‌حسین زارع

دانش‌آموخته‌ی دکتری ریاضی کاربردی دانشگاه تربیت مدرس

‌حسین زارع

دانش‌آموخته‌ی دکتری ریاضی کاربردی دانشگاه تربیت مدرس

آخرین نظرات
  • ۶ آذر ۹۹، ۱۳:۰۰ - امیر حاتمی
    ممنون.

یکی از افرادی که در زمینه‌ی حل مسئله و چگونگی آموزش آن تحقیقات فراوانی انجام داد، جورج پولیا ریاضیدان معروف مجارستانی است. وی علاوه بر اینکه یک آنالیزدان بزرگ است، یکی از صاحب‌نظران در حوزه‌ی آموزش ریاضی به شمار می‌رود. از دیدگاه پولیا حل هر مسئله دارای چهار مرحله‌ی اساسی است:

1. فهمیدن و درک مسئله
2. تهیه یک طرح برای حل مسئله
3. اجرای طرح
4. بازنگری

پولیا در زمینه‌های مختلفی از ریاضیات مانند سریها، نظریه اعداد، آنالیز ریاضی، هندسه، جبر، ترکیبیات و احتمال فعالیت می‌کرد. او چند کتاب معروف دارد. ابتدا با گابور زگو یک کتاب در باب قضایا و مسائل آنالیز ریاضی نوشت. این کتاب، یک کتاب با مسائل دشوار و تحلیلهای دقیق در آنالیز ریاضی است. پس از آن، پولیا تلاش زیادی به منظور شناسایی روشهای سیستماتیک حل مسئله برای کشف و ابداع بیشتر در ریاضیات انجام داد و نتیجه‌ی این تلاش‌ها به تألیف کتاب‌های زیر منجر شد:

1.چگونه مسئله را حل کنیم؟
2. خلاقیت ریاضی
3. ریاضیات و استدلال منطقی

کتاب چگونه مسئله حل کنیم او تاکنون به چندین زبان ترجمه شده و بیش از یک میلیون نسخه فروخته است. در ایران، این کتاب توسط احمد آرام و کتاب خلاقیت ریاضی او توسط پرویز شهریاری ترجمه شده‌اند.

به افتخار جورج پولیا سه جایزه به نام او وجود دارد؛
1. جایزه‌ی انجمن ریاضیات کاربردی و صنعتی (SIAM) به کارهای قابل توجه در زمینه ترکیبیات یا یک زمینه‌ی مورد علاقه‌ی دیگر جورج پولیا. این جایزه در سال 1969 در نظر گرفته شد.
2. جایزه‌ی انجمن ریاضی آمریکا برای مقالات برگزیده در آموزش ریاضی که این جایزه در سال 1976 وضع شد.
3. جایزه‌ی انجمن ریاضی لندن برای خلاقیتهای قابل توجه در ریاضی یا سهم بسزا داشتن در پیشرفت ریاضیات انگلستان. این جایزه در سال 1987 وضع شد.

فرانک هرری (Frank Harary) ریاضیدان آمریکایی که از او به عنوان یکی از پدران نظریه گراف مدرن یاد می‌شود درباره پولیا چنین می‌گوید:

«بدون تردید، جورج پولیا قهرمان شخصی من به عنوان یک ریاضیدان است. او نه تنها یک نجیب‌زاده‌ی برجسته است، بلکه خود یک مرد مهربان و نجیب است؛ شور و شوق غم‌انگیزش، چشمک زدن چشمهایش، کنجکاوی فوق‌العاده‌اش، سخاوت او، پیاده‌روی پر انرژی او، دوستی واقعا گرم او، استقبال از بازدیدکنندگان خانه‌اش و نشان دادن تصاویرش از ریاضیدانان بزرگ، اینها همه اجزای شخصیت شاد اوست. به عنوان یک ریاضیدان، عمق، سرعت، درخشش، تطبیق‌پذیری، قدرت و جهانی بودن او همه الهام‌بخش هستند. آیا راهی هم برای آموزش و یادگیری این صفات وجود دارد؟»

پولیا در سپتامبر 1985 در سن 97 سالگی در شهر پالو آلتوی کالیفرنیا درگذشت.


George Pólya

۱ نظر موافقين ۰ مخالفين ۰ ۰۳ مهر ۹۶ ، ۱۵:۵۷
حسین زارع
به صحرا سرود این چنین خارکن که از کندن خار، کس خوار نیست
جوانی و تدبیر و نیروت هست بدست تو، این کارها کار نیست
 به بیداری و هوشیاری گرای  چو دیدی که بخت تو بیدار نیست
 چو بفروختی، از که خواهی خرید؟!  متاع جوانی به بازار نیست!
 جوانی، گه کار و شایستگی است  گه خودپسندی و پندار نیست
نبایست بر خیره از پا فتاد  چو جان خسته و جسم بیمار نیست
 همین بس که از پا نیفتاده‌ای  بس افتادگان را پرستار نیست
 مپیچ از ره راست، بر راه کج  چو در هست، حاجت به دیوار نیست
 ز بازوی خود، خواه برگ و نوا  تو را برگ و توشی در انبار نیست
همی دانه و خوشه خروار شد  ز آغاز، هر خوشه خروار نیست
 قوی پنجه‌ای، تیشه محکم بزن  هنرمند مردم، سبکسار نیست
 زر وقت، باید به کار آزمود  کزین بهترش، هیچ معیار نیست
 غنیمت شمر، جز حقیقت مجوی  که باری است فرصت، دگر بار نیست!
 همی ناله کردی، ولی بی ثمر  کس این ناله‌ها را خریدار نیست!
 چو شب، هستی و صبحدم نیستی است شکایت ز هستی، سزاوار نیست
 کنند از تو در کار دل، باز پرس  درین خانه، کس جز تو معمار نیست
 نشد جامه‌ی عُجب، جان را قبا  درین جامه، پود ار بود، تار نیست
 درین دکه، سود و زیان با همند  کس از هر زیانی، زیانکار نیست
 گهی کم بدست اوفتد، گه فزون  بساز، ار درم هست و دینار نیست
 مگوی از گرفتاری خویشتن  ببین کیست آن کو گرفتار نیست
 به چشم بصیرت به خود در نگر  تو را تا در آئینه، زنگار نیست
 همه کار ایام، درس است و پند  دریغا که شاگرد هشیار نیست
 تو را بار تقدیر باید کشید  کسی را رهایی از این بار نیست
 به دشواری ار دل شکیبا کنی  ببینی که سهل است و دشوار نیست
 از امروز اندوه فردا مخور  نهان است فردا، پدیدار نیست
 گر آلود انگشت‌هایت به خون  شگفتی ز ایام خونخوار نیست
 چو خارند گلهای هستی تمام  گل است اینکه داری به کف، خار نیست
 ز آزادگان، بردباری و سعی  بیاموز، آموختن عار نیست
 هزاران ورق کرده گیتی سیاه  شکایت همین چند طومار نیست
تو خاطر نگهدار شو خویش را که ایام، خاطر نگهدار نیست
ره زندگان است، عیبش مکن گر این راه، همواره هموار نیست
پی کارهایی که گوید برو تو را با فلک، دست پیکار نیست
به جایی که بار است بر پشت مور  برای تو، این بار، بسیار نیست
نشاید که بیکار مانیم ما چو یک قطره و ذره بیکار نیست
پروین اعتصامی
۰ نظر موافقين ۰ مخالفين ۰ ۰۴ تیر ۹۶ ، ۲۲:۰۰
حسین زارع

