كيف تساعد الرياضيات على إرشاد السفن في البحر؟ - جورج كريستوف

من دون رياضيات، هل كان لأسلافنا الذين يخافون البحر أن يروا العالم؟ المفكرون علماء الرياضيات العظماء واكتشافاتهم الثورية لها قصة عظيمة. استكشف بدايات اللوغاريثمات من خلال تاريخ الملاحة، والمغامرة والعوالم الجديدة.

الدرس من إعداد: جورج كريستوف، تحريك: Hobizals.

شاهد الدرس كاملا: http://ed.ted.com/lessons/how-does-math-guide-our-ships-at-sea-george-christoph

كما يمكنك أن تتخيل، قبل 400 سنة،

المِلاحة في المحيط المفتوح كانت صعبة

الرياح والتيارات دفعت السفن وسحبتها عن مسارها،

لذا استند البحارة في اتجاهاتهم على الميناء الذي غادروه،

محاولة للحفاظ على سجل دقيق لاتجاه السفينة ومسافة وإبحارها.

وكانت هذه العملية معروفة بتقدير الموضع،

لأن كونك مخطئا بنصف درجة قد يدعك تبحر متجاوزا الجزيرة
والتي تبعد بأميال في الأفق.

وهذا كان خطأ من السهل الوقوع فيه.

ولكن لحسن الحظ، جعلت ثلاث اختراعات الملاحة الحديثة ممكنة:

السدسيات والساعات والرياضيات اللازمة لإجراء العمليات الحسابية
المطلوبة بسرعة وسهولة.

كلها مهمة. من دون الأدوات الصحيحة، كان العديد من البحارة
ليتردد في الإبحار بعيداً جداً عن مرآى اليابسة.

جون بيرد، صانع أدوات في لندن،

صنع الجهاز الأول الذي يمكنه قياس الزاوية بين الشمس والأفق خلال النهار،

ودعاه سدسية.

معرفة هذه الزاوية كانت مهمة، نظراً لأنه يمكن
مقارنتها بالزاوية في إنجلترا في نفس الوقت بالضبط.

مقارنة هاتين الزاويتين الاثنتين كان ضروريا لتحديد خط طول السفينة.

وجاءت الساعات لاحقا.

سنة 1761، الساعاتي والنجار الإنكليزي جون هاريسون،

بنى ساعة يمكنها الحفاظ على الوقت بدقة في عرض البحر.

ساعة يمكنها الحفاظ على دقة الوقت على سطح السفينة
مندفعة ومنعرجة في ظروف قاسية

كانت ضرورية من أجل معرفة الوقت في إنكلترا.

لكن كان هناك مكسب واحد:

بما أن الساعة كانت مصنوعة يدوياً، فإنها كانت مكلفة جداً.

لذا فإن طرقا بديلة باستخدام القياسات القمرية
والحسابات المعقدة كانت مستخدمة في الغالب لتخفيض الكلفة.

العمليات الحسابية لتحديد موقع السفينة لكل قياس يمكن أن تستغرق ساعات.

ولكن السدسية والساعات لم تكن مفيدة ما لم يكن البحارة
يمكنهم استخدام هذه الأدوات لتحديد موقعهم.

لحسن الحظ، في القرن السابع عشر، اخترع عالم رياضيات هاو
القطعة المفقودة.

وقد اشتغل جون نابير لأكثر من 20 عاماً في قلعته في اسكتلندا
لتطوير لوغاريثمات، جهاز حساب.

وقد شملت أفكار نابير في اللوغاريثمات شكل واحد على E وثابت
هو 10 بقوة 7.

لم يكن الجبر في أوائل القرن السابع عشر متطورا بالكامل،

ولوغاريثم نابير لواحد لم يكن يساوي الصفر.

وهذا ما جعل العمليات الحسابية أقل ملاءمة بكثير
من اللوغاريثمات بأساس 10.

هنري بريغز، عالم رياضيات شهير في كلية غريشام في لندن،

قرأ عمل في نابير سنة 1614، وفي العام التالي
قام برحلة طويلة إلى أدنبرة لمقابلة نابير.

ظهر بريغز بغير موعد أمام باب قلعة نابير

واقترح أن يغير جون قاعدة وشكل اللوغاريثمات إلى شيء أبسط بكثير.

كلاهما وافقا على أن قاعدة 10 مع لوغاريثم واحد مساو للصفر

ستبسط إلى حد كبير العمليات الحسابية اليومية.

واليوم، نحن نتذكر هذا على أنه لوغاريثم بريغز المشترك.

وحتى تطوير الآلات الحاسبة الكهربائية في القرن العشرين،

كل العمليات الحسابية التي تنطوي على الضرب والقسمة
والقوى واستخراج الجذور مع الأرقام الكبيرة والصغيرة

تم القيام بها باستخدام اللوغاريثمات.

تاريخ اللوغاريثمات ليس مجرد درس في الرياضيات.

هناك العديد من اللاعبين المسؤولين عن الملاحة الناجحة.

صناع الأدوات، وعلماء الفلك، وعلماء الرياضيات،

وطبعا البحارة.

الإبداع ليس فقط هو الخوض عميقا في ميدان عمل المرء،

إنه أيضا تلاقح بين التخصصات.