Мухамед ал-Хорезми — бащата на алгебрата и алгоритъма

Мухамед ал-Хорезми — бащата на алгебрата и алгоритъма | Д-р Атанас Илчев
📞 Онлайн уроци по математика за цялата страна гл.ас. д-р Атанас Илчев Индивидуални и групови уроци • Тел: 0883 375 433 Подготовка за НВО, ДЗИ, кандидатстудентски изпити 📞 Онлайн уроци по математика за цялата страна гл.ас. д-р Атанас Илчев Индивидуални и групови уроци • Тел: 0883 375 433 Подготовка за НВО, ДЗИ, кандидатстудентски изпити
★ Интересно от математиката

Мухамед ал-Хорезми —
бащата на алгебрата и алгоритъма

Името му живее единадесет века след смъртта му — всеки път, когато произнасяме думите „алгебра" и „алгоритъм". Роден в малкото градче Хива, призован в приказния Багдад, Абу Абдала Мохамед ибн Муса ал-Хорезми написва два трактата, без които съвременната математика, компютърните науки и цялата точна мисъл биха изглеждали съвсем различно.

Д-р Атанас Илчев Поредица: Интересно от математиката
787
г. — роден в Хива, Хорезъм (дн. Узбекистан)
2
думи от неговото име — „алгебра" и „алгоритъм"
830
г. — написан „Китаб ал-мухтасар фи хисаб ал-джебр"
11
века живее името му в езика на образованите хора

Хива — градът, от който тръгва всичко

Бавно се събужда малкото източно градче Хива под протяжните молитви на ходжите. „Алл-а-а-х акбар, алл-а-а-х акбар" — и челата покорно опират земята. Тежки мисли свеждат главата на Абу Абдала Мохамед ибн Муса ал-Хорезми ал-Маджуси. Ражда се нов ден, но той вместо забрава му носи още повече мъка по свободата и славата на Хива, потопени в миналото.

Жестока и кървава е разправата на арабските нашественици с неговия народ и родина. Всичко, което съставлявало величието и богатството на високоразвитата държава Хорезъм, потънало в мрака на робството. „И унищожил Кутейба хората, които добре знаели хорезъмската писменост, познавали преданията и обучавали науките, съществуващи у хорезъмците" — така ал-Бируни, родом от Хорезъм, описва завоюването на родината си от арабите през 712 г.

Мухамед ал-Хорезми — съветска пощенска марка, 1983 г.
Ал-Хорезми — пощенска марка на СССР, 1983 г., по случай 1200 години от рождението му

Ал-Хорезми е един от онези покорни синове на Аллаха, верни мюсюлмани, но упорити в стремежа си да запазят най-ценното от науката и културата на своя народ — онова, което не зависи от смяната на царства и династии. Именно тази двойственост — покорство пред халифа и вътрешна независимост на духа — ще го направи възможен.

ⓘ Откъде идва думата „алгоритъм"
„Dixit Algorizmi..." — „каза Алгоризми..." — така започва латинският превод на аритметичния трактат на ал-Хорезми. От латинизираното му име „Алгоризми" идва думата „алгоритъм". Отначало под формата „алгоризм" тя означавала „изкуството на ал-Хорезми" — т.е. цялата система на десетичната позиционна аритметика. По-късно, от трудовете на Лайбниц до днес, алгоритъм се нарича всеки систематичен изчислителен процес, който с краен брой стъпки дава решението на определен клас задачи.

Багдад и Домът на мъдростта

Славата на ал-Хорезми като учен се разнесла надалеч — чак до приказния Багдад, за който казват, че е по-блестящ от древните центрове на цивилизацията Атина и Александрия. Там царува великият халиф ал-Мамун, на когото е чужд крайният фанатизъм по отношение на културното и научното наследство на другите народи. В създадения от него Дом на мъдростта — своеобразна академия — работят сирийци, перси, евреи и други учени и преводачи, събрани от различни земи.

Ал-Хорезми е извикан от халифа да оглави огромната библиотека на Бейт ал-хикма — Дома на мъдростта. Мъчно му е, че трябва да напусне родната земя, но заповедта на Господаря трябва да бъде изпълнена — пък и по-полезен ще бъде, ако работи редом с други умни мъже.

Домът на мъдростта — академията на ислямския свят. Основан от халиф Харун ар-Рашид и разширен от сина му ал-Мамун в началото на IX век, Бейт ал-хикма е най-значимият интелектуален център на своето време. Там се превеждат на арабски съчиненията на Евклид, Архимед, Птолемей, Аристотел. Работят астрономи, математици, лекари, философи. В продължение на два века той е основният мост между античната наука и средновековна Европа.

Багдад — какъв разкош, какви чудни дворци с прекрасни мозайки и дантелени тавани, приказни градини с живи плетове, пойни птички и мраморни фонтани! Но това преходно богатство не може да се сравни с огромното културно и научно наследство на индуси и гърци — наследство, което трябва да бъде овладяно, защото тези народи вече нищо не създават, а Европа е все още твърде невежа, за да го оцени.