نوشته‌ی حاضر برگرفته از مقاله‌ای تحت عنوان «مقاله‌نویسی و چالش‌های آن» به قلم استاد فریبرز آذرپناه است که در شماره‌ی 145 خبرنامه‌ی انجمن ریاضی ایران به چاپ رسیده است.


تب تند مقاله‌نویسی در کشور و تشویق و تأیید آن توسط مسئولان، به‌ویژه در یک دهه‌ی گذشته، انگیزه‌های مادی ویرانگری در دانشگاه‌ها به وجود آورده است. افزون بر اهمیت مقاله در ارتقاء اعضای هیئت علمی، نقش آنها در پژوهانه (اعتبار پژوهشی) نیز تعیین کننده است. برخلاف بخش ارتقاء که مقاله از چندین کانال ارزیابی گذر می‌کند، برای پژوهانه، در اکثر دانشگاه‌ها، صرفاً یک بررسی اداری صورت می‌گیرد. در بررسی و احتساب مقالات برای پرداخت پژوهانه، کیفیت مقاله در بیشتر مؤسسات علمی تقریباً نادیده گرفته می‌شود، زیرا پژوهانه که به خاطر مراتب اداری زیر نظر معاونان پژوهشی دانشکده ها و دانشگاه است، به واسطه‌ی حجم زیاد کار، اغلب توسط کارمندان آن‌ها انجام می‌شود. با نادیده گرفتن کیفیت در این بخش، طبیعی است که انگیزه‌های مادی و اقتصادی به رشد تولید مقاله‌های بی‌ارزش دامن می‌زند و این نابسامانی زمانی بیشتر به چشم می‌خورد که جایگاه‌های پژوهشی را مسئولان غیر آکادمیک به عهده بگیرند. اگر نگاه به مقاله نگاه مادی باشد، قطعاً بی‌اخلاقی علمی همچون نسخه‌برداری و سرقت علمی نیز رخ می‌دهد و زمانی که با عطوفت نابجا اینگونه بی‌اخلاقی ها را نادیده بگیریم و گذشت کنیم، این دست ناهنجاری‌ها در دانشگاه شدت خواهد گرفت.

انگیزه‌های مادی و تولید مقاله به منظورهای متفاوت، ما را به سوی پذیرش انبوه دانشجوی تحصیلات تکمیلی نیز سوق می‌دهد. در اینجا نیز راه هموار است؛ باز هم در اغلب دانشگاه ها توانایی علمی مدنظر نیست، هرکس می‌تواند دانشجوی کارشناسی ارشد داشته باشد و اگر سه سال در این مقطع تجربه تدریس داشته باشد، می تواند دانشجوی دکتری نیز بپذیرد. حال آنکه کارنامه پژوهشی و آموزشی وی ابداً اهمیت ندارد و در نظر گرفته نمی‌شود. توانایی استاد در شیوه راهنمایی دانشجو، قدرت نوآوری استاد در مطالب علمی، توانایی مطرح کردن ایده‌های تحقیق و صلاحیت استاد در آموزش شگردهای پژوهش اساساً مطرح نیستند، پنداری قرار است که دانشجو از ابتدا پژوهشگری مستقل باشد و برای استاد کار پژوهشی انجام دهد. مقررات موجود در پذیرش دانشجوی تحصیلات تکمیلی و در پی داشتن مزایایی همچون حق‌التدریس، اکثر ما را وسوسه می‌کند تا در این راه بی‌پروا قدم بگذاریم و به عواقب آن نیندیشیم. این مسئله باعث می‌شود که حجم فراوانی از دانشجویان کارشناسی ارشد و دکتری که اکثراً از نظر علمی ضعیف‌اند به دانشگاه‌ها راه یابند و از آن‌جا که تعداد زیادی از آنها، پیشتر کارمند یک موسسه، دبیر مدارس و یا عضو هیئت علمی یک دانشگاه بوده، به سبب ثبات شغلی خود، فرصت های شغلی را به ناحق از دانشجویان مستعد سلب می‌کنند تا بار دیگر عواقب آن گریبان دانشگاههای ما را بگیرد و آثار نامطلوبی در کیفیت آموزش و پژوهش دانشگاه ها بر جای گذارد. از سوی دیگر، آز اقتصادی عده‌ای از اعضای هیئت علمی در جهت کسب درآمد بیشتر، باعث می‌شود تا از استخدام نسل جوان در دانشگاه‌ها پیشگیری شود و به این ترتیب ضربه ای دیگر بر پیکر نیمه جان آموزش و پژوهش وارد آید. برای پی بردن به ناهنجاری‌ها در پذیرش دانشجوی دکتری، کافی است با یک حساب سرانگشتی تعداد دانشجویان دکتری ریاضی در حال تحصیل در دانشگاه ها را برآورد کنیم. در حال حاضر آنها بیش از دو برابر اعضای هیأت علمی تمام وقت رشته ریاضی هستند. اگر به این همه دانشجوی دکتری در کشور نیاز داریم، چرا آنها را در دانشگاه‌ها استخدام نمی‌کنیم و اگر نیازی به این تعداد هیئت علمی نداریم، این دانشجویان را به چه منظور می‌پذیریم؟

