الوسم: رياضيات

التصميم الميكانيكي هو عملية تتضمن تصميم آلة جديدة تمامًا أو تحسين وظيفة آلة سابقة. والجزء التصميمي هو أهم وأول جزء في عملية تصنيع وإنتاج أي آلة، ويتم عن طريق تصميم الأجزاء أو القطع أو المنتجات ذات الطبيعة الميكانيكية مثال: تصميم عناصر الآلية المختلفة كالأعمدة أو القوابض أو المسننات.

معايير التصميم الميكانيكي

يوجد العديد من المعايير في عملية التصميم الميكانيكي، إذ يجب صياغة مشكلة التصميم ببيانات واضحة وكاملة للوظائف والمواصفات. ويتم ذلك عن طريق الخطوات التالية:
أولًا: تحديد الوظائف المطلوبة من المنتج والتي يمكن له تنفيذها.
تتمثل مثلًا: وظيفة الشاحن النموذجية في شحن الطاقة للإلكترونيات، وتتمثل وظيفة المكنسة الكهربائية في تنظيف الأرضيات، وهناك العديد من الأمثلة الأخرى.
ثانيًا: تحديد المواصفات والمتطلبات بدقة. حيث يجب تحديد مواصفات المنتج من حيث الحجم أو الوزن أو الدقة أوحجم العمل المطلوب أو السرعة أو سعة الحمولة.
ثالثًا: معايير التقييم، وهي بيانات الخصائص أو النوعية المرغوبة المحددة من قبل العميل، ويتم التعامل معها كأهداف في التصميم. إذ يقلل تعيين معايير التصميم من عيوبه المحتملة.
على الرغم من أن المواصفات والمعايير تختلف من تصميم منتج إلى آخر؛ إلا أن بعض المعايير الشائعة تنطبق على أي أنظمة ميكانيكية. تشمل هذه المعايير قدرة التحميل والتشوه والاستقرار والمتانة [1].

أقسام التصميم الرئيسية

1. قسم تطوير المنتج:
   يركز هذا القسم على شكل المنتج العام ويعمل على إنشاء رسم يدوي لشكل المنتج أو التصميم المطلوب من العميل.وينتهي العمل في هذا القسم بعد إنشاء نموذج أولي مستوفٍ للعناصر الرئيسية.
2. قسم التصميم:
   يعمل هذا القسم على إنشاء نموذج ثلاثي الأبعاد انطلاقًا من الرسم ثنائي الأبعاد الذي تم رسمه مسبقًا.
3. قسم التحليل:
   في هذه المرحلة يتم التحقق من إمكانيات وأساسيات التصميم. فيحول ويعالج ملف التصميم المعطى من خلال تحليل العناصر، والتأكد من صحة التصميم وكيفية عمله كي لا يفشل التصميم عند تنفيذه على أرض الواقع[2].

مهارات يجب أن يكتسبها مهندسي التصميم الميكانيكي

1-الاهتمام بأدوات التصميم بمساعدة الحاسوب والمحاكاة

يجب على المهندس أن يركز على تعلم بعض الأدوات المتعلقة بـ CAD، مثل CATIA V5 و Solidworks و Autocad وما إلى ذلك. يستطيع استثمار الأموال في برامج التعلم ومحاولة الحصول على شهادات لها . يمكنه حتى محاولة القيام بمشاريع صغيرة باستخدام برامج CAD والتحليل. إذا كان بإمكانه تعلم أي أداة تحليل ومحاكاة مثل Ansys و Matlab فستكون مفيدة للغاية.

2-معرفة المواد

يجب أن يدرك المصمم جيدًا خصائص المواد وتطبيقاتها. ويجب أن يعرف أيضًا أن العمليات تكمن في المعالجة الحرارية، وطلاء المسحوق على المادة.

3. الرسم الصناعي ومعاييره

يجب أن يكون مصمم الآلة على دراية جيدة بالتفاوتات الهندسية والملاءمة والحدود. لأن أي تفصيل خاطئ يسبب تغييرًا كبيرًا في دقة عمل الآلية.

