‏إظهار الرسائل ذات التسميات تاريخ الرياضيات. إظهار كافة الرسائل
‏إظهار الرسائل ذات التسميات تاريخ الرياضيات. إظهار كافة الرسائل

الأحد، 14 أغسطس 2022

عن أصول الرياضيات

 
عن أصول الرياضيات
عن أصول الرياضيات

عن أصول الرياضيات

تعليقا على مقال السيد الأستاذ الدكتور عبدالعظيم أنيس «أسس 
الرياضيات وانقلاب جودل» المنشور بصفحة «ثقافة» بملحق اهرام الجمعة 
٦/۱۱/١٩٩٨، أستأذن القراء الكرام في أن اضع بين أيديهم ما یلي :

(۱) لم يكن مشروع فريجة لرد الرياضيات الى المنطق استجابة لأية دعوة 
من هیلبرت بل كان جزءا من جدل تاریخي طویل بین التناقض والاتساق.
(۲) وعلى العكس ، فإن مشروع هيلبرت - المخلف جوهريا - كان استجابة
للتناقض الذي اكتشفه رسل في مشروع فريجة وهو استمرار للجدل 
التاريخي المشار اليه عاليه.
(٣) إذا كانت هناك منظومة متناقضة فان إضافة مصادرة جديدة اليها 
لن يرفع التناقض. بل بالعكس، فإن حنف - أو إضعاف - مصادرة قائمة قد
يرفع التناقض.
(٤) لم يبرهن کورت جودل على استحالة إيجاد نظام ریاضي متسق 
وكامل، فهذا ممكن. اما الاستحالة التي برهن عليها جودل فتنصب على نظم 
تتمتع بصفات جوهرية أخرى الى جانب الاتساق والكمال.
(٥) قبل کوهين بربع قرن، برهن جودل على أن «فرض المتصل» لا يمكن 
نفيه من نظرية الفئات المعروفة (شريطة أن تكون هذه النظرية متسقة). أما 
الذي أضافه کوهین فهو أن هذا الفرض لا يمكن اثباته في هذه النظرية إذا ما 
كانت متسقة.
(٦) يمكن لمن يروم معرفة المزيد عن نتيجة جودل المشار اليها من (٤) 
وتداعياتها أن يرجع الى :
(أ) «انهيار الیقین، هل يمكن ميكنة الحقائق» مجلة عالم الفكر، المجلد 
العشرون، العدد الرابع (ص ٩١٧ - ٩٣٢). 
(ب) «نحو معرفة ديناميكية : الصدق والبرهان» مجلة سطور، سبتمبر 
۱۹۹۷ (ص ٥٩ - ٦١).

أ.د. محمد عامر
استاذ الرياضيات 
كلية العلوم جامعة القاهرة

المصدر: جريدة الأهرام - ملحق الأهرام صفحة 11 - الجمعة 13 نوفمبر 1998.(رابط)

الجمعة، 6 مايو 2022

انهيار الیقين، هل يمكن میكنة الحقائق؟ تأليف د. محمد عامر

انهيار الیقين * 
هل يمكن میكنة الحقائق؟ 
محمد عامر

مقدمة :
يرى بعض المشتغلين بالعلوم الإنسانية أو فلسفتها أن 
على هذه العلوم أن تنسج على منوال العلوم الطبيعية ، أو 
ما يسمى بالعلوم المنضبطة . وهم يربطون هذا بقضية 
استخدام الرياضيات كأداة ، كما يربطونه بقضية
اليقين .

ولما كان من المتعارف عليه أن الرياضيات هي قلعة 
اليقين ، فقد يكون من المفيد أن يتعرف المشتغلون 
بالعلوم الإنسانية على ما آلت إليه قضية اليقين في 
الرياضيات ، حتى يقرروا لأنفسهم ما إذا كان من 
المجدي أن يجعلوا ( أو يستمروا في جعل ) بلوغ اليقين 
أحد أهدافهم .

وهذا المقال يركز على عرض وشرح النتائج التي 
نشرها كورت جودل Kurt Godel عام ۱۹۳۱ والتي تبين 
- فيما تبين - أنه لا يمكن ( ولن يمكن ) الاطمئنان إلى خلو 
كثير من النظريات الأساسية في الرياضيات من 
التناقضات المنطقية . ويربط المقال بين هذه النتائج 
وقضايا ميكنة الحقائق ، ثم يقدم ويناقش بعض الأفكار 
الفلسفية المتعلقة بهذه الأمور .

نظرة تاريخية :

مرت الرياضيات في تاريخها بأزمات استوجبت إعادة 
النظر في الأسس التي تقوم عليها ، ولعل أولى هذه 
الأزمات تلك التي شهدتها الهندسة في عصر الفيثاغوريين 
منذ حوالي أربعة وعشرين قرناً .

كان الفيثاغوريون يأخذون بـ « المسلمة » التالية ، 
ويقيمون براهين هندستهم عليها . لكل قطعتين 
مستقيمتين أ ب ، حـ د توجد قطعة مستقيمة هـ و
بحيث تكون كل من أ ب ، حـ د من مضاعفات هـ و. أي أننا إذا أخذنا هـ و كوحدة لقياس الطول ، كان كل من 
طول أ ب وطول حـ د عدداً صحیحاً . وكانت هذه « المسلمة » متفقة مع عقيدة الفيثاغوريين الكونية التي تجعل الأعداد 
الصحيحة أساس كل شيء . لكنهم - لبالغ أسفهم - اكتشفوا أن هذه « المسلمة » غير صحيحة . فقد استطاعوا إثبات 
أنه إذا كان ح ط ي ك مربعا وكانت القطعة أ ب هي الضلع ح ط ، والقطعة حـ د هي القطر ح ي ، لما وجدت قطعة 
هـ و تحقق الشروط المطلوبة . فزعزع هذا عقيدتهم كلها وليس هندستهم فقط .




وقد ظلت الهندسة في أزمة إلى أن وضع يودوکسس ( ٤۰۸ - ۳٥٥ ق. م ) تعريفه للتناسب . فدخلت بذلك 
الهندسة عصراَ جديداً ، هو العصر الذي تسمى هندسته بالهندسة الأقليدية ، إذ أنها قد انتقلت إلينا من خلال كتاب 
أقليدس الشهير  « المبادئ » .

لنقفز الآن ۲۳۰۰ سنة من الزمان لنصل إلى الأزمة التي شهدتها الرياضيات مع دورة القرن التاسع عشر ، والتي 
كانت نتائج جودل من تداعياتها . ولنوفر على القارىء مؤونة الدخول في تفصيلات فنية قد لا يستسيغها ، نكتفي 
بالقول بأن هذه الأزمة بلغت من العنف حداً استوجب إعادة النظر ليس في الرياضيات ذاتها فقط ، بل أيضا في المنطق 
الذي تقوم عليه الرياضيات ، وفي اللغة التي تصاغ من خلالها الرياضيات .