قوانین آموزشی، موظف تدریس رئیس دانشکده را 5 واحد و موظف تدریس را برای یک رئیس دانشگاه دو ساعت تعیین کرده تا زمان کافی در اختیار داشته باشند که به کارهای دیگری که به آنها محول شده بپردازند. ولی اکنون بعضی از مسئولان حتی رئیس یک دانشگاه، ممکن است تا بیش از 25 ساعت درس در ترم، افزون بر موظف خود با احتساب پایان‌نامه‌ها، به عنوان حق‌التدریس داشته باشد. وقتی استاد بیش از توان خود درس می‌دهد و دانشجوی دکتری می‌پذیرد، قطعاً هیچ‌کدام از وظایف خود را نمی‌تواند به خوبی انجام دهد. در اینجاست که دانشجو غیرمستقیم و یا مستقیم تهدید می‌شود که حتماً به فکر تهیه مقاله باشد. این‌ها همه تخلف‌اند، چه از سوی دانشجو  باشد و چه از جانب استاد. حال اگر استاد مربوطه، مسئول هم باشد تخلف دوچندان می‌شود. آنچه در این میان آسیب می‌بیند و گاهی ویران می‌گردد اصول ساختاری، اخلاقی و علمی بنیاد دانشگاه است و اگر به همین منوال پیش برویم، در آینده سنگ روی سنگ دانش و دانشگاه بند نمی‌شود. از زمانی که به تشویق مقاله‌نویسی و ولع امتیازآوری با توسل به مقالات و ترغیب و تحریض برای نوشتن مقالات ظاهراً پژوهشی رو آوردیم، آفت حق‌التدریس سال به سال شیوع بیشتری پیدا کرده و به بی‌اخلاقی در جوامع دانشگاهی دامن زده است. دانشگاه جایگاه اندیشه و دانش است، ادب و هنر است، اخلاق و فضیلت است و مهم‌تر از همه الگویی برای کلیت جامعه است. اگر این جایگاه را برای دانشگاه متصور باشیم و در عین حال بی‌اخلاقی ها و تخلف‌ها را در دانشگاه‌ها ببینیم و همچنین اگر به عمق ناهنجاری‌ها در دانشگاه‌ها آگاهیم، این پرسش مطرح می‌شود که چرا دم برنمی‌آوریم و مانع این تخلف‌ها، بی‌اخلاقی‌ها و سودجویی‌ها نمی‌شویم؟ واقعیت امر این است که ما همه کم‌ و بیش آلوده‌ی این جریان شده‌ایم و در این باره انتقادپذیر هم نیستیم؛ تا آنجا که بارها دیده شده هرگاه سخن از این دست انتقادها به میان آورده شده است، برآشفته‌ایم و به گوینده‌ی این دست سخن‌ها که منافع مادی و جاه و مقام ما را به خطر انداخته است، پرخاش کرده‌ایم. به نظر می‌رسد واقعاً وقت آن رسیده است که باید دست از خودفریبی برداریم و به فکر کارهای زیربنایی و اساسی در نظام آموزشی و پژوهشی کشورمان باشیم. این کار البته سیاست برنامه‌ریزان، همت مسئولان و همیاری و همراهی ما و آنان را می‌طلبد.

۱ نظر موافقين ۰ مخالفين ۰ ۰۵ ارديبهشت ۹۶ ، ۱۶:۳۵
حسین زارع

دنیای ریاضی برای خود دنیای جدایی است که قوانین حاکم بر آن بر اساس منطق و استدلال بیان شده است. گام نهادن در این وادی و پیشرفت در آن به طور جدی و حقیقی میسر نمی‌شود مگر آنکه تابع این قوانین بود. روزگاری فقط عاشقان ریاضی در این وادی قدم می‌گذاشتند و کسانی که دغدغه‌اش را داشتند به سراغش می‌رفتند و ایام خویش را با این علم زیبا، چه در معنای محض چه در مفهوم کاربردی به کام دل سپری می‌کردند. اما حکایت زمان کنونی ما چیز دیگری است و حتی افراد وامانده از وادی‌های دیگر نیز به سراغ ریاضی می‌آیند و اینجا را جولانگاه کار و درآمد و ارتقا و به قول فرنگی‌ها بیزنس کرده‌اند و شاید بی‌ارزش ترین چیز در دنیایشان همین ریاضی باشد. بگذارید اندک درد دلی با این عزیزان داشته باشیم و در یک سطر بگوییم:

«اگر برای ریاضیات اینجا نیامدید برای ریاضیات اینجا بمانید.»

بگذارید دنیای ریاضی مثل همیشه خالص، زیبا و پاک بماند. اینجا برای کسانی هنوز همان مدینه فاضله است.

خبرنامه‌ی انجمن ریاضی ایران، شماره‌ی پیاپی 131 و 132

۰ نظر موافقين ۰ مخالفين ۰ ۰۱ بهمن ۹۵ ، ۲۱:۰۹
حسین زارع
"Nicolas Bourbaki'', Scientific American, vol. 196, pp. 88-89, 1957.
نوشته‌ی پال هالموس، ترجمه‌ی سعید ذاکری

نامش یونانی، ملیتش فرانسوی و سرگذشتش عجیب و غریب است. او یکی از بانفوذترین ریاضیدان‌های قرن بیستم به شمار می‌آید. افسانه‌های بی‌شماری راجع به او بر سر زبان‌هاست و تعداد آنها هر روز نیز بیشتر می‌شود. تقریباً هر ریاضیدانی چند داستان
درباره‌ی او می‌داند و ظاهراً بدش نمی‌آید که چند ماجرای دیگر هم درباره‌ی او بشنود. در سراسر دنیا نوشته‌های او را می‌خوانند و به گونه‌ی وسیعی به آن استناد می‌کنند. جوانانی در ریودوژانیرو هستند که تمامی آموزش خود را از آثار او بر گرفته‌اند و ریاضیدان‌های مشهوری در برکلی و گوتینگن یافت می‌شوند که تأثیر کارهای او را بر ریاضیات زیان‌آور می‌دانند. هر جا که جماعتی از ریاضیدان‌ها گرد هم می‌آیند، او هواخواهانی احساساتی و مخالفانی پرهیاهو دارد. با همه‌ی این حرف‌ها، عجیب‌ترین واقعیت درباره‌ی او این است که وی وجود خارجی ندارد!