4-معرفة الميكاترونكس

غالبًا ما يتعاملالمهندسون الذين يحرصون على التخصص في الميكاترونكس مع هندسة أنظمة التحكم. ولتصميم نظام التحكم، يحتاج المرء إلى أن يكون على دراية جيدة بـ MATLAB / Simulink. لأنه سيساعد أثناء محاكاة حركة الهيكل الخارجي للآلة باستخدام إشارة مرجعية.

5-إتقان الرياضيات

إذا كان المصمم يعمل في مجال CAE، يجب أن يتقن الرياضيات المستخدمة في البرنامج بحيث يكون لديه ميزة إضافية عن مجرد تشغيل البرنامج.

6. الإبداع

تشمل الهندسة الميكانيكية إنشاء وتصميم المنتجات التي تمتد من البطاريات إلى المولدات الكهربائية إلى الأدوات الطبية. ويتضمن اختراع المنتجات قدرًا كبيرًا من الخيال والإبداع.

7-التحسين

يجب أن يتعلم المصمم كيفية التحسين، فقد يحتاج إلى تقليل الوقت والمال وكذلك تقليل الهدر.

8-الجمالية وبيئة العمل

يجب أن يؤخذ في عين الاعتبار ما إذا كانت أولوية التصميم أن يبدو جماليًا ، أي أن المنتج يجب أن يكون قابلاً للتسويق .[3]

مميزات التصميم الميكانيكي

• من الممكن تحليل التصميم بكل سهولة وإجراء أي تغييرات في وقت قصير وبدون خسارة مادية.
• يمكن للعديد من الأشخاص العمل معًا على فكرة واحدة.
• التصميم الميكانيكي يوضح بشكل كامل حركة الآلية ويساعد المصممين على تصحيح أي خطأ.
• يمكن للعملاء أو المعنيين فحص التصميم المطلوب قبل تنفيذه.

مجالات التصميم الميكانيكي

1. ميكانيك الموائع الطبية والهندسية.
2. أنظمة المركبات الأرضية.
3. نقل الحرارة والديناميكا الحرارية.
4. أنظمة الطاقة.
5. أنظمة النقل.
6. التحكم ومراقبة الجودة.

يعتبر التصميم الميكانيكي مجالًا مطلوبًا في عدد كبير من الصناعات مثل صناعة السيارات، وهو مطلوب أيضا في المعامل ومجال الفضاء فكل هذه الأماكن تحتاج لمهندس ميكانيكي يقوم بتصميم المكونات والأنظمة فيها.
مثلاً: تحتوي الطائرة أو السيارة أو القمر الصناعي على آلاف المكونات التي تشكل الأنظمة الفرعية وفي النهاية تشكل النظام الكامل. [4]

المصادر :

1. Sciencedirect.com
2. Learnmech.com
3. Learnmech.com
4. Mtech.edu

المفارقة الرياضية هي عبارة أو مجموعة من العبارات تبدو متناقضة مع نفسها ولكن في نفس الوقت تبدو منطقية تمامًا! إذ أنه يوجد العديد من البراهين التي تستخدم كدليل على التناقض. في هذا المقال سنتعرف على مفارقة شغلت الكثير من العقول وأصبحت معروفة لأول مرة في أوائل الأربعينيات، ومازلت تشغل بال الفلاسفة وعلماء الرياضيات وهي مفارقة الشنق غير المتوقع لذا دعونا نبدأ بقصة قصيرة ومثيرة.

قصة القاضي والسجين

يخبر القاضي يوم السبت سجينًا متهمًا بقضية قتل قطة، أنه سيُشنق ظهرًا في أحد أيام الأسبوع التالي، وأن الإعدام سيكون مفاجأة للسجين. يبدأ السجين في التفكير في عقوبته، ويتوصل إلى أنه سينجو من الشنق! لكن كيف استنتج ذلك؟