وكتمهيد لعرض نتائج جودل سنناقش فيما يلي بعض المشكلات المنطقية ، ومن خلالها سنتعرض لبعض القضايا 
اللغوية . وسنحاول تجنب أو تبسيط الأمور الفنية قدر الإمكان . وعلى كل فنحن ندعو القارئ إلى عدم التهيب من هذه 
الأمور الفنية ، كما ندعوه إلى عدم التهيب من التعامل مع الرموز القليلة التي سنضطر إلى استخدامها .

الصدق :

الصدق عكس الكذب ، وكل منهما صفة من صفات الجُمَلْ ، أو بالأحرى بعض الجمل ، فالجمل الإنشائية لا 
توصف بالصدق ولا بالكذب . لكننا نود أن يكون بالإمكان وصف كل جملة خبرية ( ذات معنى ) بالصدق أو 
بالكذب ، وليس بالاثنين معاً . هنا تقابلنا عقبة كأداء ، يمكن تجسيدها في الجملة التالية :

هذه الجملة كاذبة

فإذا ما افترضنا أن الجملة المكتوبة على السطر السابق صادقة خلصنا إلى أنها كاذبة ، والعكس بالعكس .

لأسباب كهذه اصطنع المناطقة لغات رمزية تبلغ من الضعف حداً لا يسمح بأن نصوغ فيها جملة تكذب نفسها . 
وفي نفس الوقت تكون على قدر من القوة يكفي لأن نصوغ فيها نظریات رياضية ( أو علمية ، بصفة عامة ) هامة .

كيف نتعامل مع اللغات الرمزية من حيث الصدق والكذب ؟ لننظر في المثال التالي ، الذي سنصوغه صياغة 
نصف رمزية تخفيفاً على القارىء .

لكل س ، توجد ص ، بحيث ( س = ص + ص )

هل الجملة السابقة صادقة ؟ الجواب يتوقف على الإطار الذي نفسرها فيه . فإذا كان الإطار هو الأعداد 
الطبيعية : صفر ، ۱ ، ۲ ، ۳ ، . . . معرفاً عليها الجمع ، كان الجواب بالنفي لأننا لو أخذنا ۳ كقيمة س ، لما 
وجدنا عدداً طبيعياً ص بحيث ( ۳ = ص + ص ) . أما إذا كان الإطار هو الأعداد الكسرية معرفاً عليها الجمع ، فإن الجواب 
يكون بالإيجاب . لأنه إذا كانت س عدداً کسرياً ، فإن س/2 عدد کسري أيضاً . ولذا فما علينا إلا أن نأخذ س/2 كقيمة 
ص لنجد ( س = س/2 + س/2 = ص + ص ) .

وعلى هذا فصدق الجملة أو كذبها لا يتوقف عليها وحدها ، وإنما يتوقف - بصفة عامة - على إطار التفسير أيضاً . 
والجمل الصادقة في جميع الأطر تسمى جملا صادقة منطقيا ، وتلك الكاذبة في جميع الأطر تسمى جملا كاذبة منطقيا .

البرهان :

فكرة إقامة البراهين على مسلمات فكرة قديمة ، ترجع إلى عصر إقليدس ، على الأقل . أما الجديد فهو ألا ننتقل 
من خطوة في البرهان إلى خطوة أخرى إلا على أساس قواعد محددة سلفاً تسمى قواعد الاستنتاج . هذه القواعد ليست 
اختيارية تماماً ، بل يراعى في اختيارها أن تسمح بانسياب الصدق . أي أنه إذا كانت إحدى القواعد تنقلنا من عدة جمل 
( تسمى المقدمات ) إلى جملة ( تسمى التالية ) ، فإن التالية تكون صادقة في كل إطار تصدق فيه جميع المقدمات . أيضاً 
يراعى في اختيار قواعد الاستنتاج أن تكون واضحة ، بحيث يسهل تبين مواضع تطبيقها ، كما يسهل تطبيقها نفسه ، 
بل إن كلا من هذا وذاك يجب أن يكون بالإمكان إجراؤه بطريقة ميكانيكية . 

وكمثال على قاعدة استنتاج يسهل أن نرى أنها تتمتع بكل الصفات السابقة ، نذكر قاعدة الفصل وهي :

من ( أ ← ب ) ، أ ينتج ب 

حيث كل من أ، ب جملة ، أما السهم « ← » فهو يعني الاستلزام . المقدمات هنا هي أ ، ( أ ← ب ) ، أما 
التالية فهي ب .

بالاستعانة بقواعد الاستنتاج ، يمكن أن نعرف البرهان على أنه متابعة منتهية (١) من الجمل ، كل منها مسلمة ، 
أو يمكن استنتاجها - من جمل سابقة عليها في المتابعة - بإحدى قواعد الاستنتاج . الجملة الأخيرة في المتابعة تسمی 
مبرهنة ، والمتتابعة تسمى برهانها .

هل ثمة شروط على المسلمات ؟ بصفة عامة لا ، لكننا نود في كثير من الأحيان أن يكون من السهل التعرف 
عليها ، بل أن يكون بالإمكان أن نتعرف عليها بطريقة ميكانيكية . أي نريد أن تكون هناك ماكينة ( كمبيوتر مثلا ) إذا 
ما أعطيناها أية جملة من جمل لغتنا الرمزية قالت لنا - خلال فترة محدودة من الزمن - ما إذا كانت هذه الجملة مسلمة أم 
لا . وواضح أن هذا الشرط يكون مستوفی دائماً إذا ما كان عدد المسلمات منتهيا . لأنه ما على الماكينة في هذه الحال إلا 
أن تقارن الجملة المعطاة بالمسلمة الأولى ، فإن كانت هي ، وقفت مجيبة بالإيجاب وإن لم تكن هي ، انتقلت إلى المقارنة 
بالمسلمة الثانية ، وهكذا . فإن لم تكن الجملة أيا من المسلمات ، توقفت الماكينة مجيبة بالنفي .

سنقول لمجموعة من المسلمات إنها فعالة إذا كان بالإمكان التعرف عليها ميكانيكا . وبناء على الفقرة السابقة 
تكون كل مجموعة منتهية من المسلمات فعالة . هل توجد مجموعة من المسلمات لا نهائية وفعالة في ذات الوقت ؟ نعم ، 
ببساطة خذ مجموعة المسلمات على أنها المجموعة المكونة من كل الجمل . لكن هل توجد مجموعة غير فعالة ؟ هذا ما 
سنعود إليه فيها بعد .

