logo desk

الرئيسية / / متطابقة أويلر هي أجمل معادلة في الرياضيات .. مالسر في ذلك ؟

متطابقة أويلر هي أجمل معادلة في الرياضيات .. مالسر في ذلك ؟

جميع دروس الرياضيات تجدها في هذه الصفحة (دروس الرياضيات لكل المستويات )
تعتبر متطابقة أويلر Euler’s Identity سحراً لعشاق الرياضيات في جمالها، حتى أنها تشير إلى تواصل غامض في الكون. إنها في كل مكان. أوصلهم الهوس بها ليبدو وكأن الكائنات الفضائية تحفرها في الأراضي الزراعية أو ما يعرف بدوائر المحاصيل crop circles لتوصل لنا رسائل معينة. 

ماهي قصة هذه المتطابقة الآن؟ هي معادلة رقمية بشكل أساسي، مرتبطة بتلك الثوابت الرياضية الصعبة الفهم كـ  π و e. كلاهما يعبر عن مقدار منهما عن مابعد فهمنا وتخيلنا، بشكل رقمي عشري، تسعى أرقامه بعد الفاصلة إلى اللانهاية. 
كلاهما منتشر في القوانين والمعادلات العلمية، لكنهما يأتيان من مكان مختلف: يحكم الرمز π أو ….3.14159 التناظر الكامل للدائرة، وهو في مجال الفضاء العامل الرئيسي في رياضيات الأمواج الضوئية. العدد النبري e أو …..2.71828 هو أساس التكبير الأسي أو النمو الأسي، وهو الطريق الأسرع الذي تسير وفقه عمليات مثل مضاعفة الربح، الانشطار النووي، قانون مور. يستخدم العدد النبري لنمذجة أي شيء ينمو رياضياً. 

المكونات الرئيسة لمعادلة أويلر .

الرمز (=)  في متطابقة أويلر
هذا الرمز يعزى للعالم الويلزي روبرت ريكورد سنة 1557. الجدال حول معنى التساوي في الرياضيات تحول على مر السنين إلى جدال فلسفي.
الصفر (0)  في متطابقة أويلر
رمز اللاشيء و الفراغ أو مالانهاية ترجع أصوله إلى المفكر الهندي القديم براهماغوبتا وهو عالم رياضيات هندي اكتشف الصفر حوالي سنة 650 قبل الميلاد. ولم يصل هذا الاكتشاف لأوروبا إلا حوالي القرن 15 .
1  في متطابقة أويلر
لولا العدد 1 لما تطورت الحسابيات . وبفضل ‘0’ و’1′ يوجد النظام الثنائي والحواسيب الحديثة. مما أدى لنظرية المجموعة الحديثة، التشفير ، الجبر …
العدد التخيلي i  في متطابقة أويلر
استعمال الأعداد التخيلية يعود إلى القرن 16 و مطلع القرن 17. الفيلسوف وعالم الرياضيات الفرنسي ديكارت استخدم المصطلح باستخفاف .
باي Pi π  في متطابقة أويلر
باي هو خارج قسمة المحيط على القطر. وقد استعان عالم الرياضيات العظيم أرخميدس بهذه هذه الفكرة ليقدم التقريب 22/7 لباي (3,141592…) .

>>>> هنا يأتي ليونارد أويلر، العالم العبقري السويسري الذي قدم لنا معادلة جديدة من نوع مختلف كلياً. 
عرض أويلر في كتابه مقدمة في تحليل اللانهائي Introduction to Analysis of the Infinite العلاقة القريبة بين كل من بايπ  pi والعدد النيبري e ، لكن طريقته كانت غريبة جداً. يرتبط المقداران في بعد عمودي على عالم الأشياء المادية – عالم يتم فيه القياس بواحدة يرمز لها بـ i وهي الجذر التربيعي للرقم 1- والذي لا يوجد بالطبع في العالم الحقيقي، ويطلق عليه العلماء عدداً تخيلياً.