كيف فكر السجين؟

يبدأ باستنتاج الشنق المفاجئ أنه لا يمكن أن يكون يوم الجمعة، حيث إذا لم يتم إعدامه يوم الخميس، فلن يكون هناك خيار سوى أن يُعدم يوم الجمعة، لأنه اليوم الأخير في الأسبوع. لذا إذ نُفذ الحكم يوم الجمعة؛ فلن يُفاجأ، لذلك يستبعد السجين أن يُعدم يوم الجمعة. لكن هذا يعني أن الإعدام يجب أن يتم يوم الخميس أو الأربعاء أو الثلاثاء أو الإثنين. بالاستنتاج الأخير المتعلق بيوم الجمعة، وبتلك الحجة يستبعد الخميس أيضًا كأحد الأيام المُحتملة للإعدام. بمجرد استبعاده الخميس، يسمح ذلك باستبعاد الأربعاء، وبمجرد استبعاد الأربعاء يستمر بنفس الحجة ويستبعد باقي أيام الأسبوع وبذلك يستنتج أنه لن يُعدم.

نهاية تخالف منطق السجين!

في الأسبوع التالي، يُطرق باب زنزانة السجين ويتم أخذه بظهر يوم الأربعاء، ويُعدم! كل ما قاله القاضي تحقق.

ذلك التناقض معروف بأسماء عدة منها مفارقة الشنق غير المتوقعة أو مفارقة الاختبار المفاجئ أو التنبؤ. هنالك العديد من الأوراق البحثية حول تلك المفارقة، إلا أنه لا يوجد إجماع للآن على حل صحيح.

لكن أحد الحلول الممكنة يتعلق بغموض مصطلح «مفاجأة» لا يوجد تعريف رياضي لـ «المفاجأة».

مثال أخر

تؤدي المفارقات المنطقية المثيرة للدهشة عادة إلى مناقشات بحثية حول أسس الرياضيات. مثال بسيط مشابه لمثال السجين: في القرن السادس قبل الميلاد، زعم الكريتي «إبيمينيدس_Epimenides» أن جميع الكريتيين كاذبون، وذلك يعني أن جميع البيانات التي نقلها وتحدث فيها الكريتيون خاطئة. يتضح هنا أيضًا أنه بما أن إبيمينيدس كان كريتيًا؛ فإن ما قاله خاطئ. وبذلك فإن قوله الأول متناقض مع الذات.

نهجان لتوضيح مفارقة الشنق غير المتوقع!

‏لكن دعونا نعرض نهجان منتشران لتوضيح تلك المفارقة وهما نهج المدرسة المنطقية والمدرسة المعرفية.

المدرسة المنطقية

تحاول المدرسة المنطقية توضيح أن المنطق الذي يفكر به السجين خاطئ، ويتضح أن الخلل في منطق السجين وتيقنه بأن الشنق لن يحدث. إذ أن القاضي حكم بأنه يتم شنق السجين الأسبوع المقبل ولن يتم معرفة وقت الشنق، فتسمح تلك الصيغة للسجين بالاستنتاج أن الإعدام لن يتم يوم الجمعة، ولتتأكد حجة السجين واستمراره في استبعاد بقية أيام الأسبوع… يتعين على القاضي إضافة طابع رسمي كقوله “سيتم شنق السجين الأسبوع المقبل ولن يكون تاريخه قابلًا للاستنتاج مسبقًا بإعلان القاضي”. لذلك إعلان القاضي مرجعي ذاتي ويكشف الخلل في المفارقة.

المدرسة المعرفية

على نحو أخر، تتخذ المدرسة المعرفية نهجًا متركزًا على أسئلة حول ماهية معرفة شيء ما، أي أن ما تبينه هو أن هنالك فرق بين تأكيد القاضي على صحة شيء ما ومعرفة السجين أنه صحيح.

الجدال القائم

يجادل نوعان من البشر لهم آراء مختلف:

الأول:

أن هناك اختلافات بين تخيل المستقبل وتجربته أي فرق بين عمليات التفكير التي استنتج بها السجين والحكم الذي اصدره القاضي.

الثاني:

أن المفارقة هي نسخة من «مفارقة مور_Moore’s paradox» والتي يمكننا التعبير عنها من خلال تقليل عدد الأيام المحتملة إلى يوم واحد فقط.