واضح أنه إذا ما اخترنا مسلماتنا بحيث تكون جميعها صادقة منطقيا ، كانت مبرهناتنا جميعها صادقة منطقياً 
كذلك ، ماذا عن العكس ؟ هل يمكن اختيار مسلمات وقواعد استنتاج بحيث تكون كل الجمل الصادقة منطقياَ 
مبرهنات ؟ نعم ، ببساطة اعتبر كل جملة صادقة منطقياً مسلمة ، وفي هذه الحال يمكن حتى الاستغناء عن قواعد 
الاستنتاج تماماً ، ويصير كل برهان مكوناً من جملة واحدة . لكن ماذا إذا ما اشترطنا في مسلماتنا أن تكون فعالة ؟

نالت هذه المشكلة قدراً كبيراً من اهتمام المناطقة . ويمكن القول بأنها قد حلت حلا إيجابياً بالنسبة للغات الرمزية 
التي تعنينا هنا . أي أمكن التوصل إلى مسلمات فعالة ( سنسميها المسلمات المنطقية ) وقواعد استنتاج بحيث تكون كل 
المبرهنات جملا صادقة منطقياً ، والعكس بالعكس .

النظريات :

بالاستعانة بالمفاهيم والتعريفات السابقه ، يمكن إزالة كثير من الغموض الذي يكتنف مفهوم « النظرية » . فكلما 
ألحقنا بالمسلمات المنطقية مجموعة من المسلمات ( سنسميها مسلمات إضافية ) نتجت لنا مجموعة من المبرهنات التي 
تختلف - بصفة عامة - باختلاف المسلمات الإضافية الملحقة . مجموعة المبرهنات هذه تسمى نظرية ، على وجه التحديد 
النظرية المولدة بالمسلمات الإضافية .

قد يكون من المفيد أن نذكر على سبيل المثال ، نظرية الهندسة الاقليدية . من مبرهنات هذه النظرية الجملة 
القائلة بأن مجموع زوايا المثلث مائة وثمانون درجة . نحتاج لبرهان هذه الجملة المسلمات الإضافية الخاصة بالهندسة 
الاقليدية ، فهي لا يمكن برهنتها انطلاقاً من المسلمات المنطقية فقط . بل إننا إذا استبدلنا بمسلمات الهندسية الأقليدية 
مسلمات إحدى الهندسات اللا إقليدية ، أمكننا البرهان على أن مجموع زوايا المثلث تختلف عن مائة وثمانين درجة . 
بالرغم من أن الأساس المنطقي هو هو ، أي نفس المسلمات المنطقية ونفس قواعد الاستنتاج .

وحتى لا يحدث أي لبس ، نود أن نوضح أن أية جملة يمكن أن تختار كمسلمة إضافية . أي أننا لا نشترط في 
المسلمات الاضافية أن تكون واضحة بذاتها أو أي شيء من هذا القبيل . فالمسلمات الإضافية هي إذن أقرب إلى 
الفروض منها إلى المفهوم القديم للمسلمات .

هذا لا يعني أن المسلمات تختار اعتباطاً . فهناك عوامل علمية وتاريخية وجمالية وغير ذلك تؤثر في الاختيار . 
وليس هنا مجال تفصيل هذا الأمر . ولذا فإننا سنكتفي بالحديث الموجز عن اعتبارين نحاول عادة أن نراعيها في اختيار 
المسلمات الإضافية هما : الاتساق والفعالية .

يقال لنظرية ( أو لمجموعة المسلمات الإضافية التي تولدها ) انها متسقة إذا لم يكن من بين مبرهناتها جملتان 
إحداهما تتنافى مع الأخرى . ويمكننا إدراك خطورة قضية الاتساق إذا ما عرفنا أن المناطقة قد أثبتوا ( الاثبات سهل ، 
لكننا لن نثقل به على القارىء هنا ) أن النظرية غير المتسقة تشمل مبرهناتها جميع الجمل . أي أنه في حال عدم الاتساق 
يمكن برهان كل جملة كما يمكن برهان نفي كل جملة ، وبذا تفقد النظرية جدواها .

الفعالية ، عرفناها من قبل . وأهمية أن تكون النظرية ذات مسلمات إضافية فعالة تكمن في أنه إن لم يكن الأمر 
كذلك فسيتعذر التعرف على هذه المسلمات . بمعنى أننا إذا أعطينا جملة فقد لا نتمكن من الحكم على ما إذا كانت هذه 
الجملة إحدى المسلمات الإضافية أم لا .

هناك أيضاً ميزة هامة أخرى . لنفرض أن لدينا مجموعة فعالة من المسلمات الإضافية . إذا أعطينا أية متتابعة 
منتهية من الجمل فإنه سيكون بإمكاننا أن نعرف بالنسبة إلى كل جملة منها ما إذا كانت مسلمة ( منطقية أو إضافية ) ، أو 
يمكن استنتاجها - من جمل سابقة عليها في المتتابعة . بإحدى قواعد الاستنتاج ، أو لا هذا ولا ذاك . ويمكن أن يجري كل 
هذا بطريقة ميكانيكية .

وعلى هذا فبالنسبة إلى أية نظرية ذات مجموعة فعالة من المسلمات الإضافية ، تتحول عملية الحكم على ما إذا 
كانت متتابعة منتهية ما من الجمل برهاناً أم لا إلى عملية ميكانيكية بسيطة ، بعد أن كانت عملية ذات أبعاد عقلية 
ونفسية عميقة .

الاسئلة :

ما دام الاتساق وتوافر مسلمات إضافية فعالة ، من الصفات الهامة للنظريات ، فمن الطبيعي أن نسأل بالنسبة 
إلى نظرية رياضية ما ، إذا ما كانت تتمتع بهاتين الصفتين .

وهذا ما فعله جودل بالنسبة إلى نظرية الأعداد . والمقصود بالأعداد هنا هي الأعداد الطبيعية : صفر ، ۱ ، ۲ ، ۳
 ، . . . . والذي أهل هذه النظرية لأن تكون موضع عناية جودل هو أنها نظرية محورية في الرياضيات وفي المعرفة 
البشرية بصفة عامة ، وأن لها أهمية تاريخية فائقة ، وأنها بسيطة بالمقارنة بكثير غيرها من النظريات .

ما المقصود بالضبط بنظرية الأعداد ؟ اتخذ جودل لنفسه لغة رمزية ( لن نثقل على القارئ بتفصيلاتها ) يمكنه أن 
يتحدث بها عن الأعداد وجمعها وضربها . وكما بينا في حديثنا عن الصدق ( انظر عاليه ) ، فإن صدق أو كذب جمل هذه 
اللغة يتوقف على الاطار الذي نفسرها فيه ، والاطار الطبيعي للتفسير في حالنا هذه هو الأعداد الطبيعية معرفاً عليها 
الجمع والضرب . سنسمي هذا الإطار ، الإطار الطبيعي .

مجموعة الجمل الصادقة في الإطار الطبيعي تكون نظرية ، سنرمز إليها بالرمز ݨ  ، وهي ما سنعتبره - في هذا 
المقال - نظرية الأعداد ، وأيضاً مجموعة الحقائق المتعلقة بالأعداد .

