Δευτέρα 18 Ιουλίου 2011

O Λεονάρδος της Πίζας (Leonardo Pisano ή Fibonacci)


O Leonardo Pisano Bigollo (1170-1250 μ.Χ.), γνωστός επίσης και ως Λεονάρδος της Πίζας (Leonardo Pisano) , ή Leonardo Bonacci, ή Leonardo Fibonacci, ή απλούστερα Fibonacci, ήταν ένας Ιταλός μαθηματικός που από πολλούς θεωρείται ως ο πιο προικισμένος μαθηματικός της Δύσης, κατά τον Μεσαίωνα. Έμεινε στην ιστορία για την εισαγωγή στην Ευρώπη του δεκαδικού συστήματος αρίθμησης και άλλων σπουδαίων καινοτομιών (ιδιαίτερα σε μια τόσο σκοτεινή εποχή για την Ευρώπη), αλλά κυρίως για την περίφημη ακολουθία του, την ακολουθία Fibonacci. [1]

Ήταν γιος του Ιταλού διπλωμάτη Γκιγιέρμο Μπονάτσι (Bonacci σημαίνει απλός), γι' αυτό και το πατρώνυμό του είναι το Φιμπονάτσι, δηλαδή γιος του Μπονάτσι (φίλιους Μπονάτσι). Ο ίδιος χρησιμοποιούσε και το όνομα Μπίγκολο, που σημαίνει “πολύ για το τίποτα” ή ταξιδιώτης. Το 1202 σε ηλικία 32 ετών συνέγραψε το έργο Liber Abacci (βιβλίο των υπολογισμών), με το οποίο συνέβαλε στην καθιέρωση των αραβικών αριθμών στην Ευρώπη και παρουσίασε ένα “νέο” πρόβλημα από το οποίο οδηγήθηκε στην περίφημη ακολουθία για την οποία είναι γνωστός. Στο έργο του αυτό αποδείκνυε την “πρακτικότητα” του δεκαδικού συστήματος αρίθμησης στην τήρηση εμπορικών και λογιστικών βιβλίων, στις διάφορες χρηματικές συναλλαγές, στις μετατροπές μέτρων και σταθμών, στον υπολογισμό τόκων κλπ. Το βιβλίο αυτό αν και επηρρέασε θετικά τους λόγιους της Ευρώπης δεν έκανε γνωστό στο ευρύ κοινό το δεκαδικό σύστημα αρίθμησης, τουλάχιστον μέχρι την εφεύρεση της τυπογραφίας. [1]

Σε ότι αφορά το π, ο Fibonacci χρησιμοποίησε ένα κανονικό 96-γωνο, κατ΄αναλογία προς τον Αρχιμήδη, όπου όμως μπορούσε να υπολογίζει ευκολότερα τις τετραγωνικές ρίζες (με το νέο σύστημα αρίθμησης, δηλαδή το δεκαδικό). Στο έργο του Practica Geometriae που εξέδωσε το 1220, παρ΄ότι δεν ήταν το ίδιο “αυστηρός” με τον Αρχιμήδη στους υπολογισμούς, βρήκε πιο ακριβή αποτελεσματα από αυτά του μεγάλου Έλληνα σοφού. Πιο συγκεκριμμένα, βρήκε για το π την τιμή:

1440/(458+4/9) < π < 1440/(458+1/5),

με μέση τιμή για το π:

π = 864/275 = 3,141818,

δηλαδή τιμή που έχει σωστά τρία δεκαδικά ψηφία και που είναι μόλις κατά 0,0001 ακριβέστερη από την τιμή του Αρχιμήδη. [2]


Το έργο (Practica Geometriae), ήταν αφιερωμένο στον Dominicus Hispanus. Περιείχε ένα πλήθος γεωμετρικών προβλημάτων, ταξινομημένων σε 8 κεφάλαια , με θεωρήματα, που ήταν κυρίως βασισμένα στα στοιχεία του Ευκλείδη και (πιθανόν) στην αραβική εκδοχή της “διαίρεσης σχημάτων” του Ευκείδη, που έχει χαθεί. [1]

Στο τρίτο μέρος του liber abaci εμφανίζεται το εξής πρόβλημα:

