رامانوجان عبقري الرياضيات الهندي الذي عرف اللانهاية

رامانوجان عبقري الرياضيات الهندي

هل لك أن تتخيل أن شخصًا ما قادر على حل مسائل النسب المثلثية في عمر الثالثة عشر وحل المتسلسلات اللانهائية في عمر الرابعة عشر ويبتكر طرق جديدة لحل معادلات من الدرجات العليا في عامه السادس عشر كل هذا بدون أن يتلقى أي تعليم خاص في الرياضيات!  ذلك الشخص هو عالم الرياضيات الشهير «رامانوجان-Ramanujan». في خلال فترة حياته القصيرة والتي استمرت فقط ل 32 سنة، أسهم رامانوجان في إثراء علم الرياضيات ولكن كانت لديه أيضًا الكثير من المعوقات في حياته. في هذا المقال سنستعرض أهم محطات رامانوجان عبقري الرياضيات الهندي.

نشأته

ولد رامانوجان في الثاني والعشرين من ديسمبر عام 1887 في مدينة «مادراس- Madras» الهندية والتي كانت تقع تحت الوصاية البريطانية آنذاك وترعرع في اسرة فقيرة حيث كان  والده كاتبًا  وأمه ربة منزل. في السنين الأولى من عمره أظهر رامانوجان عبقرتيه في الرياضيات ولكنه كان يعاني في نفس الوقت من بعض المواد الأخرى ويرسب في بعضها. عندما بلغ سن السادسة عشر تحصل على هدية قيمة غيرت من حياته وهي كتاب رياضيات متخصص يحتوي على العديد من العلاقات الرياضية واسمه  « A Synopsis of Elementary Results in Pure and Applied Mathematics »وأنهمك في دراسة هذا الكتاب حتى أصبح قادرًا على وضع نظرياته الخاصة في الرياضيات.

سفره إلى إنجلترا

عرض رامانوجان بعض من مؤلفاته الرياضية على العديد من علماء الرياضيات الأجانب لكن كلها قوبلت بالرفض لأنه لم يتحصل على شهادة رسمية من جامعة .لكن تبسم له الحظ عندما قرأ عالم الرياضيات الإنجليزي «هارولد هاردي-Harold Hardy» رسالته وقرر فورًا استدعاء رامانوجان للقدوم إلى إنجلترا. قام هاردي وصديقه عالم الرياضيات الشهير  «جون ليتلوود-John Littlewood» بفحص مؤلفات رامانوجان  ودرساها بعناية وبعد أن أكملا دراستها علق ليتيلوود قائلًا:

“أعتقد بأن رامانوجان لا يقل شأنًا عن عالم الرياضيات الألماني جاكوبي”

في إنجلترا التحق رامانوجان في كلية  «ترينيتي-Trinity»التابعة لجامعة كامبريدج واستمر رامانوجان في البحث في الرياضيات والعمل جنبًا إلى جنب مع هاردي وليتيلوود وشكلوا ثلاثيًا رائعًا يجمع بين مدرستين مختلفتين: مدرسة هاردي وليتلوود  التي تعتمد علي  الدقة في التحليل، و عبقرية  رامانوجان.

أهم إسهاماته وإنجازاته:

  • نظرية تجزئة الأعداد: ساهم رامانوجان في نظريات تجزئة الأعداد ويقصد بها حساب عدد الطرق الممكنة لتمثيل عدد صحيح موجب على شكل مجموع أعداد صحيحة موجبة فمثلا الرقم 4 يمكن أن يعبر عنه كالتالي:

(4,3+1,2+2,2+1+1,1+1+1+1) أي أن عدد الطرق الممكنة لتمثيل الرقم 4 هي خمس طرق. قد يبدو لك ذلك سهلًا لكن جرب أن تختار رقمًا كبيرًا وليكن 100 . كم ستستغرق من الوقت لحساب ذلك ؟ يكفيك أن تعلم أن عدد التجزئات للرقم 100 هو أكبر من 199 مليون ! أستطاع رامانوجان أن يكتشف طريقة تقريبية سهلة لحساب ذلك وهي:

علاقة هاردي-رامانوجان التقريبية لتجزئة الأعداد

 

  • المتسلسة اللانهائية لثابت الرياضيات الشهير باي:
المتسلسة اللانهائية للثابت الرياضي باي

 