أين يكمن التناقض؟

ما زال الحل غير موجود ولكن هل التناقض حقًا يكمن في أقوال القاضي أم أن منطق السجين به خلل ؟

المصادر
brilliant
britannice
oxfordreference
jstor
medium

عندما كنا أطفالًا، بدت العطلة الصيفية كأنها تستمر إلى الأبد، وبدا انتظار الأعياد أبديًا. فلماذا عندما نتقدم في السن يبدو مرور الوقت أسرع بكثير؟ فتسير الأسابيع والأشهر والفصول بأكملها بسرعة مذهلة. إن تسارع الزمن المُدرك على ما يبدو ليس نتيجةً لامتلاء حياتنا كبالغين بمسؤوليات ومخاوف الكبار. في الواقع، الأمر يسير في الاتجاه الآخر. فالأبحاث تظهر أن الوقت المُدْرَك يمر بسرعة أكبر بالنسبة لكبار السن مما يجعلنا نشعر بالانشغال والاندفاع (وليس العكس).

هناك العديد من النظريات التي تحاول تفسير سبب تسارع إدراكنا للوقت مع تقدمنا ​​في السن. تتمثل إحدى الأفكار في تغيير تدريجي لساعاتنا البيولوجية الداخلية. يتوافق تباطؤ عملية التمثيل الغذائي مع تقدمنا ​​في السن مع تباطؤ ضربات القلب وتنفسنا. تجري الفعاليات البيولوجية للأطفال بسرعةٍ أكبر، مما يعني أنهم يمتلكون المزيد من العلامات البيولوجية (دقات القلب، والتنفس) في فترة زمنية محددة، مما يجعلهم يشعرون وكأن المزيد من الوقت قد مر.

تقترح نظرية أخرى أن مرور الوقت الذي ندركه مرتبطٌ بكمية المعلومات الإدراكية الجديدة التي نستقبلها. إذ مع وجود الكثير من المحفزات الجديدة، تستغرق أدمغتنا وقتًا أطول لمعالجة المعلومات بحيث تبدو الفترة الزمنية أطول. هذا من شأنه أن يساعد في تفسير «إدراك الحركة البطيئة-slow motion perception» (وهو حين يُنظر إلى الأشياء على أنها تتحرك ببطء شديد على عكس العادة). نشعر بإدراك الحركة البطيئة غالبًا في اللحظات التي تسبق وقوع الحادث. فالظروف غير المألوفة تعني أن هناك الكثير من المعلومات الجديدة التي يجب استقبالها ومعالجتها. في الواقع، قد نشعر به عندما نواجه مواقف جديدة فتسجل أدمغتنا ذكريات شديدة التفصيل، بحيث أن تذكرنا للحدث يبدو أبطأ من الحدث نفسه. لقد ثبت تجريبيًا أن هذا هو الحال للأشخاص الذين يمارسون «السقوط الحر-free fall».

ولكن كيف يفسر هذا تسارع الزمن المُدرك المستمر مع تقدمنا ​​في العمر؟ تقول النظرية أنه كلما تقدمنا ​​في السن، أصبحنا أكثر درايةً بمحيطنا. لا نلاحظ التفاصيل الدقيقة لمحيطنا (كمنازلنا وأماكن عملنا). لكن بالنسبة للأطفال، غالبًا ما يكون العالم مكانًا غير مألوف ومليء بالتجارب الجديدة للتعامل معها. هذا يعني أنه يجب على الأطفال تكريس قدرٍ أكبر من القوة الذهنية لتكوين أفكارهم العقلية للعالم الخارجي. تقترح النظرية أن هذا يجعل الوقت يبدو وكأنه يمر بشكلٍ أبطأ للأطفال مقارنةً بالبالغين العالقين في روتينهم اليومي. لذلك كلما أصبحنا أكثر دراية بتجارب الحياة اليومية، كلما زاد تسارع الزمن، وعموماً، تزداد هذه الدراية مع تقدم العمر. تم اقتراح الآلية الكيميائية الحيوية وراء هذه النظرية على أنها إطلاق الناقل العصبي «الدوبامين-Dopamine» عند إدراك الأمور الجديدة مما يساعدنا على تعلم قياس الوقت. بعد سن العشرين وحتى الشيخوخة، تنخفض مستويات الدوبامين مما يجعل الوقت يبدو أسرع. ولكن لا يبدو أن أيًا من هذه النظريات توضح بدقة المعدل الحسابي لعملية تسارع الزمن المُدْرَك.