Κάποιος τοποθέτησε σε έναν αποκλεισμένο τόπο ένα ζευγάρι κουνελιών. Τα κουνέλια αυτά αναπαράγονται με ρυθμό ένα νέο ζευγάρι το μήνα και κάθε νέο ζευγάρι γίνεται γόνιμο δύο μήνες μετά κι αναπαράγεται με τον ίδιο ρυθμό. Πόσα ζευγάρια κουνελιών έχουν παραχθεί σε έναν χρόνο απο το αρχικό ζεύγος;
Το αποτέλεσμα είναι η ακολουθία 0, 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55, 89, 144, 233, 377, 610, 987, 1597, 2584, 4181, 6765, 10946 ... (ο Φιμπονάτσι παρέλειψε τον πρώτο όρο στο Liber abaci). Εδώ λοιπόν κάθε νέος όρος είναι το άθροισμα των δύο προηγουμένων όρων. Η ακολουθία έχει αποδειχθεί εξαιρετικά χρήσιμη στην Επιστήμη. Το The Fibonacci Quarterly είναι ένα περιοδικό που είναι αφοσιωμένο στη μελέτη των μαθηματικών των σχετικών με την ακολουθία.
Επίσης αξίζει να σημειωθεί πως ο λόγος δύο διαδοχικών αριθμών της ακολουθίας όσο οι αριθμοί μεγαλώνουν προσεγγίζει όλο και περισσότερο τον γνωστό "χρυσό λόγο" που είναι ίσος με τον άρρητο αριθμό φ=1,61803...(φ προς τιμήν του Έλληνα γλύπτη Φειδία). Όπως παρατηρείτε: 2/1=2 , 3/2=1.5 , 5/3=1,666... , 8/5=1.6 , 13/8=1.625 , 21/13=1.615... , ... , 10946/6765=1,61803... , ... [1]
 



Βιβλιογραφία - Αναφορές

2. Η ιστορία του π, Παρασκευή Αρώνη, Μεταπτυχιακή Διπλωματική εργασία, http://www.math.uoa.gr/me/dipl/dipl_aroni.pdf

3. David Blatner, Η χαρά του π, (μετάφραση του: The joy of π), εκδόσεις Ωκεανίδα, Αθήνα 2001

Γιάννης Φιορεντίνος
ΠΕ 04, ΜΔΕ Προχωρημένες Σπουδές στη Φυσική
(26)  Συνεχίζεται...



Τρίτη 28 Ιουνίου 2011

Tέλος της πρώτης - αρχή της δεύτερης χιλιετίας


 
Έτσι στο τέλος της πρώτης χιλιετίας μετά Χριστόν, η επιστήμη των Αράβων είχε διαδοθεί στα δυτικά, κατά μήκος της βορειοαφρικανικής ακτής ως τα εδάφη των Μαυριτανών, οι οποίοι είχαν πλέον κατακτήσει το μεγαλύτερο μέρος της Ισπανίας. Η επιστήμη αυτή περιείχε ενσωματωμένο το έργο των αρχαίων Ελλήνων, των Εβραίων και των Ινδών. [1]

Στις αρχές λοιπόν της δεύτερης χιλιετίας, τα διάφορα ευρωπαϊκά κείμενα τα οποία είχαν διασωθεί στα αραβικά, άρχισαν να “επαναπατρίζονται” από την Μέση Ανατολή στην Ευρώπη. Η τάση αυτή ενισχύθηκε:

    1. Από το πρωτοεμφανιζόμενο ενδιαφέρον των Ευρωπαίων για τα Μαθηματικά
    2. διάφορες πλατιά διαδεδομένες την εποχή εκείνη αντιλήψεις για την αστρολογία, που κίνησαν το ενδιαφέρον για τη Φυσική και τα Μαθηματικά
    3. Από το γεγονός ότι είχε πλέον καταστεί σαφές ότι η επιστημονική γνώση μπορούσε να γίνει πηγή εξουσίας και δύναμης για όσους την κατείχαν.
      Το 1085 τα στρατεύματα της Καστίλης με βασιλιά τον Αλφόνσο τον ΣΤ' πολιορκούν και καταλαμβάνουν το Τολέδο. Η πόλη κατόπιν οχειρώνεται ακόμη περισσότερο και μετατρέπεται σε ένα από τα σπουδαιότερα πολιτιστικά κέντρα της εποχής. Στο Τολέδο συμβιώνουν αρμονικά τρες λαοί , τρεις διαφορετικές θρησκείες και τρεις πολιτισμοί (Άραβες, Εβραίοι , Χριστιανοί). Ο Αλφόνσος ο ΣΤ' φρόντισε ώστε τα διάφορα αραβικά, ελληνικά και εβραϊκά έργα να μεταφρασθούν στα λατινικά. Με τον τρόπο αυτό βοήθησε στην “επαναεισαγωγή” στην Ευρώπη των σπουδαίων έργων των Αρχαίων Ελλήνων διανοητών, όπως πχ. του Πλάτωνα και του Αριστοτέλη. Επίσης οι σταυροφόροι επιστρέφοντας από τις (χριστιανικές) σταυροφορίες μεταξύ του 11ου και 13ου αιώνα, μαζί με τα διάφορα λεηλατημένα λάφυρα , έφεραν και πολλά βιβλία και θεωρίες. [1]