فلنتخيل مخططاً بأعداد حقيقية على المحور الأفقي، في هذه الحالة تقع الأرقام التخيلية على المحور العمودي عليه. إذا تذكرنا التابع الأسي f(x) = e^x فإن المخطط البياني له يماثل منحنياً يتجه نحو الأعلى وهو نموذج من نماذج التقدم. لكن إذا وضعنا i في المعادلة كما أوضح أويلر فإن المعادلة  e^ix  ترسم دائرة حول مركز الإحداثيات بدلاً من المنحني – وهي دائرة لا نهائية تعترض الواقع في النقطتين 1- و 1+. أما إذا ما أضفنا محوراً إضافياً للزمن فسنحصل على حلزون يمتد نحو المستقبل (الاتجاه الموجب على محور الزمن) ويرسم هذا الحلزون موجة جيبية متذبذبة.

ما تبقى يسهل فهمه. إذا أخذنا التابع  f(x) = e^ix وكانت القيم بالتعويض x = π فنحصل على النتيجة e ^ (iπ) = -1 . إذا أصلحنا المعادلة بطرفيها نحصل على التعبير الرياضي الشهير e ^ ( i π ) + 1 = 0 .


وهذا هو جوهر نظرية أويلر: بالمخاطرة بمحور الأرقام الحقيقية للدخول إلى هذا البعد السماوي (بعد الزمن)، أظهر لنا أويلر أن التغير الأسي المتخلخل (في المقدار النيبري) ينخفض مع تكرار الرمز باي. قد نظن أننا نتقدم في الزمن، لكن ومن منظور آخر فإننا ندور في حلقات فقط.



قد لا تبدو المعادلات الرياضية جميلة، لكن إذا نظرنا إلى النتائج السابقة: نجد أنها تجمع الأرقام الخمسة الأساسية في الرياضيات ( 0, 1, e, i و π) على الرغم من عدم ارتباطهما بشكل واضح ومثبت يبقى كلا الرمزين متشابهين إلى حد بعيد، فكلاهما يرمز لأرقام عشرية لانهائية.


يمكننا أن نمضي بالمقدارين أبعد من ذلك أيضاً. فإذا كتبنا التابع السابق بشكل أكثر عموماً كالشكل (f(x) = e(zx حيث z=(a+bi)  فإننا لا نحصل على دائرة بل على حلزون لوغاريتمي يجمع بين الدوران والامتداد، ويمكننا أن نجد هذه الحلزونات في كل مكان في الطبيعة من قوقعة حيوان النوتيلوس البحري إلى الأذرع الدوارة للمجرات. كما أنهما يرتبطان بالنسبة الذهبية (وهي رقم عشري لا نهائي أيضاً  …..1.61803 للمزيد حول النسبة الذهبية هنا : النسبة الذهبية وسلسلة فيبوناتشي أيضاً (…..0,1,1,2,3,5,8,13,21,34,55,89) والتي تصف توضع وترتيب البتلات والأوراق في النباتات بشكل جميل.

لكن الجزء الأغرب في صيغة أويلر – نظراً لاعتمادها على الأعداد التخيلية – هو أنها مفيدة للغاية في العالم الحقيقي. بترجمة أحد أنماط الحركة لآخر، تسمح للمهندسين بتحويل المسائل المثلثية إلى جبرية أكثر بساطة. لنشبه الأمر بثقب دودي بين فرعين مستقلين من الرياضيات. إنها الخدعة السحرية التي استخدمت في صيغة فورير Fourier لتحويل الموسيقى إلى شكل رقمي، كما أنها تحول كل الأشكال الموجية في الميكانيك الكمي، الإلكترونيات، ومعالجة الإشارات، ومن دونها لما وجدت الحواسيب.
نهاية الأمر؟ قد يكون الأمر منطقياً أن الكائنات الفضائية تحاول إخبارنا شيئاً ما! 
المصدر : hyperstage.net  .. المجتمع العلمي المغرب


مواضيع أخرى مشابهة 
الرقم الذهبي في الرياضيات الذي حير العلماء . اكتشفه الآن !
تمتع مع الرياضيات المسلية math fun "جميع المواضيع الممتعة
مالا تعرفه عن نظرية فيثاغورس.. القصة الكاملة
قصة عائلة الريضيات على شاطىء البحر
عمليات حسابية غريبة في الرياضيات الممتعة
شارك الموضوع
جميع الحقوق محفوظة لــ عالم الرياضيات 2017 © تصميم كن مدون