يشير النقصان الواضح لطول فترة محددة مع تقدمنا ​​في العمر إلى “مقياس لوغاريتمي” للوقت. تستخدم المقاييس اللوغاريتمية بدلاً من المقاييس الخطية التقليدية عند قياس الزلازل أو الصوت. نظرًا لأن الكميات المُقاسة يمكن أن تظهر فروقات ضخمة فيما بينها، فإننا بحاجة إلى مقياس أوسع نطاقاً لفهم ما يحدث. وهذا ينطبق على موضوع تسارع الزمن. على مقياس ريختر اللوغاريتمي (للزلازل) لا تتوافق الزيادة بمقدار 10 إلى 11 مع زيادة في حركة الأرض بنسبة 10% كما هو الحال في المقياس الخطي. فكل إضافة واحدة إلى مقياس ريختر تقابل زيادة في الحركة بمقدار عشرة أضعاف.

أوقات الطفولة

ولكن لماذا يجب أن يتبع إدراكنا لعملية تسارع الزمن مقياسًا لوغاريتميًا؟ الفكرة هي أننا ندرك الفترة الزمنية على أنها نسبة الوقت الذي عشناه حتى تلك اللحظة. بالنسبة لطفلة تبلغ من العمر عامين، تعتبر السنة الواحدة نصف عمرها، ولهذا السبب تبدو فترة الانتظار بين أعياد الميلاد طويلةً جدًا عندما تكون صغيرًا. بينما بالنسبة لشخص يبلغ من العمر عشر سنوات، يمثل العام الواحد 10% فقط من حياته (مما يجعل الانتظار أكثر سهولة)، وبالنسبة لشخص يبلغ من العمر 20 عامًا يمثل العام الواحد 5% فقط من حياته. على المقياس اللوغاريتمي، لكي يمر شابٌ يبلغ من العمر 20 عامًا نفس الزيادة النسبية في العمر (بين أعياد الميلاد) التي يمر بها طفل يبلغ من العمر عامين، يجب عليه الانتظار حتى بلوغ سن الثلاثين. وفقًا لوجهة النظر هذه، ليس من المستغرب تسارع الزمن الذي نشعر به مع تقدمنا ​​في السن.

عادةً ما نفكر في حياتنا من منظور العقود – العشرينات والثلاثينيات وما إلى ذلك – مما يشير إلى وزنٍ متساوٍ لكل فترة. ومع ذلك، حسب المقياس اللوغاريتمي فإننا ننظر لفتراتٍ زمنية على أنها مختلفة رغم امتلاكها نفس الطول. يُنْظَرُ إلى الفروق التالية في العمر على النحو نفسه بموجب هذه النظرية: من 5 إلى 10، ومن 10 إلى 20، ومن 20 إلى 40، ومن 40 إلى 80. إذًا فترة الخمس سنوات التي مررت بها بين سن الخامسة والعاشرة قد تشعرك بنفس طول الفترة بين سن 40 و 80. لذا أشغل نفسك. فالوقت يمر بسرعة، سواءٌ كنت مستمتعًا به أم لا. وهو يمر بشكل أسرع وأسرع كل يوم.

شاهد الفديو التالي حيث يشرح استخدام المقياس اللوغاريتمي لتسارع الزمن:

المصادر: Science Focus, The Conversation, Scientific American
إقرأ أيضًا: لماذا نشعر بالتعب أكثر خلال فصل الشتاء؟

أشهر خمس خرافات حول مادة الرياضيات

مادة الرياضيات مثل باقي المواد الدراسية الأخرى، تحتاج إلى جهد ووقت لتعلمها، صحيح أن هناك أشخاص يجدون الرياضيات صعبة الفهم مقارنة بغيرهم، لكن هؤلاء يحتاج فقط إلى جهد ومثابرة أكثر؛ لاستيعاب الرياضيات، وليس الاعتقاد بأن الرياضيات شيء مستحيل الفهم والاستيعاب لديهم، أو الإيمان بخرافات تؤثرسلباً في المتعلم، ترى ما هي أشهر الخرافات حول مادة الرياضيات؟