Κάστρο του Τολέδο

Ανώτεροι κληρικοί της καθολικής εκκλησίας ανέλαβαν, συντόνισαν και χρηματοδότησαν μια τεράστια επιχείρηση μετάφρασης των Αραβικών έργων στα λατινικά. Και τούτο βασικά διότι είχαν την άποψη:

για να αρνηθούμε το μουσουλμανικό δόγμα πρέπει προηγουμένως να το γνωρίσουμε”.

Αναπτύχθηκε λοιπόν μια πρωτοφανής επιχείρηση “οικειοποίησης” της γνώσης των Αράβων.


Πιο συγκεκριμένα:

(στοιχεία από την παρουσίαση: Η αφύπνιση της Δυτικής Ευρώπης του Ν. Καστάνη).

    1. Ο Αδελάρδος του Μπαθ [Adelard of Bath,1075-1164] μετάφρασε από τα Αραβικά τα στοιχεία του Ευκλείδη, τη μέτρηση του κύκλου του Αρχιμήδη, τους αστρονομικούς χάρτες του Αλ-Χουαρίζμι και την Αλμαγέστη του Πτολεμαίου.

Αδελάρδος του Μπαθ


2. Ο Ιωάννης της Σεβίλης [John of Seville, about 1125], μετάφρασε (πιθανόν) από τα Αραβικά την Αριθμητική του Αλ-Χουαρίζμι.

3. Ο Πλάτωνας του Τίβολι [Plato of Tivoli, about 1125], μετάφρασε το βιβλίο των Εμβαδών του Ισπανο-Εβραίου Αβραάμ Μπαρ Χίγια

4 Ο Τζεράρντ από την Κρεμόνα [Girard of Cremona, 1114-1187) μετάφρασε από τα Αραβικά , τα στοιχεία του Ευκλείδη, την Άλγεβρα του Αλ-Χουαρίζμι και την Πρακτική Αριθμητική του Αμπού Μπακρ

5. Ο Χέρμαν από την Καρίνθια [Herman of Carinthia, 1100-1160) μετάφρασε από τα Αραβικά τα στοιχεία του Ευκλείδη και την Επιπεδόσφαιρα του Πτολεμαίου. 

6. Ο Ρόμπερτ από το Τσέστερ [Robert of Chester, about 1150] μετάφρασε από τα Αραβικά τα στοιχεία του Ευκλείδη και τους Αστρονομικούς πίνακες του Αλ-Χουαρίζμι. [2]


Βιβλιογραφία - Αναφορές

1. David Blatner, Η χαρά του π, (μετάφραση του: The joy of π), εκδόσεις Ωκεανίδα, Αθήνα 2001

2. Η αφύπνιση της Δυτικής Ευρώπης (παρουσίαση σε Power point, από τον Ν. Καστάνη).




Γιάννης Φιορεντίνος
ΠΕ 04, ΜΔΕ Προχωρημένες Σπουδές στη Φυσική
(25)  Συνεχίζεται...





Δευτέρα 13 Ιουνίου 2011

ΑΡΑΒΙΑ (ΙΙ) Αλ Χουαρίζμι


Δεν είναι γνωστό αν ο Al Khowarismi προσπάθησε να υπολογίσει το λόγο της περιφέρειας κύκλου προς τη διάμετρό του αν και θα ήταν έκπληξη να μην το προσπάθησε. Στα έργα του χρησιμοποιεί για το π τις τιμές:

               π=3 και1/7   ,   π =sqrt(10)    ,   και π=62832/20000 

Την πρώτη τιμή (π=3 και 1/7) την αποδίδει σε Έλληνες ενώ τις άλλες δύο σε Ινδούς μαθηματικούς. Όμως το πιο σημαντικό είναι ότι στα γραπτά του χρησιμοποιεί Αραβικούς αριθμούς στους οποίους συμπεριλαμβάνονται το μηδέν και η υποδιαστολή.