این مرد فرانسوی که نامش یونانی است و به واقع وجود ندارد، کسی نیست جز نیکلای بورباکی (بر وزن توربافی). حقیقت امر آن است که نیکلای بورباکی نام دسته جمعی مستعاری است که مجمعی غیررسمی از ریاضیدانها آن را برگزیده‌اند. (عبارت فریبنده‌ای که در زبان فرانسوی به عنوان معادل مجمع به کار می‌رود، یعنی "انجمن بی نام و نشان" در اینجا کاملاً مصداق پیدا می‌کند.) این گروه با نام مستعار، سرگرم نوشتن رساله‌ای جامع در باب ریاضیات است، که از کلی‌ترین اصول پایه آغاز، و از قرار معلوم به تخصصی‌ترین شاخه‌های کاربردی ختم می‌شود. این برنامه‌ی عظیم در 1939 به جریان افتاد، و تاکنون بیش از 20 جلد (در حدود 3000 صفحه) از این اثر فناناپذیر منتشر شده
است.

GENERAL BOURBAKIاینکه چرا این افراد نامی بورباکی را برخود نهادند، در هاله‌ای از رمز و راز پوشیده است. بنا به دلایلی، بعضی‌ها فکر می‌کنند که این انتخاب از نام یکی از افسران کمابیش سرشناس ارتش در جنگ بین فرانسه و آلمان الهام گرفته شده است.
این شخص، یعنی ژنرال شارل دنی ساته بورباکی، شخصیتی کاملاً چندگونه داشت. در 1862 یعنی در 46 سالگی فرصت یافت که پادشاه یونان شود، اما این پیشنهاد را رد کرد. اینکه نام او هنوز به خاطره‌ها مانده است، عمدتاً به دلیل ناملایماتی است که از جنگ نصیبش شده بود. او در 1871، پس از اینکه به همراه اندک باقیمانده‌ی سربازانش از فرانسه گریخت، به سوئیس رفت و در آنجا بود که تصمیم به خودکشی گرفت. ولی ظاهراً باید تیرش به خطا رفته باشد، زیرا می‌گویند که تا 83 سالگی در قید حیات بود. نقل می‌کنند که مجسمه‌ای از او در شهر نانسی برپاست. همین موضوع می تواند حاکی از رابطه‌ای باشد میان او و ریاضیدان‌هایی که نام او را به عاریت گرفتند. چرا که چندین نفر از آنها، در زمان‌های مختلف، وابسته به دانشگاه نانسی بوده‌اند.
یکی از افسانه‌ها درباره‌ی نام بورباکی آن است که در حدود سالهای 1927 تا 1932 برای دانشجویان سال اول اکول نرمال سوپریور (که اغلب ریاضیدان‌های فرانسوی پرورش یافته‌ی آنجا هستند) سالی یکبار سخنرانی برگزار می‌شد که سخنران آن مهمان سرشناسی به نام نیکلای بورباکی بود؛ این مهمان در واقع کسی نبود جز بازیگری آماتور که به هیئت یک ریش سفید عظیم الشأن تغییر قیافه می‌داد و سخنرانی او یک نوع دو پهلو سخن گفتن استادانه در باب ریاضیات بود.

طرح زیر نیکلای بورباکی را به گونه طنزآلودی در قالب این گروه پر جنب و جوش از ریاضیدان‌های فرانسوی نشان می‌دهد. به نظر می‌رسد که بورباکی در هر مقطع زمانی بین 10 تا 20 عضو داشته باشد. هر نوع شباهت میان اعضای اصلی و افراد زیر کاملاً غیر عمدی و تصادفی است.
۱ نظر موافقين ۰ مخالفين ۰ ۱۴ دی ۹۵ ، ۰۹:۲۹
حسین زارع
مطلبی که در این پست تقدیم خوانندگان عزیز می‌گردد، مقاله‌ای است با همین عنوان از دکتر اسماعیل بابلیان که در هفدهمین سمینار‌ آنالیز ریاضی و کاربردهای آن در دانشگاه اراک ارائه شده است.


1. مقدمه

در این نوشتار ضمن تعریف آنالیز عددی، موضوع‌های مورد بحث را در آن شرح می‌دهیم و ارتباط آن را با موضوع‌هایی چون آنالیز ریاضی، جبر خطی، جبر کامپیوتری، هندسه و علوم کامپیوتر بیان می‌کنیم. در این راستا تاریخچه کوتاهی از پیدایش هر موضوع، وضعیت آن در حال و تحقیقات مورد نیاز در آینده نیز بیان می‌شود.

2. آنالیز عددی چیست؟

  • آنالیز عددی علم و هنر محاسبه است.
از حدود 140 سال قبل از میلاد تا اوایل قرن هفدهم دانشمندان فیزیک و ریاضی با محاسبات فراوان و متنوع روبرو بودند و افراد شاخص نظیر غیاث‌الدین جمشید کاشانی جان نپر، بریگز، کپلر و توماس هاریوت در این زمینه زحمات زیادی متحمل شدند [1].

  • آنالیز عددی ریاضیات محاسبات علمی است.
با گسترش کاربردهای ریاضی لزوم انجام محاسبات علمی بیش از پیش مورد توجه قرار گرفت. آنالیز عددی شامل مطالعه، توسعه، طراحی، تجزیه و تحلیل الگوریتم ها برای به دست آوردن جواب های عددی مسائل مختلف ریاضی است. با پیدایش کامپیوتر و گسترش زبان‌های برنامه‌نویسی، طراحی و تدوین الگوریتم برای حل مسائل متداول شد. در آنالیز عددی معمولاً فرض می‌شود که مسئله مورد بررسی جواب دارد. اثبات وجود جواب قاعدتاً از وظایف متخصصین آنالیز عددی نیست مگر اینکه با مسئله تازه‌ای مواجه باشند که قبلاً وجود جواب آن توسط متخصصین آنالیز، جبر، هندسه یا ... ثابت نشده باشد. بنابراین وظیفه اصلی در آنالیز عددی طراحی الگوریتم برای بدست آوردن چیزی است که وجود آن محرز است. اما در اثبات وجود جواب برای یک مسئله دو روش کاملا متمایز وجود دارد، روش ساختنی و روش غیرساختنی. لذا علاوه بر وجود جواب باید یک روش ساختنی هم وجود داشته باشد یا طراحی کنیم، سپس به تدوین یک الگوریتم با جزئیات کامل بپردازیم.

