راز الگوریتم‌ها: ارتباط الگوریتم با پدربزرگ ایرانی علوم رایانه
محمد بن موسی خوارزمی یکی از دانشمندان بزرگ ایرانی بود که در دوران طلایی اسلامی زندگی می‌کرد. او به عنوان “پدر جبر” شناخته می‌شود و به عنوان “پدربزرگ علوم رایانه” شناخته می شود. خوارزمی تأثیر بزرگی بر ریاضیات، جغرافیا، نجوم و مثلثات داشت. او ابتدا مفهوم الگوریتم را معرفی کرد و اولین توضیحات جزئی برای استفاده از نماد اعشاری برای انجام محاسبات ریاضی ارائه کرد. الگوریتم، که اشتقاق اسم آن از نام الخوارزمی است، به قوانین انجام محاسبات با استفاده از سیستم اعداد هندو – عربی اشاره دارد.
خوارزمی همچنین تلاش‌های بزرگی در توسعه جبر داشت. در کتاب “الجبر”، او به زبان ساده‌ای مفاهیم و قواعد جبر را شرح داد. این اثر تاثیر چشمگیری بر ریاضیات و علم محاسبات داشته و تا قرن شانزدهم میلادی به مثال برای کتب جبر در دانشگاه‌های اروپا شمرده می‌شد.
دستاوردهای خوارزمی در زمینه جبر، ریاضیات و علم محاسبات، اساس توسعه ریاضیاتی و فناوری‌های مدرن است که امروزه از آنها استفاده می‌شود. این دانشمند ایرانی تاثیر بسزایی بر پیشرفت علم و فناوری دنیا داشته و شایسته است که مانتوان او را در تاریخ علم و ریاضیات بخاطر بسپاریم.
فرارو نوشت: نوشته‌های خوارزمی درباره ریاضیات اعداد هندو – عربی را به ریاضیدانان غربی معرفی کرد. این‌ها ده نماد ریاضیاتی هستند که امروز همه ما از آن استفاده می‌کنیم: ۰، ۱، ۲، ۳، ۴، ۵، ۶، ۷، ۸، ۹. اعداد هندو – عربی برای تاریخ محاسبات مهم هستند؛ زیرا از عدد صفر و سیستم اعشاری مبتنی‌بر ده استفاده می‌کنند.
الگوریتم‌ها جزء جدانشدنی زندگی ما هستند. از اپلیکیشن‌ها در رسانه‌های اجتماعی گرفته تا نتفلیکس، الگوریتم‌ها ترجیحات شما را می‌آموزند و محتوایی را که به شما نمایش می‌دهند، اولویت‌بندی می‌کنند. درواقع، گوگل‌مپس و هوش مصنوعی بدون وجود الگوریتم چیزی نبودند! بنابراین همه ما درباره آن شنیده‌ایم، اما «الگوریتم» از کجا نشئت گرفته است؟
بیش از هزار سال قبل از اختراع اینترنت و اپلیکیشن گوشی‌های تلفن همراه هوشمند «محمدبن موسی الخوارزمی»، دانشمند ایرانی، مفهوم الگوریتم را ابداع کرد. درواقع، خود آن واژه از نسخه لاتین نام او یعنی «الگوریتم» نشئت گرفته و همان‌طور که شاید حدس زده باشید، با «جبر» نیز در ارتباط است.
خورازمی از سال ۷۸۰ تا ۸۵۰ پس از میلاد مسیح، در دوران طلایی اسلامی می‌زیست. او را «پدر جبر» خوانده‌اند و برای برخی «پدربزرگ علوم رایانه» محسوب می‌شود. با‌این‌وجود، جزئیات کمی از زندگی خوارزمی تاکنون شناخته شده است. بسیاری از آثار اصلی او که به زبان عربی نوشته‌شده، ازبین رفته‌اند. برخی معتقدند خوارزمی در منطقه خوارزم، در جنوب دریای آرال و ازبکستان کنونی متولد شد. او در دوران خلافت عباسی زندگی می‌کرد که دوران پیشرفت علمی چشمگیری در قلمرو اسلامی محسوب می‌شد.
خوارزمی سهم مهمی در ریاضیات، جغرافیا، نجوم و مثلثات داشت. او برای کمک به ارائه یک نقشه جهانی دقیق‌تر، کتاب نقشه‌کشی کلاسیک بطلمیوس اسکندریه را تصحیح کرد. او روشی محاسباتی را برای ردیابی حرکت خورشید، ماه و سیارات ابداع کرد. خوارزمی همچنین درمورد توابع مثلثاتی نوشت و اولین جدول تانژانت زوایا را تهیه کرد.
خوارزمی یکی از دانشمندان بیت‌الحکمه بغداد بود که دانشمندان سراسر جهان در آنجا یافته‌های خود را به زبان عربی ترجمه می‌کردند و با یکدیگر به اشتراک می‌گذاشتند تا در طیف وسیعی از رشته‌ها، پیشرفت معناداری حاصل شود. یکی از آن علوم، ریاضیات بود، رشته‌ای که عمیقا با اسلام مرتبط است.