هل يمكن تولید ݨ من مجموعة من المسلمات الإضافية ؟ نعم ، ببساطة أجعل ݨ كلها مجموعة المسلمات 
الإضافية . لكن ماذا عن الفعالية ؟ هل توجد مجموعة فعالة من المسلمات الإضافية بحيث تكون ݨ هي النظرية 
المولدة بها ؟ هذا هو السؤال الأول الذي طرحه جودل(۲) .

لم يبدأ جودل محاولة الإجابة من فراغ . فقد كان لديه بالفعل مسلمات نظرية الأعداد التي تنسب إلى الرياضي 
الإيطالي بيانو ( يقال أن الأصوب أن تنسب إلى الرياضي الألماني دیدیكند ) . أعاد جودل صياغة هذه المسلمات في لغته 
الرمزية ، وانطلق منها كمجموعة من المسلمات الاضافية . سنرمز إلى هذه المجموعة من المسلمات الإضافية بالرمز 
ݥ ، وإلى النظرية المولدة بها بالرمز ࢶ .

يمكن بسهولة إثبات أن كل مسلمة في المجموعة ݥ صادقة في الإطار الطبيعي، وبالتالي فإن كل مبرهنة في ࢶ
صادقة بدورها في الإطار الطبيعي . وعلى هذا فالنظرية ࢶ هي جزء من النظرية ݨ .

يمكن بسهولة أيضا إثبات أن المجموعة ݥ فعالة . ومن ثم فإن النظرية ࢶ مولدة بمجموعة فعالة من 
المسلمات . وعلى هذا فإذا كانت ( ݨ = ࢶ ) فإن الإجابة عن سؤال جودل الأول ستكون بالإيجاب .

هل ( ݨ =ࢶ )؟ هذا هو سؤال جودل الثاني . أما سؤال جودل الثالث فهو : ماذا عن اتساق ࢶ ؟

إذا كانت الاجابة عن السؤال الثاني بالإيجاب ، فإن قضية اتساق ݨ ستكون هي نفسها قضية اتساق ࢶ . أما 
إذا كانت الإجابة بالنفي ، فإن اتساق ݨ يستلزم اتساق ࢶ والعكس قد لا يكون صحيحاً . أما لماذا اهتم جودل 
باتساق ࢶ دون ݨ ، فهذا ما سيتضح فيما بعد .

الجمل والأعداد :

من قديم طوّر الناس ما يسمى بحساب الجمل . وهو - عند العرب المشارقة - عقد تناظر بين حروف الهجاء تبعاً 
لترتيبها الوارد في أبجد هوز . . . وبين الأعداد . فالأحرف التسعة الأولى للآحاد ، والتي تليها للعشرات ، والتي تليها 
للمئات ، والحرف الأخير « غ » ، للألف . وبذا تدل كل كلمة على عدد ، هو مجموع الأعداد التي تناظر حروفها . 
وتدل كل جملة على عدد ، هو مجموع الأعداد التي تدل عليها كلماتها . فمثلا « في المشمش » تدل على ۸۰۱ . ولذا 
فعندما سئل أحد الظرفاء عن تاريخ موت السلطان برقوق ، أجاب : في المشمش ( انظر المعجم الكبير - حرف الهمزة - 
إصدار مجمع اللغة العربية عام ۱۹۷۰ - ص ۲۳ ) .

ويبدو أن جودل قد استفاد من هذه الأفكار ، فناظر بين رموز لغته وبين بعض الأعداد ، بطريقة ليس هنا مجال 
شرح تفصيلاتها . سمحت هذه الطريقة لجودل أن يناظر أيضاً بين الجمل وبين بعض الأعداد ، وأيضا بين المتتابعات 
المنتهية من الجمل وبين بعض الأعداد . لكن تركيز جودل لم يكن على أن الجمل تدل على أعداد ، بل على أن بعض 
الأعداد تدل على رموز ، أو على جمل ، أو على متتابعات منتهية من الجمل . وبذا صار بإمكانه أن يخبر عن الجمل ، بأن 
يخبر عن الأعداد التي تدل عليها . فمثلا نجح جودل في أن يصوغ في لغته الرمزية جملة تقول « أ ، ك كذا وكذا وكذا » ، 
بحيث يكون تفسير هذه الجملة في الإطار الطبيعي هو أن أ عدد يدل على جملة ، وك عدد يدل على متابعة منتهية من 
الجمل ، هي برهان للجملة التي يدل عليها العدد أ ، انطلاقا من مجموعة المسلمات الإضافية ݥ .

أكثر من ذلك ، استطاع جودل أن يصوغ جملة حـ تفسيرها في الإطار الطبيعي هو :

لا يوجد برهان للجملة حـ انطلاقا 
من مجموعة المسلمات الإضافية ݥ

أي أن الجملة حـ تتحدث عن نفسها بطريقة تذكرنا بالجملة التي تكذب نفسها ، التي تحدثنا عنها من قبل .

النتائج :

هل الجملة حـ صادقة في الإطار الطبيعي ، وهل هي بالتالي إحدى مبرهنات النظرية ݨ ؟ هل هي إحدى 
مبرهنات النظرية ࢶ ؟ 

لنبحث الأمر . لنفرض أن حـ إحدى مبرهنات ࢶ . إذن حـ إحدى مبرهنات ݨ ، لأن ࢶ جزء من ݨ . 
أيضاً ، فرضنا أن حـ إحدى مبرهنات ࢶ ، يعني أنه يوجد برهان للجملة حـ انطلاقاً من مجموعة المسلمات الإضافية 
ݥ . من هذا نري أن حـ كاذبة في الإطار الطبيعي . ومن ثم فإن حَـ ( التي سنرمز بها إلى نفي حـ ) صادقة في الإطار 
الطبيعي ، وبالتالي فإن حَـ إحدى مبرهنات ݨ . وعلى هذا فإن النظرية ݨ غير متسقة لأن كلا من حَـ ، ونفيها 
حًـ ، من بين مبرهنات ݨ .

ملخص ما سبق هو :
إذا كانت حـ إحدى مبرهنات ࢶ ، فإن ݨ غير متسقة . 
وبأخذ عکس النقيض - كما يقول المناطقة - نخلص إلى أن : 
إذا كانت ݨ متسقة ، فإن حـ ليست إحدى مبرهنات ࢶ .

لنفرض الآن أن ݨ متسقة . إذن حـ ليست إحدى مبرهنات ࢶ . وهذا يعني أنه لا يوجد برهان للجملة حـ 
انطلاقاً من مجموعة المسلمات الاضافية ݥ . من هذا نرى أن حـ صادقة في الاطار الطبيعي ، وبالتالي فإن حـ إحدى 
مبرهنات ݨ . بإضافة هذا إلى النتيجة السابقة نصل إلى أنه :

إذا كانت ݨ متسقة ، فإن حـ إحدى
مبرهنات ݨ ، لكنها ليست إحدى مبرهنات ࢶ . 