             Τις ίδιες τιμές για το π πρέπει να χρησιμοποιούσαν και οι μαθηματικοί :

                                  Tabit ibn Qurra (826-901 μ.Χ.)  ,    και

                                  Al Birouni (973-1048 m.X.)
                                             

          

         Tabit ibn Qurra

        Ο   Tabit ibn Qurra  είναι γνωστός για την διάσωση του έρργου του Αρχιμήδη: “Περί επταγώνου”


          Al Birouni





       Τέλος ο αστρονόμος Al Kashi (γύρω στα 1430 μ.Χ.) δίνει για το π την τιμή:

                         π = 3,14159265358988732  
                 
η οποία έχει λάθος στο 13ο και 14ο ψηφίο. Ο All Kashi, έφτασε στην τιμή αυτή για το π, σε μιά μελέτη τουγια τον κύκλο όπου εφάρμοσε τη μέθοδο του Αρχιμήδη, για ένα πολύγωνο με:

                           1073741824 = 230   πλευρές.     [2]

                                             
                                                      (Al Kashi)



Βιβλιογραφία - Αναφορές

      1. David Blatner, Η χαρά του π, (μετάφραση του: The joy of π), εκδόσεις Ωκεανίδα, Αθήνα 2001              
    2. Η ιστορία του π, Παρασκευή Αρώνη, Μεταπτυχιακή Διπλωματική εργασία, http://www.math.uoa.gr/me/dipl/dipl_aroni.pdf    
        3. Tabit ibn Qurra
       4.  Al Birouni
       5.  Al Kashi



Γιάννης Φιορεντίνος
ΠΕ 04, ΜΔΕ Προχωρημένες Σπουδές στη Φυσική
(24)  Συνεχίζεται...

Παρασκευή 3 Ιουνίου 2011

ΑΡΑΒΙΑ (Αλ Χουαρίζμι)



                Μετά την κατάρρευση της Ρωμαϊκής Αυτοκρατορίας και την επικράτηση του Χριστιανισμού, ακολούθησε για την Ευρώπη μια περίοδος (1η χιλιετία μ.Χ.) γεμάτη πολέμους και διαμάχες. Ο σκοταδισμός που επικράτησε κατέστρεφε οιοδήποτε επιστημονικό ενδιαφέρον εκδηλωνόταν στην Ευρώπη, εκείνη την εποχή της θρησκευτικής μισαλλοδοξίας και των αντιμαχόμενων φατριών .[1]

            Η γνώση όμως έχει τον τρόπο της να ταξιδεύει, να εγκαθίσταται και να ευδαιμονεί στο κατάλληλο έδαφος, που για την εποχή εκείνη ήταν ο πρόσφορος μουσουλμανικός κόσμος. [1]

             Οι Άραβες προσέφεραν στη μαθηματική επιστήμη και γενικότερα στον πολιτισμό:

       α) Συγκεντρώνοντας και διαφυλάσσοντας σημαντικά έργα της αρχαιότητας και ειδικότερα των αρχαίων Ελλήνων, παραδίδοντάς τα στη συνέχεια στους μεταγενέστερους.

           β) Καλλιεργώντας, κατά τη σκοτεινή για την Ευρώπη εποχή του Μεσαίωνα, τα μαθηματικά και τις επιστήμες, παραδίδοντας στη συνέχεια στους Ευρωπαίους την γνώση τους,(καθώς και το Ινδικό σύστημα αρίθμησης). [2]

                  Ένας από τους πιο σημαντικούς Άραβες μαθηματικούς είναι ο Muhammed ibn Musa, γνωστότερος ως Al Khowarismi (Αλ Χουαρίζμι), ο οποίος έζησε γύρω στον 9ο  μ.Χ. Αιώνα. Το σημαντικότερο έργο του ήταν το Algebr ve Almocabelah. Ο όρος “Άλγεβρα” προέρχεται από τον τίτλο του συγκεκριμένου έργου, ενώ ο όρος “αλγόριθμος” προέρχεται από το όνομα του Αλ Χουαρίζμι.

              Σύμφωνα με την Βικιπαίδεια:

            “ Ο Αμπού Αμπντουλάχ Μοχάμεντ Ιμπν Μούζα Αλ Χουαρίζμι  (Περσικά/Αραβικά: أبو عبد الله محمد بن موسى الخوارزمي) (μ.Χ. 780 - 850 μ.Χ.) ήταν Πέρσης μαθηματικός, αστρονόμος και γεωγράφος, ένας λόγιος στον Οίκο της Σοφίας στην Βαγδάτη.