3. الگوریتم

پس از انجام بررسی‌های ریاضی لازم، یافته‌ها به صورت یک الگوریتم ارائه می‌شوند. الگوریتم طراحی شده باید دارای ویژگی‌های زیر باشد:
  • پارامترها و داده‌های آن کاملاً مشخص باشد؛
  • مراحل آن کاملاً مشخص و قابل اجرا باشد؛
  • رعایت صرفه‌جویی در اشغال حافظه کامپیوتر و زمان CPU شده باشد؛
  • پایان‌پذیر باشد.
اما آنچه در مورد یک الگوریتم حائز اهمیت است تجزیه و تحلیل یا آنالیز الگوریتم می‌باشد و واژه آنالیز در نام آنالیز عددی به معنی آنالیز ریاضی نیست بلکه به معنی تجزیه و تحلیل الگوریتم‌هایی است که برای بدست آوردن جواب‌های عددی مسائلی ساخته می‌شود که اثبات وجود آنها عمدتاً توسط قضایا و احکام آنالیز ریاضی انجام می‌شود. البته حدود نیمی از مباحث آنالیز عددی به جبر خطی مربوط می‌شود که اثبات وجود جواب برای مسائل این حیطه توسط قضیه‌ها و احکام جبر خطی صورت می‌گیرد.
۱ نظر موافقين ۰ مخالفين ۰ ۰۹ دی ۹۵ ، ۲۲:۵۷
حسین زارع
Stephen L. Campbell, Countability of sets, Amer. Math. Monthly, 93 (June-July 1986), no. 6,480 – 481
ترجمه‌ی دکتر اکبری مجدآباد نو

در دروس مقدماتی، معمولاً شمارش‌پذیری اعداد گویا به کمک استدلال‌های مبتنی بر قطری‌سازی ثابت می‌شود. ولی روش دیگری نیز وجود دارد که شاید از نظر شهودی مناسب‌تر باشد. این ایده از من نیست؛ من نیز آن را 15 سال پیش شنیده‌ام. اما پس از آن هرگز به شخص دیگری که آن را شنیده باشد برخورد نکرده‌ام.
گوییم عدد اصلی دو مجموعه با هم برابر است هرگاه بتوان یک تناظر یک به یک بین آنها برقرار کرد. یک مجموعه شماراست هرگاه عدد اصلی آن با عدد اصلی مجموعه‌ی اعداد طبیعی برابر باشد.

قضیه:
مجموعه‌ی اعداد گویا شمارش‌پذیر است.

اثبات: واضح است که اعداد صحیح را می‌توان به اعداد گویا نگاشت. حال توجه کنید که با استفاده از مبنای 11 هر عدد گویای $a/b$ را می‌توان به یک عدد صحیح نظیر کرد که در آن نماد $/$ به جای عدد 10 به کار می‌رود. برای مثال داریم: $$2/3=2(11^2)+10(11^1)+3(11^0)=355$$
بدیهی است که با به کارگیری مبناهایی بزرگتر، به آسانی می‌توان شمارش‌پذیری بسیاری از مجموعه‌های دیگر را نشان داد. برای مثال، مجموعه‌ی چندجمله‌ای‌های روی اعداد گویا را می‌توان با استفاده از مبنای 16 با نمادهای $$\{0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,/,+,-,\%,\&,x\}$$ به اعداد صحیح نگاشت که در آن $\%$ اندیس آغازی، $\&$ اندیس پایانی و $x$ متغیر مستقل است.
۰ نظر موافقين ۰ مخالفين ۰ ۱۶ آذر ۹۵ ، ۲۲:۴۰
حسین زارع
تابع زتای ریمان، $\zeta(s)$ ، تابعی است از متغیر مختلط $s$ که به‌ازای $s$ با قسمت حقیقی بزرگتر از 1، با استفاده از سری نامتناهی $$\sum_{n=1}^{+\infty}\frac{1}{n^{s}} $$ تعریف می‌شود و سپس بطور تحلیلی به تمام اعداد مختلط با قسمت حقیقی غیر 1 توسیع پیدا می‌کند. این تابع به عنوان تابعی با ورودی حقیقی توسط لئوناردو اویلر در نیمه‌ی اول قرن هیجدهم معرفی شد و مورد مطالعه قرار گرفت و سپس برنهارد ریمان در 1859 تعریف اویلر را به متغیر مختلط توسیع داد.
یک ثابت زتا عددی است که از قرار دادن یک عدد صحیح در تابع زتای ریمان حاصل می‌شود. ثابت‌های زتا در اعداد صحیح زوج مثبت توسط اویلر محاسبه شده است. مقدار ثابت‌های زتا در اعداد زوج منفی، صفر است و اعداد صحیح زوج منفی صفرهای بدیهی تابع زتای ریمان نامیده می‌شوند. فرضیه‌ی ریمان که توسط برنهارد ریمان مطرح شد حدسی در مورد مکان صفرهای نابدیهی تابع زتای ریمان است و بیان می‌کند که صفرهای نابدیهی، قسمت حقیقی $1/2$ دارند.
تابع زتا و
فرضیه‌ی ریمان ارتباط تنگاتنگی با نظریه اعداد دارند. برای مثال ثابت می‌شود که: $$\frac{1}{\zeta(s)} = \prod_p (1-\frac{1}{p^s})= \sum\limits_{n = 1}^{+\infty } \frac{\mu (n)}{n^s}$$ که در آن حاصلضرب روی اعداد اول گرفته شده است و $\mu (n)$ تابع موبیوس است که روی اعداد طبیعی بدین شکل تعریف می‌شود:

اگر $n$ حاصل ضرب $k$ عدد اول متمایز باشد، آنگاه $\mu (n) = {( - 1)^k}$ و در غیر اینصورت $\mu (n) = 0$ .