  • قاده حدسه أيضًا إلى استنباط بعض العلاقات الرياضية غير المعروفة، حيث استطاع ان يعبر عن «دالة جاما-gamma function»بشكل متسلسلة لانهائية تساعد في فهم معادلات القطع الزائد:
إحدى العلاقات الرياضية للعالم رامانوجان

 

وفاته :

كان رامانوجان شديد التدين وتابعًا مخلصًا للديانة البراهيمية حيث كان يعبد أحد الآلهة والتي تدعى  «ناماجيري-Namagiri»  حتى أنه كان ينسب أفكاره العبقرية إلى إلهه حيث يقول :

“المعادلة الرياضية بالنسبة لي ليس لها معنى ، إلا إذا كانت تعبر عن فكر الإله”

وكان من الناباتيين المتشددين الذين لا يأكلون اللحوم ومع قيام الحرب العالمية الأولى ونظرًا لشحة موارد الطعام وعدم تكيّفِه لأجواء إنجلترا الباردة أصيب بالسل وعاد إلى موطنه في الهند عام 1919 ومكث هنالك سنة ثم توفى في شهر أبريل عام  1920.

تكشف رسائله الأخيرة التي كتبها إلى هاردي قبل وفاته أنه لا يزال مستمرًا في إنتاج أفكار ونظريات رياضية جديدة. وفي عام 1976 قام العلماء الرياضيون بدراسة وتنقيح دفتر ملاحظاته المفقود ووجدوا العديد من النظريات والعلاقات الرياضية المدهشة.

وفي عام 2015 تم تخليد ذكراه في فلم سينمائي يتناول سيرته الذاتية وأهم محطات حياته وعنوان هذا الفلم لديه علاقة مباشرة بشغف رامانوجان والتي كرس حياته لدراستها وهي النهايات. يمكنكم متابعة هذا الفلم السينمائي بعنوان: «الرجل الذي عرف اللانهاية-The Man Who Knew Infinity».

المصادر:

biography

newscientist

mathworld

britannica

thoughtco

 

 

 

 

 

ما هي النسبة الذهبية (الإلهية) وما علاقتها بالطبيعة؟!

ما هي النسبة الذهبية (الإلهية) وما علاقتها بالطبيعة؟!

الرياضيات التي نتعلمها لم يتم اختراعها بل تم اكتشافها. يحمل علم الرياضيات بعض الحقائق العالمية والنسبة الذهبية هي واحدة منهم. يبدو أن هذه النسبة هي رقم الطبيعة المثالي، ويمكن تعريفها بأنها معادلة رياضية للتركيب الجمالي.
على مر التاريخ، فكر المفكرون من علماء الرياضيات إلى علماء اللاهوت في العلاقة الغامضة بين الأعداد وطبيعة الواقع.
الرقم الموجود في قلب هذا اللغز هو فاي (1.6180339887 …..) وكانت هذه العلاقة الرياضية الغريبة، تعرف على نطاق واسع باسم النسبة الذهبية.
هي رحلة آسرة من خلال الفن والهندسة المعمارية، وعلم الأحياء، والفيزياء والرياضيات.
حيث يعتقد فيثاغورث أن هذه النسبة كشفت عن يد الله، كما يعتبر يوهانس كبلر إن هذه النسبة هي أعظم كنز للهندسة.
تعد النسبة الذهبية أحد المفاهيم المذهلة في خصائصها ووجودها وقابليتها للتطبيق.
و يمكن ملاحظة تأثيرها على العديد من مجالات الحياة مثل:

الهندسة المعمارية، فهي تعتبر من أساسيات الهندسة المعمارية وكمعماري يجب ان يكون على معرفة جيدة بها ليكن قادر على المناقشة وتقدير الهندسة المعمارية.
فالعديد من الفنانين و المهندسين المعمارين نسقوا أعمالهم وفقا للمستطيل الذهبي، أي تحقق نسبة الضلع الطويل على الضلع القصير 1.618.
كان المصريون القدماء أول من استخدم الرياضيات في الفن، فتصميم أهراماتهم يتوافق مع النسبة الذهبية، فعند أخذ مقطعا عرضيا في الهرم الأكبر فسنحصل على مثلث تكون فيه نسبة الوتر إلى المسافة من مركز الأرض توافق النسبة الذهبية.
كما يعد النحات و المهندس المعماري اليوناني فيدياس رائدا في استخدام النسبة الذهبية في تصميم معبد البارثينون فالعلاقة بين ارتفاعه وقاعدته تحقق النسبة الذهبية.
صمم المهندس المعماري الشهير لو كوربوزييه نظاما نسبيا بالكامل يسمى “الوحدة” بناء على النسبة الذهبية. قام بتعمد دمج بعض المستطيلات الذهبية كأشكال من النوافذ أو جوانب أخرى من المباني التي صممها. ولا يزال المهندسون المعماريون يستخدمونها في أعمالهم، فيوجد الكثير من الأبنية التي تم تصميمها وفقا للنسبة الذهبية و المستطيل الذهبي.

