Tysiącletnia historia algorytmu

Ponad 1000 lat przed pojawieniem się Internetu i aplikacji na smartfony perski naukowiec i polityk Muhammad ibn Mūsā al-Khwārizmī wynalazł koncepcję algorytmów.

Algorytmy stały się integralną częścią naszego życia. Od aplikacji społecznościowych po Netflix — algorytmy uczą się Twoich preferencji i ustalają priorytet wyświetlanych treści. Mapy Google i sztuczna inteligencja są niczym bez algorytmów.

Samo słowo „algorytm” pochodzi od zlatynizowanej wersji jego imienia, „algorithmi”. I jak można podejrzewać, jest to również powiązane z algebrą.

W dużej mierze stracony czas

Al-Khwārizmī żył w latach 780–850 n.e., podczas złotego wieku islamu . Uważany jest za „ ojca algebry ”, a przez niektórych za „ dziadka informatyki ”.

Jednak niewiele szczegółów dotyczących jego życia jest znanych. Wiele z jego oryginalnych dzieł w języku arabskim zaginęło w czasie.

Uważa się, że al-Khwārizmī urodził się w regionie Khwarazm na południe od Morza Aralskiego, w dzisiejszym Uzbekistanie. Żył w czasach kalifatu Abbasydów, który był okresem niezwykłego postępu naukowego w imperium islamskim.

Al-Khwārizmī wniósł ważny wkład w matematykę, geografię, astronomię i trygonometrię. Aby pomóc w sporządzeniu dokładniejszej mapy świata, poprawił klasyczną książkę kartograficzną Aleksandryjskiego polityka Ptolemeusza, Geographia.

Opracował obliczenia umożliwiające śledzenie ruchu Słońca, Księżyca i planet. Pisał także o funkcjach trygonometrycznych i stworzył pierwszą tablicę stycznych.

 

 

Al-Khwārizmī był uczonym w Domu Mądrości ( Bayt al-Hikmah ) w Bagdadzie. W tym intelektualnym ośrodku uczeni tłumaczyli wiedzę z całego świata na język arabski, syntetyzując ją, aby osiągnąć znaczący postęp w szeregu dyscyplin. Obejmowało to matematykę, dziedzinę głęboko związaną z islamem .

„Ojciec algebry”

Al-Khwārizmī był politykiem i człowiekiem religijnym. Jego pisma naukowe rozpoczęły się od dedykacji Allahowi i Prorokowi Mahometowi. Jednym z głównych projektów, jakiego podjęli się matematycy islamscy w Domu Mądrości, było opracowanie algebry.

Około 830 roku n.e. kalif al-Ma’mun zachęcił al-Khwārizmī do napisania traktatu o algebrze Al-Jabr (lub The Compendious Book on Calculation by Completion and Balancing). Stało się to jego najważniejszym dziełem.

 

 

 

 

 

W tym momencie „algebra” istniała już od setek lat, ale al-Khwārizmī jako pierwszy napisał na ten temat ostateczną książkę. Jego praca miała być praktycznym narzędziem nauczania. Jego łacińskie tłumaczenie było podstawą podręczników algebry na uniwersytetach europejskich aż do XVI wieku.

W pierwszej części przedstawił pojęcia i zasady algebry oraz metody obliczania objętości i pól kształtów. W drugiej części przedstawił problemy z życia wzięte i wypracował rozwiązania, takie jak sprawy spadkowe, podział gruntów i kalkulacje dla handlu.

Al-Khwārizmī nie używał współczesnej notacji matematycznej zawierającej liczby i symbole. Zamiast tego pisał prostą prozą i posługiwał się diagramami geometrycznymi:

Cztery pierwiastki równają się dwudziestu, jeden pierwiastek równa się pięciu, a kwadrat, który należy z niego utworzyć, wynosi dwadzieścia pięć.

We współczesnej notacji zapisalibyśmy to w następujący sposób:

4x = 20, x = 5, x ² = 25

Dziadek informatyki

Pisma matematyczne Al-Khwārizmī przedstawiły cyfry hindusko-arabskie zachodnim matematykom. Oto dziesięć symboli, których wszyscy dziś używamy: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0.

Cyfry hindusko-arabskie są ważne w historii informatyki, ponieważ używają liczby zero i systemu dziesiętnego o podstawie dziesięciu. Co ważne, jest to system liczbowy , na którym opiera się nowoczesna technologia komputerowa.

Sztuka Al-Khwārizmī polegająca na obliczaniu problemów matematycznych położyła podwaliny pod koncepcję algorytmów . Dostarczył pierwszych szczegółowych wyjaśnień dotyczących stosowania notacji dziesiętnej do wykonywania czterech podstawowych operacji (dodawanie, odejmowanie, mnożenie, dzielenie) i obliczania ułamków zwykłych.

Była to bardziej wydajna metoda obliczeniowa niż użycie liczydła. Aby rozwiązać równanie matematyczne, al-Khwārizmī systematycznie przechodził przez sekwencję kroków, aby znaleźć odpowiedź. Jest to podstawowa koncepcja algorytmu.

Algoryzm , średniowieczny termin łaciński nazwany na cześć al-Khwārizmī, odnosi się do zasad wykonywania arytmetyki przy użyciu hindusko-arabskiego systemu liczbowego. Przetłumaczona na łacinę książka al-Khwārizmī o cyfrach hinduskich nosiła tytuł Algorithmi de Numero Indorum.

Na początku XX wieku słowo algorytm miało swoją obecną definicję i użycie: „procedura rozwiązywania problemu matematycznego w skończonej liczbie kroków; procedura rozwiązywania problemu krok po kroku”.

Muhammad ibn Mūsā al-Khwārizmī odegrał kluczową rolę w rozwoju matematyki i informatyki, jakie znamy dzisiaj.

Gdy następnym razem będziesz korzystać z jakiejkolwiek technologii cyfrowej – od mediów społecznościowych, przez konto bankowe online, po aplikację Spotify – pamiętaj, że nic z tego nie byłoby możliwe bez pionierskiej pracy starożytnego perskiego polityka.

Debbie Passey pracownik naukowy na Uniwersytecie w Melbourne

Artykuł publikujemy na licencji CC za The Conversation