با استفاده تابع موبیوس می‌توان حکمی معادل برای فرضیه‌ی ریمان بیان نمود. اگر:$$M(x) = \sum\limits_{n \leqslant x} {\mu (n)}$$آنگاه فرضیه‌ی ریمان معادل است با اینکه به ازای هر $\varepsilon>0$، $$M(x) = O(x^{\frac{1}{2}+\varepsilon})$$تاکنون احکام معادل‌ بسیاری برای فرضیه‌ی ریمان به دست آمده‌اند. بعضی از آنها چنان ساده و زیبا بیان شده‌اند که کنجکاوی هر فردی را برای اثبات آن برمی‌انگیزند. مثلاً در سال 2002 پروفسور لاگاریاس (Jeffrey C. Lagarias) از دانشگاه میشیگان، نشان داد که فرضیه‌ی ریمان معادل است با اینکه برای هر عدد طبیعی $n$ داشته باشیم:$$\sigma (n) \leqslant H_n + e^{H_n}\ln {H_n}$$ و تساوی فقط در حالت $n=1$ برقرار باشد. در اینجا $\sigma (n)$ مجموع مقسوم‌علیه‌های مثبت عدد طبیعی $n$ و $H_n$ نشان‌دهنده‌ی $n$امین عدد هارمونیک است. یعنی:$$H_n = 1 + \frac{1}{2} + \frac{1}{3} +  \cdots  + \frac{1}{n}.$$از نظر بعضی ریاضیدانان، فرضیه‌ی ریمان مهمترین مسئله‌ی حل نشده در ریاضیات محسوب می‌شود. این فرضیه به همراه حدس گلدباخ بخشی از مسئله‌ی 8 در لیست 23 مسئله‌ی معروف هیلبرت است و نیز یکی از مسائل جایزه‌ی هزاره مؤسسه ریاضیات کلی می‌باشد. خود هیلبرت نظرش را در مورد فرضیه ریمان چنین بیان می‌کند:

اگر بعد از هزار سال از خواب بیدار شوم، اولین سؤال من این خواهد بود: «آیا فرضیه‌ی ریمان ثابت شده است؟!»
           
     
Euler (1707-1783)   Riemann (1826-1866)   Hilbert (1862-1943)   Lagarias (1949-)
۰ نظر موافقين ۱ مخالفين ۰ ۳۰ آبان ۹۵ ، ۱۳:۰۵
حسین زارع

به لحاظ تاریخی، کامپیوترها‌ی گوناگون انتخاب‌های متفاوتی در تعیین مبنا، کران‎های نما و ارقام مانتیسِ نمایش ممیز شناور داشته‌اند. در سال 1985 با تلاش‌های گروهی متشکل از ریاضیدانان، دانشمندان علوم کامپیوتر و شرکت‎های تولید سخت‌افزار به سرپرستی ویلیام کاهان از دانشگاه کالیفرنیا، استانداردی برای نمایش اعداد ممیز شناور تحت عنوان IEEE 754 به سازندگان سخت‌افزارها عرضه شد. هم‌اکنون در بیشتر کامپیوترها از این استاندارد استفاده می‌شود. استاندارد IEEE، چند قالب کلی با دقت‌های مختلف از جمله دقت معمولی، دقت مضاعف و دقت‌های معمولی و مضاعف توسعه یافته برای نمایش اعداد ارائه می‌کند. در این‌جا به منظور آشنایی بیشتر با شیوه‌ی نمایش اعداد در این استاندارد، نحوه‌ی نمایش در دقت‌ معمولی و مضاعف را شرح می‌دهیم.

مبنای در نظر گرفته‌ شده در این استاندارد $\beta=2$ است. مطابق این استاندارد، در دقت معمولی از 32 بیت و در دقت مضاعف از 64 بیت برای نمایش یک عدد استفاده می‌شود. هر نمایش از سه بخش تشکیل می‌شود که عبارتند از علامت $(s)$، نمای تعدیل یافته $(c)$ و قسمت کسری مانتیس نرمال شده $(f)$.

این سه بخش با استفاده از روابط‌ زیر مشخص می‌شوند به‎صورت $(s|c|f)$ در کنار هم قرار می‌گیرند:

 دقت معمولی:$$x=\pm(1.f)_{2}\times2^{e}=(-1)^s(1.f)_2\times2^{c-127}$$

 دقت مضاعف:$$x=\pm(1.f)_{2}\times2^{e}=(-1)^s(1.f)_2\times2^{c-1023}$$

در دقت معمولی، از 32 بیت اختصاص داده شده برای نگهداری عدد، یک بیت برای علامت $(s)$ استفاده می‌شود به‌طوری که $s=0$ برای علامت مثبت و $s=1$ برای علامت منفی به‌کار می‌رود. از 31 بیت باقیمانده، 8 بیت آن برای نگهداری نمای تعدیل یافته $(c)$ و 23 بیت آن برای قسمت کسری مانتیس نرمال شده $(f)$ استفاده می‌شود. در دقت مضاعف، از 64 بیت اختصاص داده شده برای نگهداری عدد، یک بیت برای علامت $(s)$ و از 63 بیت باقیمانده، 11 بیت آن برای نگهداری نمای تعدیل یافته $(c)$ و 52 بیت آن برای قسمت کسری مانتیس نرمال شده $(f)$ استفاده می‌شود.
همان‌طور که ملاحظه می‌کنید شکل کلی قالب‌های ذکر شده در دقت‌های معمولی و مضاعف، کمی شبیه به نمایش ممیز شناور نرمال است. فقط باید توجه داشت که در استاندارد IEEE مانتیس $x$ به صورت $(1.f)_2$ نرمال و تنها قسمتی از مانتیس که با
$f$ نشان داده شده است، نمایش داده می‌شود. در واقع، چون اولین بیت مانتیس نرمال شده همواره برابر با 1 است نیازی به ذخیره‌سازی آن نیست. در عوض، این بیت برای نمایش نما مورد استفاده قرار می‌گیرد.