وعلى هذا فإن ݨ تختلف عن ࢶ . وبذا نكون قد أجبنا عن سؤال جودل الثاني بالنفي ، بفرض أن ݨ 
متسقة .

ما سبق لا يكفي للاجابة عن السؤال الأول بالنفي هو الآخر . حقاً إننا نعرف الآن أن ݥ لا تولد ݨ ( بفرض 
أن الأخيرة متسقة ) ، لكن أليس من الممكن تقوية ݥ ، بإضافة حـ أو غيرها إليها ، بحيث يكفي الناتج لتوليد ݨ ؟ 
لاحظ أننا هنا لا نبحث عن أية مجموعة مولدة للنظرية ݨ ، وإنما نبحث عن مجموعة فعالة تفي بالغرض . لكننا 
نستطيع أن نفعل مع أية مجموعة فعالة - تشمل ݥ ، وتشتمل عليها ݨ - ما فعلناه مع ݥ ، لنثبت أنها لا تولد ݨ 
( بفرض أن الأخيرة متسقة ) . ومن هذا يمكن أن نستنتج :

إذا كانت ݨ متسقة ، فإنه لا يمكن توليدها 
بأية مجموعة فعالة من المسلمات الإضافية . 

وبذا نكون قد أجبنا عن سؤال جودل الأول بالنفي هو الأخر ! ( بفرض أن ݨ متسقة ) .

هذه النتيجة الخطيرة ، التي تعني أننا لا نستطيع - عمليا - أن نقيم النظرية ݨ على مسلمات ، جديرة بأن نتوقف 
عندها قليلا . هل المشكلة في المنطق ، أي في المسلمات المنطقية وقواعد الاستنتاج ، وبالتالي فإذا قوينا المنطق فقد تحل 
المشكلة أم أن المشكلة في اللغة الرمزية التي اختارها جودل ، وبالتالي فحل المشكلة قد يكمن في تغيير اللغة ؟ أم ماذا ؟

للإجابة عن هذه الأسئلة ، علينا أن نتعامل مع مفهوم جديد ، هو « فعالية التولد » . سنقول لمجموعة من الجمل 
إنها فعالة التولد ، إذا كان بالإمكان توليدها بطريقة ميكانيكية . أي إذا كانت هناك آلة ( كمبيوتر مثلا ) تولدها واحدة 
فواحدة . وبالرغم من أن عملية التوليد قد تستمر إلى مالا نهاية ، فإن كل جملة يجب أن تظهر بعد فترة زمنية محدودة ،
طالت أم قصرت . وذلك مثل عملية العد ، فهي لا تنتهي أبداً ، لكن كل عدد سيأتي دوره في الظهور بعد فترة زمنية 
محدودة .

من السهل أن نرى أن كل مجموعة فعالة ، لابد وأن تكون فعالة التولد ، ذلك لأنه يمكن التعرف عليها 
ميكانيكياً ، والآلة التي تتعرف عليها ، يمكنها بتعديل بسيط - أن تولدها فما علينا إلا أن ندخل جمل اللغة كلها إلى الآلة 
واحدة فواحدة . ونجعل للآلة فتحتين تخرج من أولاهما الجمل التي تتعرف عليها الآلة على أنها من مجموعتنا ، وتخرج 
من الثانية بقية الجمل . وبذا تولد الآلة - بما يخرج من فتحتها الأولى - جمل المجموعة واحدة واحدة .

بالمثل يمكن إثبات أن أية نظرية مولدة بمجموعة فعالة من المسلمات الإضافية ، لابد أن تكون فعالة التولد . ذلك 
لأنه توجد - في هذه الحال - آلة بإمكانها التعرف على البراهين . فما عليك إذن إلا أن تدخل إلى هذه الآلة جميع المتتابعات 
المنتهية من الجمل ، واحدة فواحدة . اجعل للآلة فتحتين ، واطلب منها ، إذا ما تعرفت على متتابعة على أنها برهان ، 
أن تخرج الجملة الأخيرة ( أي المبرهنة ) من أولى الفتحتين . أما بقية الجمل فتخرج من الفتحة الثانية . بذا تولد الآلة - 
بما يخرج من فتحتها الأولى - مبرهنات النظرية واحدة واحدة .

يمكن أيضاً إثبات أن عكس المقولة السابقة صحيح ، أي أن أية نظرية فعالة التولد ، لابد وأن يكون بالإمكان 
توليدها بمجموعة فعالة من المسلمات الإضافية . وعلى هذا فيمكننا إعادة صياغة سؤال جودل الأول كالتالي :

هل ݨ فعالة التولد ؟

هذا السؤال المعدل يكافيء السؤال الأول ، لكنه سؤال في « ميكنة » الحقائق ، وليس - کالسؤال الأول - في 
المنطق .

إعادة الصياغة لن تؤثر في الإجابة . وبالتالي فالإجابة عن السؤال المعدل هي أيضأ بالنفي ( بفرض أن ݨ 
متسقة ) . لكن الصياغة المعدلة تساعدنا على التعرف على أبعاد الموقف بطريقة أفضل . لقد سألنا آنفاً إذا ما كانت 
المشكلة في المنطق ، أم في اللغة ، أم ماذا ؟ لنفرض أن اللغة باقية كما هي ، وأن ݨ متسقة ، تغيير المنطق ( المسلمات 
المنطقية وقواعد الاستنتاج ) لن يغير من ݨ شيئا ، لأن الذي يحدد جملة ݨ ليس البرهان الذي يتوقف على المنطق ، 
وإنما الصدق الذي لا يتوقف إلا على اللغة وإطار التفسير ، وعلى هذا فإن ݨ ستبقى كما هي ، وعلى وجه التحديد 
ستبقى غير فعالة التولد ، مهما غيرنا المنطق . ومن ثم فالحل الوحيد للمشكلة هو أن نغير المنطق مما يسمح لمجموعة فعالة 
من المسلمات الاضافية أن تولد نظرية غير فعالة التولد . وهذا ممكن إذا ما تنازلنا عن شرط الفعالية في مجموعة المسلمات 
المنطقية أو عن شرط إمكان التعامل مع قواعد الاستنتاج بطريقة ميكانيكية . لكن لا هذا ولا ذاك مرغوب فيه . فالتنازل 
عن الشرط الأول يعني أننا قد لا نتمكن من التعرف على مسلماتنا المنطقية ، والتنازل عن الشرط الثاني يعني أننا قد لا 
نعرف متى أو كيف نطبق قواعد الاستنتاج .