Аритметичният трактат и нулата

Едно от най-важните дела на Багдадската школа е въвеждането на десетичната позиционна система. В своя „Трактат по аритметика" ал-Хорезми е първият, който дава изложение на десетичната система и основаните на нея действия на арабски език. В него той пише: „Когато видях, че индийците съставят от девет букви произволно свое число, благодарение на разполагането, което те установили, аз пожелах да разкрия, ако е богу угодно, какво се получава от тези букви за облекчение на изучаващия..."

С голямо старание ал-Хорезми описва деветте индийски цифри и „малкото кръгче, наподобяващо буквата О, за да знаят по него, че разредът е празен". Това малко кръгче арабските математици наричат „съфр" — т.е. празен. Потомък на „съфр" е днешната дума „цифра", която отначало е означавала само нулата.

ⓘ Нулата — революционното малко кръгче
Нулата не е просто число — тя е концептуална революция. Без нея позиционната бройна система е невъзможна: как иначе да различим 15 от 105 от 150? Индийците я изобретяват, ал-Хорезми я въвежда в арабската математика, а оттам тя завладява Европа. Днес без нулата не само аритметиката, но и цялата компютърна наука би рухнала — двоичната система 0 и 1 е в основата на всеки процесор.

„Китаб ал-джебр" — раждането на алгебрата

Около 830 г. се ражда най-известният трактат на ал-Хорезми — „Ал-китаб ал-мухтасар фи хисаб ал-джебр ва-л-мукабала", или „Кратка книга за изчисление на възстановяванията и противопоставянията". По заповед на ал-Мамун ученият създава и посвещава на халифа своята книга, която става родоначалник на европейските учебници по алгебра и дава на тази наука не само наименованието, но и съвсем нов характер.

Страница от ръкописа на Китаб ал-джебр на ал-Хорезми
Страница от ръкописа на „Китаб ал-мухтасар фи хисаб ал-джебр ва-л-мукабала" — трактатът, дал името на алгебрата
„Ал-джебр" и „ал-мукабала" — двете основни операции. „Ал-джебр" (възстановяване на арабски) е операцията на пренасяне на отрицателните числа в другата страна на равенствата с обратен знак — за да им се възстановят правата, превръщайки ги в положителни. „Ал-мукабала" (противопоставянето) означава днешното приравняване на подобните членове. Така уравнението 2x² + 100 − 20x = 58 чрез „ал-джебр" приема вида 2x² + 100 = 58 + 20x, а посредством „ал-мукабала" се стига до x² + 21 = 10x.

Ал-Хорезми се занимава само с линейни и квадратни уравнения, като ги класифицира в шест групи (канонични форми). Той подробно описва правилата за тяхното решаване и дава геометрични решения, но не отчита отрицателните корени. Въпреки че понятието „отрицателно число" е известно още в древна Индия и Китай, то видимо не се харесва на арабските математици и не намира приложение в арабската наука.

В ръкописа му има изобилие от примери и задачи с практическо съдържание. Ето някои задачи от алгебричния трактат: да се решат уравненията 5x² = 40x, x² = 100, 10x = x² + 21; в равнобедрен триъгълник с бедро 10 и основа 12 да се впише квадрат; да се намери такова число, че ако от него се отнеме третинката му и още една четвърт от него, остатъкът ще бъде осем.

„В аритметиката хората имат работа с прости числа, а в алгебрата се разглеждат числа от три вида: дирхам (свободен член в уравненията), джизр (неизвестното x или корена) и мал (квадратът на неизвестното — x²)." — Мухамед ибн Муса ал-Хорезми, „Китаб ал-мухтасар фи хисаб ал-джебр ва-л-мукабала", около 830 г.

Астрономията, географията и другите трудове

Луната, слънцето и звездите с ролята си на верен ориентир за смелите мъже в крехките черупки на корабите правят астрономията за дълъг период от време водеща наука. По заповед на халифа ал-Хорезми прави извлечение от астрономическите таблици на индийските математици. В резултат на наблюденията си в обсерваториите на Дамаск и Багдад той дори коригира таблиците на хордите на Птолемей. Съставя и таблици с географските дължини и ширини на градовете и пише трактат за календара.

Най-ранните таблици на „джайб" (синус) и „джайб тамам" (косинус) на арабски език са съставени също от него. Географският му труд „Китаб сурат ал-ард" (Книга за облика на Земята) съдържа координатите на 2 402 населени места и природни обекта — планини, морета, острови — и представлява значително подобрение спрямо „Географията" на Птолемей.

Буквената символика — слабостта на великия трактат. Ал-Хорезми в своята алгебра групира математическите обекти — числа, уравнения и фигури — по характерните им признаци, но за съжаление не използва никаква символика. Изложението му е подробно, но чисто словесно и затова много, много дълго. Буквената символика, създадена в IV век пр. н. е. от Аристотел, се радва на всеобщо приложение едва в XVI век благодарение на Франсоа Виет — цели дванадесет века по-късно.