لا يقتصر استخدامها فقط على الهندسة المعمارية ولكن في الفن والموسيقى أيضا. يمكن ملاحظتها في أعمال الفنانين الأسطوريين موزارت وبيتهوفان. أما في الأعمال الفنية فنجدها في أعمال: ليوناردو دافنشي في الموناليزا، سر سلفادور دالي، في العشاء الأخير، والرجل الزجاجي.

كما يبدو أيضا أن لها تأثير على الإنسان، فتبين أن العين البشرية تنجذب إلى حد كبير إلى نتائج النسبة الذهبية، حيث يعتقد أن هذه النسبة يمكن رؤيتها في كل مكان حولنا لأن العين تفحص الصورة بشكل أسرع عندما تكون على شكل المستطيل الذهبي.
يبدو أن النسبة الذهبية، لسبب ما تروق لغرائزنا الطبيعية. و يمكنا ان نأخذ الأشياء الطبيعية كمثال أساسي، فكل الأشياء التي يمكن اعتبارها جميلة نسبتها توافق النسبة الذهبي. كالصنوبر وعباد الشمس، وبتلات الورد، المجرة….
كما يمكن أيضًا ملاحظة النسبة الذهبية في علم التشريح البشري. نسبة المسافة من البطن إلى أقدامنا والمسافة من البطن إلى أعلى الرأس هي 1.618، وكل قسم من إصبع الإنسان، من الطرف إلى قاعدة الرسغ، أكبر من القسم السابق بحوالي نسبة 1.618، وتوجد العديد من الأمثلة في الجسم البشري تطابق نسبها النسبة الذهبية.
كما يعتبر الوجه الذي يتناسب مع نسب الوجه الذهبي، وجها مثاليا.
《1》

تسمى أحيانا النسبة الإلهية بسبب تواترها في العالم الطبيعي. على سبيل المثال، سيكون عدد بتلات الزهور على هيئة أرقام فيبوناتشي. إن بذور عباد الشمس ومخاريط الصنوبر تتحول إلى لفافات متضاربة من أرقام فيبوناتشي حتى جوانب الموزة غير المقشورة عادة ما تكون من أرقام فيبوناتشي.
أرقام فيبوناتشي هي عبارة عن سلسلة لا تنتهي أبدا تبدأ من 0 و 1 وتستمر بإضافة الرقمين السابقين. على سبيل المثال:
0
1
1
2
3
5
تقترب نسب أرقام فيبوناتشي المتسلسلة (2/1 ، 3/2 ، 5/3،….) من النسبة الذهبية. في الواقع، كلما ارتفعت أرقام فيبوناتشي، كلما كانت علاقتهم أقرب إلى 1.618.
حتى نبضات القلب لدينا وسلسلة الحمض النووي والكثير من الأمثلة الأخرى تطابق نسبها النسبة الذهبية.
《2》

المصادر:

《1》: http://Academia.edu

《2》: https://www.nationalgeographic.org/media/golden-ratio/

معاناة جون ناش الفائز بجائزة نوبل مع الفصام وحادث مماته

ولد جون فوربس ناش في 13 يونيو من عام 1928 في بلوفيلد (فيرجينيا الغربية). حصل ناش المعروف بعالم الرياضيات على جائزة نوبل للإقتصاد سنة 1994 بفضل أعماله وجهوده البارزة في علم الرياضيات ونظرية الألعاب.

للإشارة فنظرية الألعاب هي وسيلة تستخدم في التحليل الرياضي كما أنها فرع من الرياضيات التطبيقية حيث توفر الأدوات اللازمة لتحليل المواقف بفضل القرارات المترابطة التي يتخذها الأطراف (اللاعبين).

يقول ناش أن بلوفيلد مدينة صغيرة ولم تكن مركزا للمثقفين ولا التكنولوجيات المتقدمة بل كانت عبارة عن مجتمع لرجال الأعمال والمحامين. لذلك اعتبر الأمر من وجهة نظره الفكرية تحديا حيث يجب على الشخص التعلم من المعرفة الموجودة في العالم بأسره وليس من بيئته.