              Στο βιβλίο του σχετικά με τους υπολογισμούς Κιτάμπ Αλ-γκιάμπρ παρουσίασε για πρώτη φορά την συστηματική λύση της γραμμικής και δευτεροβάθμιας εξίσωσης. Θεωρείται ο «πατέρας» της άλγεβρας, τιμή την οποία μοιράζεται με τον Διόφαντο. Στον δωδέκατο αιώνα, οι λατινικές μεταφράσεις του έργου του στους Ινδικούς αριθμούς παρουσίασαν το δεκαδικό θεσιακό σύστημα αριθμού στον Δυτικό Κόσμο.  Αναθεώρησε την «Γεωγραφία» του Πτολεμαίου και έγραψε για την αστρονομία και την αστρολογία.


         Οι συνεισφορές του είχαν μεγάλο αντίκτυπο και στη γλώσσα, η λέξη «Άλγεβρα» προέρχεται από το Αλ-γκιαμπρ μια από τις δύο πράξεις που χρησιμοποιούσε για την επίλυση δευτεροβάθμιων εξισώσεων. Ο όρος Αλγόριθμος προέρχεται από το Algoritmi (Αλγκορίτμι), το Λατινικό του όνομα.  Η Ισπανική λέξη guarismo και η πορτογαλική algarismo προέρχονται από το όνομα του, και οι δυο λέξεις σημαίνουν ψηφίο.”




                  Μια σελίδα από την Άλγεβρα του Αλ Χουαρίζμι

     
        Για την συνεισφορά του, η Βικιπαίδεια αναφέρει:

          “Τα έργα του Αλ Χουαρίζμι στα μαθηματικά στην γεωγραφία στην αστρονομία και στην χαρτογραφία έθεσαν τις βάσεις για τις εξελίξεις στην άλγεβρα και την τριγωνομετρία. Η συστηματική του προσέγγιση στην επίλυση γραμμικών και δευτεροβάθμιων εξισώσεων οδήγησε στην λέξη άλγεβρα η οποία προέρχεται από τον τίτλο του βιβλίου του «Συνοπτικό Βιβλίο για τον Υπολογισμό με Μεταφορά και Απλοποίηση» (Αλ-Κιταμπ αλ μουχτασαρ φι χισαμπ αλ-τζαμπρ ουαλ-μουκα μπαλαالكتاب المختصر في حساب الجبر والمق).
          Το βιβλίο του Υπολογισμός με Ινδικούς Αριθμούς, γραμμένο περίπου το 825, ήταν υπεύθυνο για την διάδοση του Ινδικού αριθμητικού συστήματος σε όλη την Μέση Ανατολή και την Ευρώπη. Το βιβλίο μεταφράστηκε στα Λατινικά ως Algoritmi de numero Indorum. To Αλ Χουαρίζμι αποδόθηκε στα Λατινικά ως Algoritmi το οποίο οδήγησε στο Αλγόριθμος.
           Μερικά από τα έργα του βασίστηκαν σε Περσική και Βαβυλωνιακή αστρονομία, στους Ινδικούς αριθμούς και σε Ελληνικά μαθηματικά.
           Ο Αλ Χουαρίζμι συστηματοποίησε και διόρθωσε τις πληροφορίες του Πτολεμαίου για την Αφρική και την Μέση Ανατολή. Ένα άλλο σημαντικό βιβλίο του ήταν το Kitab surat al-ard («Η εικόνα της Γης», μεταφράστηκε ως Γεωγραφία) το οποίο παρουσίαζε τις συντεταγμένες βασισμένο στην
 «Γεωγραφία» του Πτολεμαίο αλλά με διορθωμένες τιμές για την Μεσόγειο, την Ασία και την Αφρική.
         Έγραψε επίσης για μηχανικές συσκευές όπως ο αστρολάβος και το ηλιακό ρολόι.
         Βοήθησε ένα έργο για τον καθορισμό της περιμέτρου της Γης και στη σύνταξη ενός παγκόσμιου χάρτη για τoν χαλίφη al-Ma'mun, επιβλέποντας 70 γεωγράφους.
          Όταν, τον 12ο αιώνα, τα έργα του απλώθηκαν στην Ευρώπη μέσω λατινικών μεταφράσεων, είχαν σημαντικές επιπτώσεις στο επίπεδο της ανάπτυξης των μαθηματικών στην Ευρώπη. Εισήγαγε αραβικούς αριθμούς στη Λατινική Δύση, βασισμένους σε δεκαδικό σύστημα το οποίο αναπτύχθηκε από ινδικές πηγές.”
      