بقى أن ننظر في تغيير اللغة . وهذا طبعاً ممكن ، وسيأتي بنتيجة سريعة ، إذ أن ݨ تتغير بتغير اللغة . غير أنه إذا 
كانت اللغة الجديدة على نفس مستوى اللغة القديمة ، أو أقوى ( أي أقدر على التعبير ) ، فإن ݨ الجديدة لن تكون 
فعالة التولد ، وبالتالي ستبقى المشكلة كما هي ، إن لم تزدد تعقيداً . أما إذا كانت اللغة الجديدة أضعف من اللغة 
القديمة ، فإن ݨ قد تصير فعالة التولد ، أو حتى فعالة ، وبذا تكون مشكلتنا محلولة بالنسبة إلى هذه اللغات الضعيفة . 
فعلى سبيل المثال إذا ما أضعفنا لغتنا بما لا يسمح لها بالحديث عن ضرب الأعداد ، أي أن اللغة الجديدة ستكون قادرة 
على الحديث عن الأعداد وجمعها ، لكن ليس ضربها ، فإن ݨ ستصير فعالة ، وليست فقط فعالة التولد .

القارئ اليقظ لا بد وأن يكون قد لاحظ أننا في طيات تحليلنا السابق قد عالجنا سؤالا كنا قد تركناه مفتوحا حين 
طرحناه . ألا وهو : هل توجد مجموعة غير فعالة ؟ إذ أن ݨ ( في اللغة الأصلية ) ليست فقط غير فعالة ، وإنما أيضاً 
غير فعالة التولد ( بفرض أنها متسقة ) .

كتمهيد لبحث قضية اتساق ب ( السؤال الثالث ) نود أن نوضح أن التحليل الذي أجراه جودل في معرض 
معالجته لسؤاله الثاني كان أعمق من تحليلنا ، وأنه بتعامله مع التركيب الداخلي الدقيق للجملة حـ قد استطاع أن يصل 
إلى النتيجة الأقوى التالية :

إذا كانت ࢶ متسقة ، فإن حـ ليست إحدى مبرهناتها (*) . 

بطريقة مشابهة لتلك التي جرت بها صياغة الجملة حـ ، يمكن صياغة جملة د تفسيرها في الإطار الطبيعي هو :

ࢶ متسقة . 

وبذا يكون تفسير الجملة ( د ← حـ ) في الإطار الطبيعي هو (*) على وجه التحديد . وقد أوضح جودل أن 
اثبات (*) يمكن تقليده في اللغة الرمزية لنصل إلى أن :

( د ← حـ ) إحدى مبرهنات ࢶ .

فإذا كانت :

د إحدى مبرهنات ࢶ .

فإننا نصل بقاعدة الفصل إلى أن :

حـ إحدى مبرهنات ࢶ .

وهذا يتعارض مع اتساق ࢶ ، كما تبين (*) . من هذا نخلص إلى النتيجة الهامة الآتية :

إذا كانت ࢶ متسقة ، فإن د ليست إحدى مبرهناتها .

وبالنظر إلى تفسير د في الإطار الطبيعي ، فإن هذا يعني أنه إذا كانت ࢶ متسقة ، فإنه لا يمكن إثبات ذلك 
بالطرق المستخدمة لإثبات مبرهنات ࢶ .

من الطبيعي أن نسأل ماذا يحدث إذا ما أضفنا د إلى ࢶ ؟ نحصل على نظرية أقوى ، يمكننا فيها إثبات أن ࢶ 
متسقة . لكن ما فعلناه مع ࢶ يمكن تكراره مع النظرية الجديدة ، وبالتالي لا يمكن إثبات أن النظرية الجديدة متسقة 
( بفرض أنها كذلك ) بالطرق المستخدمة لإثبات مبرهناتها . وهكذا فالمشكلة تطل علينا برأسها من جديد ، ولكن في 
ظروف أعقد . ونفس الشيء يسري على أية تقوية للنظرية ࢶ ، مادام يمكن توليدها بمجموعة فعالة من المسلمات 
الإضافية .

وعلى هذا فلا يمكننا الاطمئنان إلى اتساق ࢶ ، ولا إلى اتساق كثير غيرها من النظريات الأساسية في 
الرياضيات ، إذ أن اثبات هذا الاتساق يتطلب نظرية لا يقل شکنا في اتساقها عن شكنا في اتساق النظرية الأصلية 
نفسها .

أرجو أن يكون قد اتضح الآن لماذا اهتم جودل بقضية اتساق ࢶ . أما عن لماذا لم يعر قضية اتساق ݨ نفس 
الاهتمام ، فلعل ذلك لأنه كان مهتما بالنتائج السلبية ، أي بتوضيح أن قضية الاتساق تنطوي على مشكلة وبالتالي فمن 
الأوجب أن يتعامل مع النظرية الأضعف ، أي ࢶ . وما دمنا غير متيقنين من اتساق ࢶ ، فإننا - من باب أولى - لن 
نكون متيقنين من اتساق ݨ .

خاتمة :

تبين لنا النتائج السابقة بعض حدود المعرفة . وقضية حدود المعرفة مبحث فلسفي قديم . والجديد هو أن يسهم 
العلم في علاجها ، وإن كان اسهامه في تبيان بعض الحدود الأخرى ، التي شغل بأمرها الفلاسفة منذ زمن طويل ، ليس 
بنفس القدر من الجدة .

فبتطور النظرية الذرية على أسس علمية مقبولة خلال القرن التاسع عشر ، أسهم العلم في الإجابة عن سؤال 
فلسفي قديم متعلق بحدود إمكان تقسيم المادة . وقد تجدد هذا الاسهام - الذي لم يكن أبدا كلمة أخيرة - خلال القرن 
العشرين بفعل نظریات تركيب الذرة من جسيمات أولية ، ونظريات تركيب بعض الجسيمات الأولية مما يسمى 
بالكوارك ، ونظريات تحول المادة إلى طاقة ، وظهور الأخيرة على شكل كمات . .

وقد بينت لنا نظرية النسبية ( عام ١٩٠٥ ) حدأ آخر ، هو حد السرعة . فإذا كانت سرعة أحد جسمين بالنسبة 
للآخر أقل من سرعة الضوء في الفراغ في لحظة ما ، فلا يمكن أن تزيد عليها أبدا ، أي أن سرعة الضوء في الفراغ 
( حوالي ۳۰۰ ألف كيلو متر في الثانية ) هي حد السرعة .

أما ميكانيكا الكم فقد أتتنا ( عام ۱۹۲۷ ) بمبدأ عدم التحدد ، القائل بأن مقدار عدم التحدد في موضع جسيم 
ما ، مضروبا في مقدار عدم التحدد في زخمه ( أي كمية حركته ) لا يقل عن مقدار ثابت ( لا يتوقف على الجسيم . وقد 
ذهب المشتغلون بالفيزياء وفلسفتها في تفسير هذا المبدأ مذهبين . يقول الأول إن عدم التحدد خاصة موضوعية من 
خواص موضوع المعرفة ، وبالتالي فهو لا يضع قيدا على المعرفة . وعلى هذا تكون نتائج جودل أول نتائج علمية متعلقة 
بحدود المعرفة . ويرجع المذهب الثاني عدم التحدد إلى الذات العارفة والأجهزة التي تستخدمها ، وبالتالي فهو يعتبره 
قيداً على المعرفة . وعلى هذا يكون مبدأ عدم التحدد هو أول النتائج العلمية المتعلقة بحدود المعرفة ، ونتائج جودل هي 
الثانية .