دراسة جون ناش

درس ناش في جامعة كارنيجي (جامعة كارنيجي ميلون حاليا)، واعتبر نفسه محظوظا لحصوله على منحة دراسية تغطي جميع التكاليف (منحة George Westinghouse). لكن بعد فصل دراسي واحد في الهندسة الكيميائية وجدت المقررات الدراسية جد صارمة خصوصا الرسم الميكانيكي.

وبعد الاستمرار في الكيمياء لفترة، صادف صعوبات أخرى في التحليل الكمي حيث لم يكن الأمر يتعلق بمدى قدرة المرء على التفكير في الحقائق وفهمها أو تعلمها، وإنما بمدى قدرة المرء على التعامل مع الماصّة-pipette والقيام بالتحاليل في المختبر.

في ذلك الوقت، حصل جون على الكثير من التشجيع من كلية الرياضيات للتحول إلى دراسة الرياضيات باعتبارها تخصصه، لذلك تحول ليصبح طالبا رسميا في قسم الرياضيات. وفي النهاية تعلم الكثير وتقدم كثيرا في الرياضيات وتمت مكافأته بدرجة الماجستير (ماستر-Master) في الرياضيات بالإضافة إلى درجة البكالوريوس (الإجازة- Bachelor degree).

تخرج جون ناش ولمعانه

عندما تخرج ناش، عُرضت عليه زمالات للإلتحاق إما بجامعة هارفرد أو جامعة برينستون. ولكن اعتبر زمالة برينستون أكثر كرما إلى حد ما، كما بدت برينستون أكثر اهتماما لجعله يأتي إليها.

قرر جون دراسة “الإقتصاد الدولي” وكنتيجة للتعرض للأفكار والمشاكل الإقتصادية، توصل إلى فكرة البحث الذي نشر في المجلة المرموقة Econometrica بعنوان “مشكلة المساومة-The Bargaining Problem”. كما تم قبول فكرة نظرية الألعاب كأطروحة للحصول على درجة الدكتوراه في الرياضيات. وعندما كان مدربا في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا كتب ورقته البحثية تحت عنوان “Real Algebraic Manifolds” وأرسلها للنشر.

بعد حصوله على شهادة الدكتوراه سنة 1950، عمل في جامعة برينستون وبعدها انتقل إلى معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا واستقال في وقت لاحق ليعود إلى جامعته الأصلية، تحديدا معهد المحاسبة الدولي، كعضو مؤقت بعد حصوله على منحة ألفريد سلون. قدم في تلك الفترة العديد من الأعمال وقام بحل معضلة كلاسيكية تتعلق بالهندسة التفاضلية.

بداية اضطرابات جون ناش العقلية!

نشأت الإضطرابات العقلية في الأشهر الأولى من سنة 1959 حين كانت زوجته أليسيا حاملة. ونتيجة لذلك، استقال جون من منصبه كعضو هيئة التدريس في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا.

عاش جون الكثير من المعاناة بسبب مرض الفصام ما دفعه لقضاء الكثير من الوقت في المستشفيات، لكنه لم يتخلى عن أعماله في علم الرياضيات. وهي القصة التي تم تقديمها في فيلم A beautiful Mind.

يقول جون لموقع نوبل:

“بشكل ما لم أعد مريضا نفسيا في الوقت الحالي ولا أتناول أية أدوية تخص المشاكل العقلية لكن للأسف لدي إبن يعاني من المشاكل النفسية، يتناول الأدوية ويقوم بزيارة أطباء الأمراض العقلية.”

مات جون وزوجته يوم 23 ماي من سنة 2015 في حادث لسيارة الأجرة التي كانت تقلهما من المطار بعد قضاء عطلة في النرويج. تداولت الأخبار أن أن الزوجان لم يرتديا حزام السلامة في المقعد الخلفي للسيارة ما أثار ضجة كبيرة في الولايات المتحدة الأمريكية فيما يخص فرض ارتداء حزام السلامة حتى في المقاعد الخلفية.

كانت أليسيا ناش تخشى كثيرا الرحيل هي وزوجها خصوصا أن ابنهما يعاني ويحتاج الدعم النفسي. وللأسف تحقق أسوء مخاوفها بعد حادث موتهما.

مصادر: 1.هنا 2.هنا 3.هنا 4.هنا 5.هنا 

Exit mobile version