مثال: عدد $x=-45.75$ را در نظر بگیرید. می‌خواهیم این عدد را در استاندارد IEEE با دقت معمولی نمایش دهیم. برای این منظور، ابتدا نمایش دودویی آن را می‌یابیم. داریم $x=-(101101.11)$. حال باید این عدد را به فرم $(1.f)_2\times2^e$ درآوریم: $$x=-(1.0110111)×2^5$$اکنون از این تساوی باید مقادیر s ،f و c را بیابیم. با توجه به قالب کلی دقت ساده داریم:$$s=1,~~ f=0110111,~~e=5=c-127$$ در نتیجه $c=132=(10000100)_2$ و بنابراین:$$x=1|10000100|01101110000000000000000$$مثال: عدد زیر در استاندارد IEEE با دقت معمولی نمایش داده شده است.$$y=0|10000001|10011000000000000000000$$می‌خواهیم نمایش اعشاری آن را بیابیم. با توجه به نمایش فوق داریم:$$s=0,~~ c=(10000001)_2=129,~~ f=10011$$بنابراین $y$ عددی مثبت است و $e=c-127=129-127=2$. در نتیجه:$$y=+(1.f)_2×2^e=(1.10011)_2×2^2=(110.011)_2=6.375$$ فرمت جدید unum

جان گوستافسون، یکی از متخصصان محاسبات علمی، قالب جدیدی برای نمایش اعداد پیشنهاد کرده است که ضمن صرفه‌جویی در فضا و انرژی، پاسخ‌های دقیق‌تری برای محاسبات ممیز شناور استاندارد فراهم می‌کند. این قالب جدید می‌تواند انجام محاسبات عددی ما را به نحو مطلوبی دگرگون سازد. (والتر تیچی)

John L. Gustafson

 فرمت unum (universal number) از روی استاندارد IEEE ساخته می‌شود. مطابق تعریف unum، هر نمایش از شش بخش بصورت زیر تشکیل می‌گردد: $$s|e|f|u|es-1|fs-1$$

در این قالب:

  • s علامت عدد است به‌طوری که $s=0$ برای علامت مثبت و $s=1$ برای علامت منفی به‌کار می‌رود.
  • e نمای عدد است.
  • f قسمت کسری عدد است.
  • u بیت عدم قطعیت (uncertainty bit) نام دارد و در صورتی که مقدار بخش کسری دقیق باشد، برابر با 0 وگرنه برابر با 1 است.
  • es سایز نما است. مثلا اگر برای ذخیره نما هشت بیت بکار رود es برابر 2(111) خواهد بود.
  • fs سایز کسر است. مثلا اگر برای ذخیره کسر بیست و سه بیت بکار رود fs برابر 2(10110) خواهد بود.

برای آشنایی بیشتر با این فرمت، گوستافسون کتابی تحت عنوان «پایان خطا» منتشر کرده است که در انتهای همین پست می‌توانید آن را دریافت کنید.

برای اینکه ببینید که فرمت unum تا چه اندازه می‌تواند در میزان حافظه صرفه جویی کند، نمایش ثابت آووگادرو ($\approx6.022 \times 10^{23}$) را در نظر بگیرید. نمایش این عدد در استاندارد IEEE با دقت مضاعف (64 بیتی) به‌صورت زیر است:

0 10001001101 1111111000010101010011110100010101111110101000010011
|      |                          |
|      |                       fraction (hidden bit not shown)
|   exponent
|
sign bit

این عدد در فرمت unum به صورت زیر نمایش داده می‌شود اما این بار با 29 بیت.

0   11001101   111111100001   1   111   1011
|       |           |         |    |      |
|       |           |         |    |     frac. size
|       |           |         |    |
|       |           |         |   exp. size
|       |           |         |
|       |           |       uncertainty bit
|       |           |
|       |        fraction (hidden bit not shown)
|       |
|   exponent
|
sign bit

کتاب پایان خطا، جان. ال. گوستافسون

۵ نظر موافقين ۰ مخالفين ۰ ۲۲ مهر ۹۵ ، ۲۳:۴۳
حسین زارع
پال اردوش یک ریاضیدان برجسته‌ی قرن بیستم است. وی در سال 1913 میلادی در مجارستان متولد شد و در سال 1996 در همانجا درگذشت. اردوش در زمینه‌های مختلف ریاضیات مانند ریاضیات گسسته، نظریه گراف، نظریه تقریب، آنالیز ریاضی و احتمالات کار می‌کرد و تا پایان عمر خود تلاش‌های گسترده‌ای برای انتشار مقالات علمی داشت. همکاری با اردوش در انتشار مقاله یک افتخار بزرگ برای هر ریاضیدان محسوب می‌‌شود تا جایی که امروزه عدد اردوش یک ریاضیدان به فاصله‌ی همکاری بین او و اردوش اطلاق می‌گردد.
 

 

Paul Erdős
 
متنی که در ادامه می‌آید یادداشتی است که در تاریخ 26 سپتامبر 1996 در واشنگتن پست به مناسبت درگذشت اردوش منتشر گردید. این متن که ترجمه‌ی آن توسط دکتر سعید قهرمانی صورت گرفته است، گوشه‌هایی از زندگی اردوش را به تصویر می‌کشد.
 

یکی از خارق‌العاده‌ترین مغزهای زمان ما رفته است. «رفته» واژه‌ایست که اردوش، نابغه‌‌ای با استعداد خداداد و ریاضیدانی مولد، برای مرگ به کار می‌برد. اردوش واژه‌ی مردن را برای حالت باز ایستادن از انجام ریاضی به کارمی‌برد. اردوش هیچ‌وقت نمرد. او به انجام دادن ریاضی تا آخرین روز مرگش در جمعه 20 سپتامبر ادامه داد، رشته‌ای که مشهور است به اینکه مخصوص انسان‌های جوان است. اردوش در زمان مرگ ۸۳ ساله بود.

 

نه تنها اردوش در انتخاب واژه‌ها غیرمتعارف بود بلکه تمام زندگی او آنچنان غیرمحتملغیرمتعارف می‌نمود که نوآوری قادر به خلق او نبود (اگرچه در نوامبر 1987 در ماهنامه آتلانتیک، پال هافمن او را به زیبایی توصیف کرده بود).

اردوش خانه‌ای نداشت، خانواده‌ای نداشت، مال و اموالی نداشت و آدرسی هم نداشت! او از یک کنفرانس ریاضی به کنفرانس ریاضی دیگری و از یک دانشگاه به دانشگاه دیگری می‌رفت و بر خانه‌ی ریاضیدان‌ها در سراسر دنیا در می‌کوفت و اعلام می‌کرد که «ذهن من باز است» و وارد می‌شد. همکاران او مفتخر از همکاری و تشریک مساعی چند روزه با اردوش که وسعت دید ریاضی او به اندازه‌ی عمق دانش ریاضی‌اش توجه‌ها را برمی‌انگیخت از او استقبال می‌کردند.

 

اردوش با دو چمدان نیمه پر مسافرت می‌کرد که در یکی چند دست لباس و وسایل شخصی و در دیگری مقاله‌های ریاضی بود. اردوش مالک هیچ چیز دیگری نبود واقعاً هیچ چیز! دوستان اردوش کارهای روزانه‌ی او از جمله پرداخت‌های مالیاتی، امور مالی و تهیه‌ی غذا را برایش انجام می‌دادند. او به اعداد می‌پرداخت.

