاعدة عملاء محسّنة ومتفاعلة.

منذ أكثر من 1000 عام ، أطلق رجل فارسي ذكي بعض النظريات المثيرة للاهتمام حول الرياضيات ، وأطلق اسمه على الخوارزميات عن غير قصد. لقد قطعنا شوطًا طويلاً منذ ذلك الحين ، وقد قطعت الخوارزميات أيضًا شوطًا طويلاً ، لكن لا يمكننا أبدًا أن ننسى محمد بن موسى الخوارزمي.