Наследството: две думи в речника на човечеството

Ал-Хорезми не притежава енциклопедичните знания на ал-Бируни, нито поетичния дар на Омар Хайям. Той не затъмнява славата на Авицена или Улугбек. Но неговото име не може да бъде засегнато нито от личности, нито от времето. В дългата редица от учени на народите на Средна Азия и Закавказието, на които предимно се дължи развитието на математиката в страните на исляма, той неизменно заема първото място като класик на математиката.

Три месеца след дуела Шьовалие публикувал предсмъртното писмо на Галоа. Ал-Хорезми не е имал нужда от подобен жест — бъдещите му преводачи усещали, че застават пред прозорец: от едната страна погледът прониква в древността, а от другата се вижда как книгите на ал-Хорезми се преписват и превеждат многократно, как те служат като основа за многобройни изследвания и по тях се обучават десетки поколения.

Пътят на алгебрата към Европа. Латинският превод на „Китаб ал-джебр" е направен около 1145 г. от английския учен Роберт от Честър. Под заглавието „Liber algebrae et almucabola" книгата навлиза в европейските университети и остава основен учебник по алгебра в продължение на векове. Фибоначи (Леонардо Пизански), който популяризира арабско-индийските цифри в Европа с „Liber Abaci" (1202 г.), е пряко повлиян от работата на ал-Хорезми.

Хронология

787
Роден в Хива, Хорезъм (днешен Узбекистан). Точната дата е неизвестна — историците приемат около 780–787 г.
712
Арабите завоюват Хорезъм. Унищожена е местната писменост и научна традиция — събитие, белязало детството на ал-Хорезми.
~813
Призован в Багдад от халиф ал-Мамун. Оглавява библиотеката на Дома на мъдростта.
~820
Написва аритметичния трактат, въвеждащ индийско-арабската цифрова система на арабски. Латинският му превод ражда думата „алгоритъм".
~830
Написва „Китаб ал-джебр ва-л-мукабала" — трактатът, дал името на алгебрата и поставил основите на науката за уравненията.
~833
Съставя географски труд с координатите на над 2 400 места — значително подобрение на Птолемей.
~850
Умира в Багдад. Точната дата е неизвестна.
1145
Роберт от Честър превежда „Китаб ал-джебр" на латински — алгебрата навлиза в европейските университети.
XIV в.
Думата „алгебра" се появява в Европа в разширения смисъл на цяла наука за уравненията — директно от заглавието на трактата на ал-Хорезми.
ⓘ Ал-Хорезми и Фибоначи — мостът към Европа
Без ал-Хорезми Европа щеше да чака още векове за десетичните цифри. Леонардо Пизански (Фибоначи) научава арабско-индийската аритметика по време на пътуванията си из Северна Африка и Близкия изток и я представя на Европа в „Liber Abaci" (1202 г.). Директно вдъхновен от традицията, основана от ал-Хорезми, Фибоначи убеждава европейските търговци и учени да изоставят неудобните римски цифри. Така две имена — едното от Хорезъм, другото от Пиза — завинаги сменят лицето на европейската наука.
Ал-Хорезми Алгебра Алгоритъм Арабска математика Дом на мъдростта История на математиката Д-р Атанас Илчев
📖 Още интересни статии
Любопитно от математиката — всички статии
Истории за велики математици, изненадващи открития и идеи, променили света — всичко събрано на едно място.

Запишете урок

Индивидуални и групови онлайн уроци по математика за цялата страна

🎓 Подготовка за изпити
  • НВО по математика след 7 клас
  • НВО по математика след 10 клас
  • Кандидатстудентски изпити по математика
  • Софийски университет „Св. Климент Охридски“
  • УАСГ – Университет по архитектура, строителство и геодезия
  • Технически университет – София и др.
  • Прием в университети в чужбина (ISEE, SAT, A-Level и др.)
📚 Текущо обучение и студенти
  • Усвояване на текущия учебен материал (всички класове)
  • Студенти по всички математически дисциплини:
    Математически анализ, Линейна алгебра, Аналитична геометрия, Диференциални уравнения, Теория на вероятностите, Статистика и др.

Харесва ли ви съдържанието?

Ако тази статия ви е харесала, можете да подкрепите създаването на нови безплатни материали.

📞 Онлайн уроци по математика за цялата страна гл.ас. д-р Атанас Илчев Индивидуални и групови уроци • Тел: 0883 375 433 Подготовка за НВО, ДЗИ, кандидатстудентски изпити 📞 Онлайн уроци по математика за цялата страна гл.ас. д-р Атанас Илчев Индивидуални и групови уроци • Тел: 0883 375 433 Подготовка за НВО, ДЗИ, кандидатстудентски изпити

Коментари

Популярни публикации от този блог

Множества. Основни понятия - обединение, сечение, разлика и допълнение на множества

Триъгълник. Сбор на ъгли в триъгълник. Външен ъгъл на триъгълник 7 клас

Ъгли получени при пресичането на две прави с трета. Теореми признаци, за успоредност на две прави 7 клас