«پدر جبر»
خوارزمی همزمان مردی دانشمند، مذهبی و البته اهل دین بود. تألیفات علمی او همواره با ذکر نام و یاد خداوند و پیامبر اسلام آغاز شده و آثارش را به ایشان تقدیم کرده است. یکی از پروژه‌های بزرگی که ریاضیدانان اسلامی در بیت‌الحکمه انجام دادند، توسعه جبر بود.
حدود سال ۸۳۰ پس از میلاد مسیح، مأمون، خلیفه عباسی، خوارزمی را تشویق کرد تا رساله‌ای درباره جبر به نام «الجبر» (یا کتاب جامع محاسبه با تکمیل و تعادل) بنویسد که آن کتاب به مهم‌ترین اثر او تبدیل شد.
در آن زمان، صدها سال از وجود جبر می‌گذشت، اما خورازمی اولین فردی بود که کتابی قطعی درباره آن نوشت. قرار بود کار او یک ابزار آموزشی عملی باشد. ترجمه لاتین این اثر تا قرن شانزدهم میلادی مبنای کتب درسی جبر در دانشگاه‌های اروپا محسوب می‌شد.
او در بخش نخست کتابش، به معرفی مفاهیم و قواعد جبر و روش‌های محاسبه حجم و مساحت اشکال پرداخت. در بخش دوم کتاب، او مشکلات واقعی زندگی را مطرح کرد و راه‌حل‌هایی مانند پرونده‌های مرتبط با ارث، تقسیم زمین و محاسبات را برای تجارت ارائه کرد. خوارزمی از نماد‌های ریاضی امروزی با اعداد و نماد‌ها استفاده نمی‌کرد. او درعوض به نثر ساده می‌نوشت و از نمودار‌های هندسی استفاده کرده بود. برای مثال او نوشته بود: «چهار ریشه برابر با بیست، سپس یک ریشه برابر با پنج و مربعی که از آن تشکیل می‌شود، بیست و پنج است». اما امروز آنچه را خوارزمی به نثر نوشته بود، با استفاده از نماد‌های امروزی ریاضیات این‌گونه می‌نویسیم:
۴x=۲۰, x=۵, x2 =۲۵
پدربزرگ علوم رایانه
نوشته‌های خوارزمی درباره ریاضیات، اعداد هندو – عربی را به ریاضیدانان غربی معرفی کرد. این‌ها ده نماد ریاضیاتی هستند که امروز همه ما از آن استفاده می‌کنیم: ۰، ۱، ۲، ۳، ۴، ۵، ۶، ۷، ۸، ۹. اعداد هندو-عربی برای تاریخ محاسبات مهم هستند؛ زیرا از عدد صفر و سیستم اعشاری مبتنی‌بر ده استفاده می‌کنند. نکته مهم این است که این سیستم عددی زیربنای فناوری محاسبات مدرن را تشکیل می‌دهد.
هنر خوارزمی در محاسبه مسائل ریاضی، پایه و اساس مفهوم الگوریتم‌ها را بنا نهاد. او اولین توضیحات مفصل را برای استفاده از نماد اعشاری برای انجام چهار عمل اصلی (جمع، تفریق، ضرب، تقسیم) و محاسبه کسر‌ها ارائه کرد. این روش محاسباتی درمقابل استفاده از چرتکه، کارآمدتر بود.
خوارزمی برای حل یک معادله ریاضی به‌طور سیستماتیک مراحلی را طی کرد تا پاسخ را بیابد. این مفهوم اساسی یک الگوریتم است. الگوریتم یک اصطلاح لاتین قرون وسطایی و برگرفته از نام الخوارزمی است که به قوانین انجام حساب با استفاده از سیستم اعداد هندو – عربی اشاره دارد. کتاب الخوارزمی درمورد اعداد هندو که به لاتین ترجمه شد، Algorithmi de Numero Indorum (جمع و تفریق با عدد‌های هندی) نام داشت.
در اوایل قرن بیستم، کلمه الگوریتم به تعریف و کاربرد فعلی خود رسید: «روشی برای حل یک مسئله ریاضی در تعداد محدودی از مراحل به معنای یک روش گام‌به‌گام برای حل یک مسئله».
«محمدبن موسی خوارزمی» نقشی اساسی در توسعه ریاضیات و علوم رایانه‌ای ایفا کرد که امروز آن را می‌شناسیم، درنتیجه دفعه بعد که از هر ابزار مبتنی‌بر فناوری دیجیتالی استفاده کردید، از فید رسانه‌های اجتماعی گرفته تا حساب‌های بانکی آنلاین و برنامه اسپاتیفای خود، به یاد داشته باشید هیچ‌کدام از این کار‌ها بدون کار پیشگامانه یک دانشمند ایرانی قرون گذشته، امکان‌پذیر نبود.
طناز السادات حسینی فر
