Χαράλαμπος Κ. Φιλιππίδης
Μαθηματικός
Κινητό & Viber: 6976263432
email: 6263432@gmail.com

Γιατί οι αλγόριθμοι ονομάζονται αλγόριθμοι; Μια σύντομη ιστορία που πιθανότατα δεν έχετε ακούσει ποτέ

Δεν υπάρχουν εικόνες για το πώς έμοιαζε ο al-Khwārizmī, αλλά το 1983 η Σοβιετική Ένωση εξέδωσε ένα γραμματόσημο προς τιμήν των 1.200ων γενεθλίων του.

Οι αλγόριθμοι έχουν γίνει αναπόσπαστο μέρος της ζωής μας. Από τις εφαρμογές κοινωνικών μέσων έως το Netflix, οι αλγόριθμοι μαθαίνουν τις προτιμήσεις σας και δίνουν προτεραιότητα στο περιεχόμενο που εμφανίζεται. Οι Χάρτες Google και η τεχνητή νοημοσύνη δεν είναι τίποτα χωρίς αλγόριθμους.

Λοιπόν, όλοι έχουμε ακούσει γι ‘αυτούς, αλλά από πού προέρχεται η λέξη “αλγόριθμος”;

Περισσότερα από 1.000 χρόνια πριν από το διαδίκτυο και τις εφαρμογές smartphone, ο Πέρσης επιστήμονας και πολυμαθής Muhammad ibn Mūsā al-Khwārizmī εφηύρε την έννοια των αλγορίθμων.

Στην πραγματικότητα, η ίδια η λέξη προέρχεται από τη λατινοποιημένη εκδοχή του ονόματός του, «αλγόριθμος». Και, όπως ίσως υποψιάζεστε, σχετίζεται επίσης με την άλγεβρα.

Χάθηκε σε μεγάλο βαθμό στον χρόνο
Ο Al-Khwārizmī έζησε από το 780 έως το 850 CE, κατά τη διάρκεια της Ισλαμικής Χρυσής Εποχής. Θεωρείται ο «πατέρας της άλγεβρας», και για κάποιους, ο «παππούς της επιστήμης των υπολογιστών».

Ωστόσο, λίγες λεπτομέρειες είναι γνωστές για τη ζωή του. Πολλά από τα πρωτότυπα έργα του στα αραβικά έχουν χαθεί στον χρόνο.

Πιστεύεται ότι ο al-Khwārizmī γεννήθηκε στην περιοχή Khwarazm νότια της Θάλασσας Aral στο σημερινό Ουζμπεκιστάν. Έζησε κατά τη διάρκεια του χαλιφάτου των Αββασιδών, που ήταν μια εποχή αξιοσημείωτης επιστημονικής προόδου στην Ισλαμική Αυτοκρατορία.

Ο Al-Khwārizmī συνέβαλε σημαντικά στα μαθηματικά, τη γεωγραφία, την αστρονομία και την τριγωνομετρία. Για να βοηθήσει στην παροχή ενός πιο ακριβούς παγκόσμιου χάρτη, διόρθωσε το κλασικό βιβλίο χαρτογραφίας του Αλεξανδρινού πολυμαθητή Πτολεμαίου, Γεωγραφία.

Παρήγαγε υπολογισμούς για την παρακολούθηση της κίνησης του ήλιου, της σελήνης και των πλανητών. Έγραψε επίσης για τις τριγωνομετρικές συναρτήσεις και δημιούργησε τον πρώτο πίνακα των εφαπτομένων.

Ο Al-Khwārizmī ήταν λόγιος στον Οίκο της Σοφίας (Bayt al-Hikmah) στη Βαγδάτη. Σε αυτό το πνευματικό κέντρο, οι μελετητές μετέφραζαν γνώση από όλο τον κόσμο στα αραβικά, συνθέτοντας τη για να σημειώσουν ουσιαστική πρόοδο σε μια σειρά επιστημονικών κλάδων. Αυτό περιελάμβανε τα μαθηματικά, ένα πεδίο βαθιά συνδεδεμένο με το Ισλάμ.

Ο «πατέρας της άλγεβρας»
Ο Αλ-Χουαριζμί ήταν πολυμαθής και θρησκευόμενος. Τα επιστημονικά του γραπτά ξεκίνησαν με αφιερώσεις στον Αλλάχ και στον Προφήτη Μωάμεθ. Και ένα από τα μεγάλα έργα που ανέλαβαν οι Ισλαμικοί μαθηματικοί στον Οίκο της Σοφίας ήταν να αναπτύξουν την άλγεβρα.