Γραμματόσημο του 1983 της Σοβιετικής Ένωσης για τον εορτασμό των 1200 (κατά προσέγγιση) γενεθλίων του


Βιβλιογραφία - Αναφορές

(Για τον Αλ Χουαρίζμι).

 1. David Blatner, Η χαρά του π, (μετάφραση του: The joy of π), εκδόσεις Ωκεανίδα, Αθήνα 2001              
 2. Η ιστορία του π, Παρασκευή Αρώνη, Μεταπτυχιακή Διπλωματική εργασία, http://www.math.uoa.gr/me/dipl/dipl_aroni.pdf    
 3. Άρθρο στη Βικιπαίδεια για τον Αλ Χουαρίζμι
 4. Al Khowarizmi (Wikipedia).



Γιάννης Φιορεντίνος
 
ΠΕ 04, ΜΔΕ Προχωρημένες Σπουδές στη Φυσική
 
(23)  Συνεχίζεται...


Τρίτη 24 Μαΐου 2011

ΙΝΔΙΑ [ΙΙΙ] Βραχμαγκούπτα ( Brahmagupta)



Και ερχόμαστε στον 70 μΧ. αιώνα όπου στα Ινδικά μαθηματικά και την αστρονομία δεσπόζει η μορφή του Βραχμαγκούπτα (Brahmagupta). Ο Βραχμαγκούπτα έγραψε πολλές σπουδαίες εργασίες πάνω στα μαθηματικά και την αστρονομία. Το γνωστότερο έργο του είναι το: Brāhmasphuṭasiddhānta που γράφτηκε γύρω στα 628 μ.Χ. Στα 25 κεφάλαια του έργου περιέχονται πολλά πρωτότυπα μαθηματικά αποτελέσματα.

Για πολλά χρόνια ήταν επικεφαλής του αστεοσκοπείου της Ujjain, που εκείνη την εποχή ήταν ένα από τα σημαντικότερα αστεροσκοπεία της Ινδίας. Το έργο του ήταν κυρίως αστρονομικής φύσεως (όπως άλλωστε και τα περισσότερα μαθηματικά έργα της περιόδου αυτής). Ο Βραχμαγκούπτα αν και έζησε έναν αιώνα μετά τον Αριαμπάτα, στο έργο του συναντά κανείς, ελάχιστα κοινά σημεία με αυτά του προκατόχου του. [5.]

Σε ό,τι αφορά την τιμή του π, ο Βραχμαγκούπτα χρησιμοποιεί στα έργα του τις τιμές:
π = 22/7 , π = 3,1416 και π = sqrt(10)
Μια εκδοχή για το πώς έφτασε στην τιμή π = sqrt(10) , είναι το να βασίστηκε στα Αρχιμήδεια πολύγωνα. Πιθανόν να παρατήρησε ότι οι περίμετροι των πολυγώνων με 12, 24, 48 και 96 πλευρές, που είναι εγγεγραμμένα σε κύκλο διαμέτρου 10 δίνονται αντίστοιχα από τους αριθμούς:




sqrt (965) , sqrt(981) , sqrt(986) , sqrt(987) .

Έτσι μπορεί λανθασμένα να υπέθεσε ότι αυξάνοντας τον αριθμό των πλευρών, η περίμετρος τείνει στον αριθμό sqrt(1000) , έτσι ώστε:

π = sqrt(1000)/10 = sqrt(10) = 3,1623

Ο Brahmagupta συγκεκριμένα έγραψε ότι η «πρακτική» τιμή του π είναι 3 και η «καθαρή» τιμή του είναι: sqrt(10 ) Πιθανότατα η διάδοση αυτής της τιμής του π στην Ινδία αλλά και στην Ευρώπη, στη διάρκεια του μεσαίωνα, αντί της ακριβέστερης του Aryabhata να οφείλεται στο ότι είναι εύκολο να τη μάθει κανείς αλλά και να την απομνημονεύσει. [2].

Το 628, Βραχμαγκούπτα (Brahmagupta) ήταν ο πρώτος που διαπίστωσε πως η βαρύτητα ήταν μια ελκτική δύναμη. Εξηγούσε πως "τα
σώματα πέφτουν προς τη γη καθώς είναι στη φύση της γης να έλκει σώματα, όπως είναι στη φύση του νερού το να ρέει". Ο Σανσκριτικός όρος που χρησιμοποιούσε για τη βαρύτητα, 'gurutvā-karṣaṇam', σήμαινε 'η έλξη του βάρους'. Ο Βραχμαγκούπτα επίσης υιοθέτησε το ηλιοκεντρικό σύστημα για την βαρύτητα, το οποίο είχε νωρίτερα αναπτύξει ο Αριαμπιάτα (Aryabhata) το 499. (Wikipedia).


