تاريخ الرياضيات

كان الكتبة البابليون منذ أكثر من 3000 عام يمارسون كتابة الأعداد وحساب الفوائد ولاسيما في الأعمال التجارية ببابل. وكانت الأعداد والعمليات الحسابية تدون فوق ألواح الصلصال بقلم من البوص المدبب. ثم توضع في الفرن لتجف. وكانوا يعرفون الجمع والضرب والطرح والقسمة. ولم يكونوا يستخدمون فيها النظام العشري المتبع حاليا مما زادها صعوبة حيث كانوا يتبعون النظام الستيني الذي يتكون من 60 رمزا للدلالة علي الأعداد من 1-60. وطور قدماء المصريين هذا النظام في مسح الأراضي بعد كل فيضان لتقدير الضرائب. كما كانوا يتبعون النظام العشري وهو العد بالآحاد والعشرات والمئات. لكنهم لم يعرفوا الصفر. لهذا كانوا يكتبون 600بوضع 6رموز يعبر كل رمز على 100.

[عدل] الرّياضيّات في علوم المادّة
يبقى علم الفيزياء علماً إستقرائيّاً يعتمد في الأساس على مراقبة الظّواهر الطّبيعيّة و اختبارها، و يستطيع في أقصى حدّه التّعبير عن القوانين بلغة رياضيّة، فتكون الرّياضيّات في مجال علوم المادّة لغة تعبير أكثر منها منهج اكتشاف، و هناك حالات عديدة كانت الرّياضيّات فيها أسلوب اكتشاف و برهنة. فقد اكتشف "ليفيرييه" (أحد العلماء) بالحسابات الرّياضيّة مكان كوكب نبتون و بُعده و كتلته قبل التّحقّق من وجوده الفعلي بالرّصد و كان الفكر الرّياضي عند "نيوتن" و "أينشتاين" سابقاً إلى حدّ كبير على الاختيار، لكن يبقى الاختيار الضّامن الأخير لصحّة الاكتشافات في علوم المادّة. أمّا فرضيّة تحويل الكون برمّته إلى معادلة رياضيّة كبرى فيبقى حلماَ راود أذهان الفلاسفة و العلماء أمثال "ديكارت"، و لكن هذا الهدف الكبير يبقى محرّد فرضيّة دونها صعوبات و تجاذبات علميّة و فلسفيّة. فالعالم لا يستطيع استعمال المنهج الرّياضي الإستنباطي في سائر العلوم إلاّ إذا سلب الواقع كثيراً من مضمونه.

فاللّغة الرّياضيّة توفّر للقوانين العلميّة مزيداً من الدّقّة، و من أبرز الأمثلة على دور الرّياضيّات في علوم المادّة: قياس سرعة الرّياح، و قياس قوّة الزّلازل، و قياس الضّعط الجوّي.

[عدل] الرّياضيّات في علوم الأحياء

يُعتبر جريجور مندل من أهم علماء الأحياء حتى اليومإنّ نجاح المنهج الاختياري في علوم الأحياء هيّأها لاستعمال اللّغة الرّياضبّة الرّائجة جدّاً في مجال العلوم الفيزيوكيميائيّة. و لقد عارض بعض العلماء هذا داعيين إلى الحذر و عدم إقحام الرّياضيّات في علوم الأحياء قبل أن تمرّ هذه الأخيرة بشكل واف ٍ على مشرحة التّحليل. فالعلم الّذي يبلغ مبلغاً كافياً من التّطوّر هو الّذي يمكن أن يطمح إلى هذه الدّرجة العلميّة الرّياضيّة.

و كان علم الوراثة الأوّل من علوم الأحياء الّذي اتّبع علوم المادّة في مسارها الرّياضي، و قد طُبّقت قوانين "مندل" في المجال الحيواني بقصد تأصيل بعض الحيوانات و عزل خصائص معيّنة كاللّون و الشّكل و القدّ. و ركّز العالم "مورغان" اختياراته على ذبابة الدّروزوفيل فتوصّل إلى تحديد الجينات الوراثيّة في كروموزومات نواة الخليّة.

إنّ علماء البيولوجيا يعتبرون الإحصاءات الرّياضيّة بمثابة إستقصاء و شرح متميّز للمعطيات الطّبيّة. فإنّ قياس الثّوابت البيلوجيّة و التّسجيلات البيانيّة تشكّل لغة شائعة جدّاً في علوم الأحياء. فتخطيط الدماغ، و تخطيط القلب، و قياس نسبة الزُّلال، و قياس ثابة السكر في الدم، و إحصاء عدد كريات الدم الحمراء و البيضاء، و قياس النمو و الوزن كلّها ذلائل على دخول الرّياضيّات في علوم الأحياء.

[عدل] الرّياضيّات في العلوم الإنسانيّة
إنّ العلوم الإنسانيّة هي الّتي تضمّ علم الاقتصاد، و الإجتماع، و التاريخ، و النفس، و الأخلاق و ما سواها. فالمجتمعات الصناعية تعتمد على اللّغة الرّياضيّة من أجل تطوير الواقع الّتي تعيش فيه، فاللاقتصاد يقوم على التّخطيط الّذي يُعتبر أسلوب للسيطرة على اقتصاد البلد و محوره الأساسي الرّياضيّات. كذلك علم الإجتماع الّذي يرتكز على الإستبيان و الجداول الإحصائيّة و الخطوط البيانيّة أثناء دراسة لحالة فقر أو نسبة الهجرة السّكّانيّة إلى الخارج أو نسبة البطالة. أمّا بالنّسبة للتّاريخ، فالرّياضيّات تجعل عمليّة التّأريخ أكثر موضوعيّة و دقّة من خلال تحديد الفترة الزّمنيّة لحادثة ما و تدوين نتائجها على مختلف الصّعد. و تُستخدم اللّغة الرّقميّة في العديد من الدّراسات لعلم النّفس خاصّة عندى قياس الفروقات الفرديّة و نسبة الذكاء. غير أنّ الرّياضيّات لا تستطيع الدّخول على علم الأخلاق بسبب الموضوعات الّتي يحويها كالإرادة و الضمير و الحرية و المسؤولية و الحق و الواجب، فهي بالأمور المعنويّة الّتي لا يصحّ معها استعمال القياس أو الكمّ.