به نظر می‌رسید او از زمان تولد محکوم به حبس ابد تنهایی بود، از همان روزی که دو خواهر 3 و 5 ساله‌اش به سبب مخملک از بین رفتند و او را به عنوان تنها فرزند با یک مادر همیشه نگران در خانه تنها گذاشتند. هیتلر تقریباً تمام خانواده‌ی یهودی مجارستانی او را از بین برد و اردوش هیچگاه ازدواج نکرد. آگهی تسلیت او در روزنامه واشنگتن پست با این جمله‌ی ناگهانی و در واقع دردناک تمام می‌شود «او هیچ ورثه‌ای از خود به جای نگذاشت».

اما در حقیقت او از خود ورثه‌های زیادی باقی گذاشت که شامل صدها همکار علمی و 1500 مقاله ریاضی بود که به وسیله‌ی او تولید شد. میراث اعجاب‌آور در رشته‌ای که تولید 50 مقاله در طول زندگی یک ریاضیدان کاملاً غیر عادی و بی‌نظیر است.
تصور عمومی درباره‌ی ریاضیدان‌ها این است که زود شکوفا می شوند و زود می‌میرند. رامانوجان نابغه‌ی بزرگ هندی در سن 32 سالگی مرد. ریاضیدان بزرگ فرانسوی، اواریست گالوا در سن 21 سالگی از دنیا رفت. (می‌گویند گالوا در شب قبل از مرگش در یک دوئل، تمام شب را بیدار بود و هر چه را که می‌دانست می‌نوشت. آیا به او الهام شده بود؟) و آنهایی که از نظر سنی جوان نمی‌میرند اما به تعبیر اردوش، در 30 سالگی عملاً مرده‌اند.

 

اردوش چنین نبود. او کار خود را از سنین جوانی آغاز کرد. اردوش در سن 20 سالگی اثباتی را برای یک قضیه‌ی کلاسیک نظریه اعداد کشف کرد (که بین هر عدد و دو برابرش باید یک عدد اول وجود داشته باشد). او تا زمان مرگش بارور باقی ماند. همچنین دوستان او و یاور مالی‌اش دکتر (البته دکترای ریاضی) ران گراهام، تخمین می‌زنند که شاید هنوز 50 کار جدید اردوش شامل مقاله، کارهای بازتابی و عمیق و کارهای مشترکی که تا زمان مرگش در حال انجام دادن آنها بود بعدها چاپ شود.

اردوش از یک جنبه‌ی دیگر نیز غیر معمول بود. واژه‌ی همیشه در سفر، نابغه‌ی غیرمتعارف و کاملاً جذب شده در دنیای افکار خویش، کلیشه‌ای است که تقریباً همیشه به یک آدم «غیر اجتماعی» اطلاق می‌شود. از بابی فیشر تا هواردهافز، به نظر می‌رسد که غیر اجتماعی بودن و تعصب فکری با هم خویشی و نسبت دارند. اما این موضوع در مورد اردوش صادق نبود. او ملایم و باز بود و با دیگران سخاوتمندانه برخورد می‌کرد. او معتقد بود که باید ریاضی را یک فعالیت اجتماعی کرد. همچنین او پرکارترین و بارورترین ریاضیدان تاریخ بود که روحیه‌ی مشارکت بالایی داشت و با دیگران کار می‌کرد. صدها نفر از همکارانی که با اردوش یا تحت نظارت او کار مشترک چاپ کرده‌اند می‌توانند بعد از ظهری را تصور کنند که ذهنهایشان بر اثر همکاری با اردوش باز شد و به پیروزی‌ها و نگرش‌های تازه‌ای دست یافتند.

خاصیت اجتماعی بودن اردوش او را از سایر نابغه‌های ریاضی نیز متمایز می‌کند. برای مثال اندرو وایلز اخیراً برای حل قضیه‌ی مقدس ریاضی یعنی قضیه‌ی آخر فرما بعد از 7 سال کار کردن بر روی آن در اتاق زیر شیروانی خانه‌اش به شهرت رسید. وایلز پس از آن همه تلاش اثبات خود را به عنوان یک غیر مترقبه در دنیا انتشار داد.

 

اردوش نه تنها نبوغش را در اختیار دنیا گذاشت، بلکه پولش را هم تقسیم کرد. البته این حرف به نظر یک فکاهی می‌رسد زیرا او به مقدار بسیار ناچیزی پول داشت. اما در حقیقت همین مسئله خیلی احساس برانگیز بود. او چیزی نداشت زیرا هر چه که به دست می‌آورد به دیگران می‌بخشید. او برای انجام هر کار خیریه یا حل مشکل هر بخت‌برگشته‌ای که سر راهش قرار می‌گرفت احساس رقیقی داشت. اردوش پولی را که از ایراد چند سخنرانی در هند نصیبش شده بود به بیوه‌ی تهیدست رامانوجان بخشید. اردوش در کنفرانس ریاضی ایران در شیراز شرکت کرد و آن ایام مصادف با زلزله‌ی لار شد. اردوش مبلغی به زلزله‌زدگان اهدا کرد.

گراهام نقل می‌کند که اردوش مطلع شد که یک ریاضیدان بالقوه توانای جوان می‌خواست به دانشگاه هاروارد برود اما پول مورد نیاز را نداشت. اردوش ترتیب دیدار او را داد و به او هزار دلار قرض داد. (تمام پولی که اردوش با خود حمل می‌کرد حدود 30 دلار بود). اردوش به مرد جوان گفت که هر وقت که توانست می‌تواند پول او را پس بدهد. اخیرا آن مرد جوان به گراهام تلفن کرد تا بگوید او هاروارد را به پایان رسانده و هم اکنون مشغول تدریس در میشیگان است و می‌تواند پول را به او پس بدهد. چه کار بکند؟ گراهام با اردوش مشورت کرد. اردوش گفت: «به او بگو همان کاری را با هزار دلار بکند که من کردم». اردوش البته هیچ ورثه‌ای از خود به جای نگذاشت.

۳ نظر موافقين ۱ مخالفين ۰ ۱۳ مهر ۹۵ ، ۲۳:۵۹
حسین زارع