وسواء أكانت نتائج جودل هي الأولى أم الثانية ، فعلينا أن نتفهم أبعادها . ولنبدأ بالنتيجة القائلة بأن ݨ ليست 
فعالة التولد . هذه النتيجة تعني أنه لا يمكننا معرفة كل الحقائق المتعلقة بالأعداد . وَرُبَ قائل : أما كان يكفي إثبات أن 
ݨ لا نهائية ؟ فمعرفتنا - مهما زادت - ستظل محدودة ، وبالتالي لا يمكننا معرفة كل الحقائق المتعلقة بالأعداد ، إذا كانت 
لا نهائية . الجواب : نعم ، ما كان يكفي . فنحن قادرون - بمعني معقول جدا - على معرفة عدد لا نهائي من الحقائق . 
ألسنا نعرف أن ۱ + ۱ = ۲ ، ۱ + ٢ = ۳ ، . . . ، ۱ + ۸ = ۹ ، ۱ + ۹ = ۱۰ ، . . . ، ۱ + ۸٤ = ۸٥ ، . . .  
وهكذا إلى مالا نهاية ؟ أكثر من هذا ، نستطيع أن نقول إننا نعرف أية مجموعة فعالة ، متى توصلنا إلى آلة قادرة على 
التعرف عليها . لأننا في هذه الحال - ما علينا إذا ما أعطينا جملة من الجمل إلا أن نضعها في الآلة التي ستقف بعد فترة 
محدودة من الزمن قائلة لنا إذا ما كانت الجملة في مجموعتنا أم لا . يرد هنا اعتراض على القيمة العملية لهذه المعرفة . إذ 
أن الآلة قد تستمر في العمل مليون سنة قبل أن تصدر حكمها على جملة ما . بالرغم من وجاهة هذا الاعتراض ، 
فسيظل بإمكاننا أن نقول إننا نعرف ، على الأقل نظرياً ، على الأقل من حيث المبدأ .

يصير الأمر أكثر تعقيداً إذا كانت لدينا نظرية فعالة التولد ، لكنها ليست فعالة . في هذه الحال لا توجد آلة قادرة 
على التعرف على جمل النظرية ، وإنما توجد آلات قادرة على توليدها فقط . لنفرض أن لدينا إحدى هذه الآلات ، وأن 
لدينا جملة ما ، لا نعرف إذا ما كانت في النظرية أم لا . إذا كانت الجملة في النظرية ، فإنها ستخرج من الآلة بعد وقت 
طال أم قصر . وبالتالي فسنعرف أنها في النظرية . أما إذا لم تكن في النظرية ، فإنها لن تخرج من الألة مهما طال 
انتظارنا ، وفي نفس الوقت لن تصدر الماكينة حكما بأنها لن تخرج أبدا . الآلة إذن لن تحسم الأمر ، وبالتالي فإن فائدتها ۔ 
مهما عظمت - ستكون جزئية فقط .

يمكننا أن ننظر إلى الأمر بشكل آخر . فلكل نظرية فعالة التولد توجد مجموعة فعالة من المسلمات الإضافية 
المولدة . فإذا ما وضعنا يدنا على مجموعة فعالة مولدة ، فإننا سنعرف الكثير عن النظرية . ذلك لأنه سيوجد لكل جملة في 
النظرية برهان انطلاقاً من هذه المجموعة الفعالة ، ومن ثم فإن مفهوم البرهان سيصير أوضح وأبسط کا بینا آنفاً . وهذا 
سيسهل التعامل مع البراهين ، سواء أكنا نحاول برهنة جملة ما ، أم نحاول إثبات عدم وجود برهان لها ، وإن كان لا 
يوجد ما يضمن نجاح هذه المحاولات . على كل هذه النظرة تكافيء النظرة السابقة ، كما أشرنا من قبل .

هل لنا إذن أن نقول إننا نعرف النظرية فعالة التولد ، إذا ما عرفنا آلة تولدها ؟ هذه مسألة فيها نظر. ويبدو أنه مما 
يساعد على حلها أن نأخذ بأن المعرفة مفهوم مركب ، وبدلا من أن نسأل ، هل نعرف ؟ أو ، هل يمكن أن نعرف ؟ 
نسأل إلى أية درجة نعرف ؟ أو ، إلى أية درجة يمكن أن نعرف ؟ إذا ما قبلنا هذا ، فإن التحليل السابق ( وهو الآن يحتاج 
إلى شيء من التعديل الذي سنتركه للقارىء ) يجيز لنا أن نقول إنه ليس بإمكاننا أن نعرف النظريات فعالة التولد ( التي 
لیست فعالة ) بنفس الدرجة التي يمكننا أن نعرف بها النظريات الفعالة . أي أن هناك حدوداً للمعرفة !

لكن هل توجد نظرية فعالة التولد ، لكنها ليست فعالة ؟ نعم ، وأول نظرية عرف عنها هذا هي النظرية ࢶ 
( بفرض أنها متسقة ) . وعلى هذا فالمشكلة تبدأ من ࢶ ، لكن مشكلة ݨ أكبر ، لأن ݨ ( بفرض اتساقها ) ليست
حتى فعالة التولد . ولذا فإن درجة معرفتنا بالنظرية ݨ لا يمكن أن تصل حتى إلى الدرجة التي يمكن أن تصل إليها 
معرفتنا بالنظرية ࢶ . فمثلا نحن نعرف للنظرية ࢶ مجموعة ( فعالة ) من المسلمات الإضافية التي تولدها ، وهذا 
مالا يمكننا أن نعرفه للنظرية ݨ .

وكما أسلفنا فإن من أوجه قصور معرفتنا بالنظرية ࢶ ، أننا لن نعرف طريقة عامة ( أي لن نتوصل إلى آلة ) 
نستطيع عن طريقها أن نحكم على كل جملة إذا ما كانت في ࢶ أم لا . إن وجه القصور هذا قائم ( بل انه أكثر شدة ، 
إن جاز التعبير ) بالنسبة للنظرية ݨ . وبهذا المعنى نقول إننا لا يمكننا معرفة كل الحقائق المتعلقة بالأعداد ( أي كل 
الجمل الواقعة في ݨ ) .