Βιβλιογραφία - Αναφορές
Για Βραχμαγκούπτα

1. Blatner, D. (2001).  Η χαρά του π. Μετάφραση του: The joy of π Ωκεανίδα: Αθήνα 
2. Αρώνη, Π. (2008). Η ιστορία του π. Μεταπτυχιακή Διπλωματική εργασία http://www.math.uoa.gr/me/dipl/dipl_aroni.pdf
3. Άρθρο Brahmagupta στην αγγλόφωνη Wikipedia, the free encyclopedia
http://en.wikipedia.org/wiki/Brahmagupta
5. Ντάλα, Γ. (2006). Tα αρχαία Ινδικά μαθηματικά μέχρι τον 70 μΧ. αιώνα.  Μεταπτυχιακή διπλωματική εργασία


Γιάννης Φιορεντίνος
ΠΕ 04, ΜΔΕ Προχωρημένες Σπουδές στη Φυσική
(22)  Συνεχίζεται...

Κυριακή 15 Μαΐου 2011

ΙΝΔΙΑ [ΙΙ] Ο ΑΡΙΑΜΠΧΑΤΑ



O Aryabhata (476 μΧ. - 550 μΧ.) υπήρξε ο πρώτος μεγάλος μαθηματικός και αστρονόμος της κλασσικής εποχής των Ινδικών μαθηματικών και της Ινδικής αστρονομίας. Τα πιο διάσημα έργα του είναι το Aryabhatiya (γράφτηκε το 499 μΧ. όταν ο  Aryabhata ήταν μόλις 23 ετών) και το έργο Arya-siddhanta.

        Στο έργο  Aryabhatiya περιέχονται συγκεντρωμένα όλα τα προηγούμενα Ινδικά αστρονομικά και μαθηματικά επιτεύγματα και έργα, συνιστά λοιπόν κάτι αντίστοιχο με τα Στοιχεία του Ευκλείδη. Ενώ αναφέρονται οι λύσεις πολλών προβλημάτων, συνήθως δεν γίνεται μνεία στον τρόπο με τον οποίο προέκυψαν οι συγκεκριμένες λύσεις. Έτσι περιγράφεται ο τρόπος εύρεσης των θετικών και ακέραιων ριζών μιας εξίσωσης πρώτου βαθμού με δύο αγνώστους. Παρουσιάζονται οι συναρτήσεις ημίτονο (που συνοδεύεται από πίνακα ημιτόνων), συνημίτονο και παρημίτονο (1-cos(x)).

                          Στο ίδιο έργο βρήκε μια εξίσωση με τη βοήθεια της οποίας βρήκε την περίμετρο ενός πολυγώνου με 384 πλευρές και κατέληξε στην τιμή :
                                                 π = (9,8684)1/2
 δηλαδή:            
                                                       π = 3,1414   

Ανακοίνωσε την ανακάλυψή του γράφοντας ένα ποίημα, το Γκανίτα, με 33 δίστιχα,  στο οποίο (και πιο συγκεκριμένα στο τέταρτο δίστιχο )  έδινε για το π  ως προσέγγιση την τιμή:      
 
«Πρόσθεσε 4 στο 100, πολλαπλασίασε επί 8, και πρόσθεσε ακόμα 62.000. Το αποτέλεσμα είναι η κατά προσέγγιση περίμετρος ενός κύκλου με διάμετρο 20.000.»  
                                
Σύμφωνα λοιπόν με την παραπάνω πρόταση:

                          π = [(100+4).8+62000]/20000

                                                                                              ή
                                       π = 62832/20000
                                                                                              ή
                                          π =3927/1250
                                                                                              ή
                                           π = 3,1416

(Δηλαδή τελικά το “προσεγγιστικό ” ποιηματάκι έδινε καλύτερη τιμή για το π απ΄ότι ο ίδιος ο υπολογισμός).



        Βιβλιογραφία – Αναφορές:

 David Blatner, Η χαρά του π, (μετάφραση του: The joy of π), εκδόσεις Ωκεανίδα, Αθήνα 2001              

   Η ιστορία του π, Παρασκευή Αρώνη, Μεταπτυχιακή Διπλωματική εργασία, http://www.math.uoa.gr/me/dipl/dipl_aroni.pdf


http://en.wikipedia.org/wiki/Aryabhata


Γιάννης Φιορεντίνος
ΠΕ 04, ΜΔΕ Προχωρημένες Σπουδές στη Φυσική
(21)  Συνεχίζεται...