Γύρω στο 830 Κ.Χ., ο Χαλίφης al-Ma’mun ενθάρρυνε τον al-Khwārizmī να γράψει μια πραγματεία για την άλγεβρα, το Al-Jabr (ή The Compendious Book on Calculation by Completion and Balancing). Αυτό έγινε το πιο σημαντικό έργο του.

Μια σελίδα από το The Compendious Book on Calculation by Complete and Balancing. Πίστωση: Παγκόσμια Ψηφιακή Βιβλιοθήκη
Σε αυτό το σημείο, η «άλγεβρα» υπήρχε εδώ και εκατοντάδες χρόνια, αλλά ο al-Khwarizmī ήταν ο πρώτος που έγραψε ένα οριστικό βιβλίο για αυτήν. Το έργο του προοριζόταν να είναι ένα πρακτικό εργαλείο διδασκαλίας. Η λατινική μετάφρασή του ήταν η βάση για τα εγχειρίδια άλγεβρας στα ευρωπαϊκά πανεπιστήμια μέχρι τον 16ο αιώνα.

Στο πρώτο μέρος, εισήγαγε τις έννοιες και τους κανόνες της άλγεβρας, και τις μεθόδους υπολογισμού των όγκων και των εμβαδών των σχημάτων. Στο δεύτερο μέρος παρείχε προβλήματα της πραγματικής ζωής και επεξεργάστηκε λύσεις, όπως υποθέσεις κληρονομιάς, μοίρασμα γης και υπολογισμούς για εμπόριο.

Ο Al-Khwārizmī δεν χρησιμοποίησε τη σύγχρονη μαθηματική σημειογραφία με αριθμούς και σύμβολα. Αντίθετα, έγραψε σε απλή πρόζα και χρησιμοποίησε γεωμετρικά διαγράμματα:

«Τέσσερις ρίζες είναι ίσες με 20, μετά μια ρίζα είναι ίση με πέντε και το τετράγωνο που θα σχηματιστεί από αυτήν είναι 25 ή η μισή ρίζα είναι ίση με 10».

Στη σύγχρονη σημειογραφία θα γράφαμε ως εξής:

4x = 20, x = 5, x2 = 25, x / 2 = 10

Παππούς της πληροφορικής
Τα μαθηματικά γραπτά του Al-Khwārizmī εισήγαγαν τους ινδουο-αραβικούς αριθμούς στους δυτικούς μαθηματικούς. Αυτά είναι τα 10 σύμβολα που χρησιμοποιούμε όλοι σήμερα: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0.

Οι ινδουο-αραβικοί αριθμοί είναι σημαντικοί για την ιστορία των υπολογιστών επειδή χρησιμοποιούν τον αριθμό μηδέν και ένα δεκαδικό σύστημα βάσης 10. Είναι σημαντικό ότι αυτό είναι το αριθμητικό σύστημα που στηρίζει τη σύγχρονη τεχνολογία υπολογιστών.

Η τέχνη του Al-Khwārizmī να υπολογίζει μαθηματικά προβλήματα έθεσε τα θεμέλια για την έννοια των αλγορίθμων. Παρείχε τις πρώτες λεπτομερείς εξηγήσεις για τη χρήση δεκαδικού συμβολισμού για την εκτέλεση των τεσσάρων βασικών πράξεων (πρόσθεση, αφαίρεση, πολλαπλασιασμό, διαίρεση) και τον υπολογισμό των κλασμάτων.

Αυτή ήταν μια πιο αποτελεσματική μέθοδος υπολογισμού από τη χρήση του άβακα. Για να λύσει μια μαθηματική εξίσωση, ο al-Khwārizmī κινήθηκε συστηματικά μέσα από μια ακολουθία βημάτων για να βρει την απάντηση. Αυτή είναι η βασική ιδέα ενός αλγορίθμου.

Ο αλγορισμός, ένας μεσαιωνικός λατινικός όρος που πήρε το όνομά του από τον al-Khwārizmī, αναφέρεται στους κανόνες για την εκτέλεση της αριθμητικής χρησιμοποιώντας το ινδουο-αραβικό σύστημα αριθμών. Μεταφρασμένο στα λατινικά, το βιβλίο του al-Khwārizmī για τους ινδουιστικούς αριθμούς είχε τον τίτλο Algorithmi de Numero Indorum.

Στις αρχές του 20ου αιώνα, η λέξη αλγόριθμος μπήκε στον σημερινό ορισμό και χρήση της: «μια διαδικασία για την επίλυση ενός μαθηματικού προβλήματος σε ένα πεπερασμένο


Comments

Απάντηση

Discover more from Χαράλαμπος Κ. Φιλιππίδης - Μαθηματικός

Subscribe now to keep reading and get access to the full archive.

Continue reading