1ـ جين الرياضيات

فكرة وجود جين وراثي يميز الطالب المتفوق في مادة الرياضيات عن أقرانه، فكرة لا تدعمها الأبحاث العلمية بصورة دامغة، وإن كان البعض يرى بوجود أثر للوراثة في النبوغ في مادة الرياضيات لكنه يقر بأن هذا الأثر الوراثي ضعيف، صحيح بأننا نجد أطفال في المراحل الدراسية الأولى  ظهرت لديهم قدرات وفهم للرياضيات بسرعة عن أقرانهم، ولكن يعزى هذا إلى الخبرات والتجارب التي تعرض لها الطفل خارج المدرسة، فالطفل الذي حصل على هذه التجارب والخبرات من خلال الألعاب واحتكاكه المباشر مع البالغين حول الرياضيات، من المؤكد أنه سيفهم الرياضيات بسرعة أكبر مقارنة بأقرانه.

خرافة جين الرياضيات، خرافة ذات تأثير سلبي على أطفالنا، تدفعه إلى الاستسلام، وأنه لا يستطيع فهم الرياضيات؛ لأن عقله جينياً غير مهيأ لهذا، والمفترض أن نحث أبناءنا على الدراسة وبذل الجهد بغية التفوق.

2ـ الأولاد أفضل من البنات في الرياضيات من الناحية الجينية

صحيح أن هناك نسبة كبيرة من البنات غير محبة لمادة الرياضيات، ولكن هذا الأمر ليس بسبب الجينات، بل لأسباب أخرى ، لعل أهمها

أ ـ طريقة تدريس مادة الرياضيات التقليدية، فالفتيات في بداية المراحل الدراسية تميل عادة إلى معرفة السبب، بدلاً من حفظ الحقائق، وهذا الميل يصطدم مع طريقة التدريس التقليدية.
ب ـ تتأثر الفتيات بنظرة المجمتع السلبية نحو الرياضيات بصورة أكبر، فتستسلم لتلك التلميحات الخفية التي تخرج من نساء تعتبرهن قدوة لهن، مثل الأم أو المعلمة.

عدم حب المعلمات لمادة الرياضيات، وخاصة في المرحلة الابتدائية يسبب في نقل رسائل خفية إلى الطالبات تؤثر سلباً على رغبتهم في حب تعلم مادة الرياضيات.

3ـ الرياضيون يحلون المسائل بسرعة وبدون خطأ

عندما تحل مسائل جديدة في الرياضيات، فأنت بحاجة إلى وقت، كما أنك معرض لأن تقع في الخطأ، هذأ أمر طبيعي وبديهي، وهذا ما يفعله الشخص المحب للرياضيات، لكن ما يميزه هو قدرته على تحليل المسائل الرياضية، واستعداده لتجربة أفكار جديدة، وقدرته على المثابرة وعدم الاستسلام للإخفاقات التي ستحدث في طريقه للنجاح.

4ـ السرعة هي مقياس القدرة في الرياضيات

تستخدم الاختبارات المحددة بوقت معين كمحاولة لتحفيز الطلاب على التعلم، ولكن هذا النوع من الاختبارات يصيب الطالب بالقلق والتوتر الذي قد يلازمه بقية حياته، ولكن من الأفضل أن تتيح للطالب فرصة للتفكير وتحليل المشكلة الرياضية، فعندما يندفع الطالب في الصف الدراسي للإجابة عن سؤال في الرياضيات، لا يحبذ للمعلم أن يخبره هل حله صواب أم خطأ مباشرة، بل يناقشه كيف توصل للإجابة أولاً.

5ـ الذاكرة القوية مفتاح تفوقك في مادة الرياضيات

صحيح توجد بعض الحقائق الحسابية التي يحبذ حفظها في مادة الرياضيات، لكن الذاكرة القوية وحدها لا تضمن لك التفوق في مادة الرياضيات، بل أن هناك علماء رياضيات اعترفوا بأنهم واجهوا صعوبات في حفظ حقائق الرياضيات.

الاعتماد على الحفظ دون الفهم، يضعف القدرة على التحليل وحل المشكلات، وقد يكون هذا السبب الرئيس في فشل الطالب في حل المسائل الرياضية الحياتية.