Πέμπτη 5 Μαΐου 2011

ΙΝΔΙΑ



Στα μέσα της πρώτης μετά Χριστόν χιλιετίας τα μαθηματικά γνώρισαν μεγάλη ανάπτυξη και στην Ινδία, ενδεχομένως λόγω των μαθηματικών και επιστημονικών γνώσεων που εισήχθησαν αρχικά από την Ελλάδα, με τις κατακτήσεις του Μ. Αλεξάνδρου (4ος αιώνας π.Χ.) και αργότερα από τη Ρώμη.

Οι Ινδοί είχαν αναπτύξει αξιόλογο πολιτισμό την ίδια περίπου εποχή με τους Αιγύπτιους και του Βαβυλώνιους, χωρίς όμως να είναι γνωστά πολλά πράγματα για τον πολιτισμό τους αυτό, καθόσον δεν διασώθηκαν και πολλά στοιχεία από την πρώιμη αυτή περίοδο της Ινδικής ιστορίας. Εμμέσως γνωρίζουμε ότι όπως και οι Αιγύπτιοι και οι Βαβυλώνιοι, έτσι και οι Ινδοί γνώριζαν το Πυθαγόρειο θεώρημα καθώς και ότι είχαν αναπτύξει σε μεγάλο βαθμό την Αστρονομία.

Μία από τις λίγες άμεσες πηγές που έχουμε είναι το αρχαιότερο έργο στην Ινδία, το Sulva Sutra, το οποίο κυρίως περιέχει αναφορές για την κατασκευή βωμών για θυσίες. Για το έργο αυτό που είναι γραμμένο σε έμμετρο λόγο, δεν είναι γνωστή ούτε η ακριβής χρονολογία συγγραφής, ούτε ο συγγραφέας. Σύμφωνα με τον Loria (Loria, G., Ιστορία των μαθηματικών , Εκδόσεις Ε.M.E, Αθήνα 1971), το πιο πιθανό είναι να γράφτηκε στην περίοδο 200 μ.Χ. - 400 μ.Χ. Επίσης ο Kaye (Kaye, G. R., Indian Mathematics (2ος τόμος), Isis, 1914), αναφέρει ότι πρέπει να γράφτηκε σίγουρα μετά το 200 μ.Χ, άποψη με την οποία συντάσσονται οι περισσότεροι μελετητές.

Στο Sulva Sutra λοιπόν υπήρχε κυρίως μια συλλογή από θρησκευτικούς κανόνες, αλλά περιέχονταν επίσης και αρκετές μαθηματικές γνώσεις και πληροφορίες καθώς και στοιχεία αστρονομίας. Μεταξύ των άλλων περιέχεται και ένας κανόνας για την κατασκευή ενός κύκλου με εμβαδό ίσο με το εμβαδό ενός (δοσμένου) τετραγώνου.Σύμφωνα λοιπόν με τον κανόνα αυτό:

Στο 1/2 της πλευράς του τετραγώνου προσθέτουμε το 1/3 της διαφοράς μεταξύ του 1/2 της διαγωνίου και του 1/2 της πλευράς. Το μήκος που προκύπτει μας δίνει την ακτίνα του κύκλου που έχει το ίδιο εμβαδόν με το τετράγωνο”.

Δηλαδή, η ακτίνα του “ισεμβαδικού” κύκλου είναι:

R = a/2 +1/3.(a.sqrt(2)/2 – a/2) = a/3 (1+sqrt(2)/2) ,

όπου με sqrt εννοούμε την τετραγωνική ρίζα (square root).

Με βάσει την παραπάνω σχέση βρίσκει κανείς για το π την τιμή:

π = 3,0884

δηλαδή μια όχι και τόσο ικανοποιητική προσέγγιση.

Βιβλιογραφία – Αναφορές

David Blatner, Η χαρά του π, (μετάφραση του: The joy of π), εκδόσεις Ωκεανίδα, Αθήνα 2001

Η ιστορία του π, Παρασκευή Αρώνη, Μεταπτυχιακή Διπλωματική εργασία, http://www.math.uoa.gr/me/dipl/dipl_aroni.pdf


Γιάννης Φιορεντίνος
ΠΕ 04, ΜΔΕ Προχωρημένες Σπουδές στη Φυσική
(20)  Συνεχίζεται...