[عدل] بعض فروع قسم الرياضيات
[عدل] تقسيم أولى لفروع الرياضيات
تنبيه هام: هذا التقسيم لا ينبع من تقويم علمى سليم و إنما ينبع من تهيؤ الكاتب الغير متخصص لما يمكن أن يكون عليه التقسيم، و لذلك تنبغي مراجعته و تصحيحه من قبل المتخصصين.من الرياضيات البحتة

من فروع المنطق :
المنطق المجرد.
الجبر المنطقي أو الجبر البولياني و ينبع منه
منطق القضايا.
منطق الرتبة الأولى (first order logic) يحتوى هذا الفرع على القواعد و الأصول اللازمة لصياغة نظريات الذكاء الاصطناعي و هو يعتمد بدوره على مبادئ المنطق البولياني و منطق القضايا.
المنطق الوقتي (temporal logic).
المنطق الضبابي.
نظرية الاعتقاد (belief theory).
المنطق القافي (Q logic).
من فروع الرياضيات المتقطعة:
اللغات الشكلية و نظرية الآليات (formal languages & automata theory)
نظرية المخططات (graph theory) و هي دراسة نظم ذات بنية شبكية و تتضمن على دراسة الشبكات و عبور المخططات و الشجر و أطياف المخططات و غير ذلك.
نظرية المجموعات المبسطة.
نظرية الأعداد.
من فروع الجبر:
جبر الأعداد الحقيقية (الجبر و المقابلة للخوارزمي).
الجبر المجرد (يشتمل على القواعد المنطقية لحساب مختلف مجموعات الأعداد مثل حساب الأعداد الحقيقية و المركبة إلخ)
نظرية الزمر.
حساب المجموعات (الفئات).
حساب المتتاليات.
حساب المتجهات.
الجبر الخطي.
حساب المصفوفات.
جبر بول (boolean algebra)
ما وراء الرياضيات (metamathematics): و يشتمل ذلك على سبيل المثال على نظرية جودل و بحوث هيلبرت و برتراند راسل حول تعريف و تبويب بنية الرياضات بأجمعها.
من فروع الهندسة:
الهندسة الإقليدية.
الهندسة الفراغية.
الهندسة الإسقاطية.
حساب المثلثات.
الهندسة التحليلية.
الهندسة الجبرية.
الهندسة التفاضلية.
الهندسة التضاريسية.
الهندسة التضاريسية لمجاميع النقاط (point-set topology).
الهندسة التضاريسية الجبرية (algebraic topology).
نظرية العقد .
من فروع التحليل:
الحساب المتناهي (حساب الـتفاضل و الـتكامل).
المعادلات التفاضلية و المعادلات التكاملية.
تحليل الأعداد الحقيقية.
التحليل العددي .
التحليل التوافقي.
التحليل الدالي.
نظرية الدالات أو تحليل الدالات المركبة (function theory).
التحليل اللا-قياسي (non-standard analysis).
نظرية القياس .
من الرياضيات التطبيقية

نظرية الألعاب و لها تطبيقات في الاقتصاد و علوم الإدارة و التخطيط.
علم الاحتمالات والإحصائيات.
علم النظم(system theory)
نظرية الشواش و النظم اللا- خطية .
نظرية التحكم الآلي.
علوم الحاسبات الآلية:
نظرية الحوسبة.
تحليل الخوارزميات.
الذكاء الاصطناعي.
التعلم الآلى و يشتمل على
نظريات التعلم التواصلى (connectionist) و الشبكات العصبية أو العصبونية.
نظريات التعلم التطورى: البرمجة و الخوارزميات الوراثية و التطورية.
الإثبات الآلى للنظريات.
البحث المتوالى و المتوازي (parallel search) و فوز المباريات (gameplaying).
تصميم الدارات المنطقية (logic design).
علم المعلومات أو العلوم المعلوماتية.
علم إدارة نظم المعلومات.
علوم البرمجيات.
الاستمثال استمثال تعرف فروع هذا القسم بالبرمجة للإشارة إلى أن المراد هي إيجاد أدنى حلول للمعادلات تحت التحليل مثلا تحليل سيمبلكس (simplex analysis).
البرمجة الخطية (linear programming).
البرمجة الكاملة (integer programming).
البرمجة المتحركة (dynamic programming).
بحوث العمليات (operations research).
علوم الطبيعة الرياضياتية : و تشمل على فروع العلوم و النظريات الطبيعية التي تعتمد بالأساس في صياغتها على التحليل و البرهنة الرياضية أكثر من قياس التجارب و الظواهر الطبيعية و منها
نظرية الكم أو النظرية الكمومية أو علم الحركيات الكمية.
الميكانيكا أو الحركيات الإحصائية.
و منها أيضا دراسة حلول الدالات المجهولة في التصميم الهندسى و الصناعى و التي تعتمد على حساب المعادلات التفاضلية التي تصف النظم تحت التصميم.
ميكانيكا هاملتون.
التحليل العددي.
علم الشفرات (cryptography).