لعل الإجابة عن سؤال ما هي أشهر الخرافات حول مادة الرياضيات؟ يحتاج إلى استفاضة أكثر، لكن هذه أكثر الخرافات، وأتوقع لو نجح المجتمع في القضاء عليها، سيحدث تغيراً كبيراً في نظرته نحو الرياضيات.

المصادر

1ـ Mathplusacademy
2ـ Quickanddirtytips
3ـ Forbes

الرياضيات علم بالمعنى الواسع للمعرفة المنهجية الوضعية، لكن القطاع الأكبر من الناس تستخدم مصطلح العلم-science لوصف العلوم الطبيعية فقط، الرياضيات تستخدمها العلوم الطبيعية كلغة لوصف وتحليل الكون بإيجاز ودقة، هل تعتبر الرياضيات علماً؟ ، جوهر الإجابة على هذا السؤال في فهم المنهج العلمي والمنهج الرياضي ومعرفة الفرق بينهما.

المنهج العلمي
يستخدم العلم منهجاً يتكون من صياغة الفروض ثم اختبارها ثم بناء على نتائج الاختبار يتحدد موقفنا من الفرضية، فالنظرية العلمية تعبر عن أفضل التقديرات المقبولة وفق الأدلة التجريبية المتاحة في وقت صياغتها، ومن الممكن تعديلها في حالة ظهور دليل جديد، على سبيل المثال نظرية التطور هي نظرية تحظى باحترام كبير في الأوساط العلمية، ولكن لا يمنع هذا من إحداث تغييرات فيها إذا ظهرت أدلة جديدة.

المنهج الرياضي
الرياضيات تعتمد على البرهان وليس الدليل التجريبي، والنظرية الرياضية تكون صحيحة دائماً وفق شروطها، ولإثبات صحتها تحتاج سلسلة من البراهين المنطقية تبدأ من الشروط لتصل إلى الاستنتاج المطلوب، على سبيل المثال مبرهنة أن كل عدد زوجي أكبر من أربعة هو مجموع عددين فرديين، هناك العديد من الأدلة التجريبية لا حصر لها تثبت صحة هذه المبرهنة 17+3=20، 333+7=340، 15+15=30، 101+3=104 …..…..إلخ، لكن لا يمكننا الجزم بصحة هذه المبرهنة بدون وجود برهان رياضي، وحتى يأتي هذا الإثبات من المقبول رياضياً أن نتصور وجود عدد زوجي أكبر من أربعة لا يتكون من مجموع عددين فرديين.

جدير بالذكر أنه في عصرنا الحديث ومع تعقيداته على المرء أن يضبط استعماله للمعادلات الرياضية بالمعرفة التجريبية والاختبار في بعض نواحي المعرفة، مثال ذلك التنبؤات الاقتصادية بعيدة المدى.

لماذا لا توجد جائزة نوبل للرياضيات؟
قد يتبادر للذهن عندما نعلم أنه لا توجد جائزة نوبل للرياضيات، بأن الرياضيات تعامل معاملة من الدرجة الثانية، وأن قيمتها مبالغ فيها بعض الشئ، قد يكون هذا الأمر قد تسرب لألفريد نوبل وشعر بأن الرياضيات ليس لها تأثير كبير في عصره الذي عاش فيه، وأن الكيمياء والفيزياء والطب والأدب لها تاثير أكبر على العالم ، لكن علينا ألا نهمل سبب رئيس آخر هو وجود جائرة ذات قيمة معتبرة للرياضيات يمنحها ملك السويد أوسكار الثاني، ولم يرد ألفريد نوبل وقتها أن يكون منافس للملك في ذلك، فمالسألة هنا مرتبطة بتصور شخصي لألفريد نوبل وفق ظروف عصره، كما أن الجائزة من ماله الخاص يعطيها لمن يشاء، ولا يعتبر هذا حكماً على شئ بالدونية إذا لم يكن يشعر بالحاجة لإعطاء الجائزة لمجالات أخرى مثل الرياضيات.

المصادر

1ـEuclid

2ـ Cisthetaglobal

3 ـ Phys