أصابت هذه النتيجة البعض بشيء من خيبة الأمل . لكنها لا تخلو من جانب مشوق . فهي تزيد من التحدي ، 
وبالتالي تزيد من استثارة الهمم . فالنتيجة لا تقول إن هناك جملة بعينها غير قابلة لأن نحكم عليها . إنها تقول فقط إنه لا 
توجد طريقة واحدة صالحة للحكم على كل الجمل . وبالتالي علينا دائما أن نبتكر طرقاً جديدة . وهذا خلیق بأن يرضي 
غرور الرياضيين ، إذ أن الحاجة إلى ابتكاراتهم لن تنتهي ، ولن يمكن الاستعاضة عنهم بآلة ، أو بكمبيوتر أبدا .

لقد راود الرياضيين أمل بأن تكون مسلمات بيانو ( المشار إليها آنفاً ) كافية لبرهنة كل الحقائق المتعلقة بالأعداد . 
فبدد جودل هذا الأمل بنتيجته العبقرية . لكنه لم يتركنا حائرين بعد أن أخرجنا من نعيم الجهل ( وأخو الجهالة في 
الشقاوة ينعم ! ) . إذ أنه بإثباته أن حـ تقع في ݨ ولا تقع في ࢶ ، فتح لنا الطريق كي نحصل على نظرية أقوى 
باضافة حـ ( أو غيرها من الجمل التي تقع في ݨ ولا تقع في ࢶ ) إلى المسلمات الاضافية التي تقوم عليها ࢶ . 
وهكذا يمكننا أن نحصل على نظريات أقوى وأقوى ( تقوم كل منها على مجموعة فعالة من المسلمات الإضافية ) دون أن 
نصل إلى ݨ أبداً . أي أن دائرة الضوء تتسع وتتسع ، لكنها لن تضيء كل الحقائق أبدا . أيضاً ، فتح لنا جودل 
بنتيجته هذه طرقاً أخرى ، لكن المجال لا يسمح لنا باصطحاب القاريء إلى جولة فيها .

لننتقل الآن إلى نتيجة جودل الثانية القائلة بأنه إذا كانت ࢶ متسقة ، فإنه لا يمكن إثبات ذلك بالطرق 
المستخدمة لإثبات مبرهنات ࢶ . هذه النتيجة لا تعني أن ࢶ ليست متسقة ، كما أنها لا تعني أن ࢶ متسقة . فهی 
تترك الباب مفتوحا لهذا وذاك . كل ما نستطيع أن نبنيه عليها هو أنه إذا كانت ࢶ متسقة ، فإننا لن نستطيع معرفة هذا 
بطريقة نطمئن إليها .

زادت هذه النتيجة من شكوك أصحاب الاتجاهين الحدسي والبنائي ( وهما اتجاهان في الرياضيات وفلسفتها 
ازدهرا في بدايات هذا القرن استجابة للأزمة التي شهدتها الرياضيات مع دورة القرن التاسع عشر ) في سلامة 
الرياضيات التقليدية . وشجعتهم على الاستمرار في جهودهم لإقامة رياضيات جديدة أكثر جدارة بالثقة ، لكنها - حتى 
الآن - أقل فائدة في التطبيق .

أما الغالبية الساحقة من الرياضيين ومستخدمي الرياضيات ، فتسير أمورهم سيراً عادياً فهم ليسوا بحاجة إلى 
اليقين حتى يستمروا في بحثهم ودرسهم وتدريسهم وتطبيقاتهم . والتعامل مع النظرية ࢶ مستمر ، والبحث فيها 
وحولها جار . لكن أحدا لن يذهل إذا ما اكتشف فيها تناقضاً غدا . حقا إن هذا سيكون حدثاً عظيماً ، وسيدخل 
الرياضيات في أزمة جديدة . لكن المأمول أن تكون - كسابقاتها - أزمة نمو ، لا أزمة انهيار .

هل نتيجة جودل ، التي زعزعت اليقين في الرياضيات ، نتيجة يقينية ؟ لقد توصل إليها جودل بنفس 
الأساليب ، وعلى نفس الأسس ، التي هي الآن موضع شك . إذن فالنتيجة نفسها موضع شك . أي أن الشك الذي 
توصلنا إليه هو في حد ذاته أمر مشكوك فيه . ولذا فاستعادة اليقين أمر وارد ، وإن كان ليس متوقعاً إلا من خلال تغير 
جذري في مفاهيمنا الرياضية . والمقصود هنا ، هو استعادة اليقين بمعظم الرياضيات التقليدية ، وليس بالرياضيات 
الحدسية أو البنائية ( انظر عاليه ) ، التي لم يدع أحد - حتى الآن - بأنها موضع شك .

ما شأن كل هذا بمعرفة الكون ؟ لعل هذا هو أكثر ما يعني المشتغلين بالعلوم الطبيعية والبيولوجية والإنسانية ، 
وفلسفاتها . لنلاحظ أولا أن كون الاطار الطبيعي ( الذي يضم كل الأعداد الطبيعية ) لا نهائي قد لعب دوراً لا غنى عنه 
في طهور المشكلات السابقة . ولو لم يكن الأمر كذلك ، أي لو كان الإطار الطبيعي محدودا ، ما نشأت هذه 
المشكلات . بل وما كان هناك فرق بين الرياضيات التقليدية والرياضيات الحدسية والبنائية . وعلى هذا فعلاقة نتائج 
جودل بمعرفة الكون تتوقف على ما إذا كان الكون لانهائياً . وفي نقاشنا التالي لعلاقة المواقف الثلاثة الممكنة من قضية 
لانهائية الكون بنتائج جودل ومشكلة المعرفة ، سنفهم « الكون » بالمعنى الواسع الذي يسمح باعتبار الظواهر الإنسانية 
ظواهر كونية . أيضاً ، ما نقوله عن الكون يمكن أن يقال عن أي جزء من أجزائه ، أو أي جانب من جوانبه .

(۱) الكون لا نهائي :

إذا كان الكون لا نهائياً ، في أي وجه من وجوهه ، فالمتوقع أن يكون أعقد من الإطار الطبيعي ( أي الأعداد
الطبيعية مع الجمع والضرب ) ، وبالتالي فمن المتوقع أن تسري عليه نتائج جودل . أي أن مجموعة الحقائق الكونية لا 
يمكن استنتاجها من مجموعة فعالة من المسلمات ، وأنه لا يمكن الاطمئنان إلى اتساق أية نظرية كونية قوية .

(۲) الكون محدود :

المقصود هنا أن يكون الكون محدوداً من جميع الوجوه . أي أن يكون مكوناً من عدد محدود من الأشياء ، لكل منها 
عدد محدود من الصفات ، وتدخل في بعضها البعض في عدد محدود من العلاقات الثنائية ، كما تدخل مع بعضها البعض 
في عدد محدود من العلاقات الثلاثية ، وهكذا ، على أن يكون عدد كل العلاقات محدودا . وأيضاً أن يكون محدوداً في 
الزمان ، بمعنى أنه لا يمر إلا بعدد محدود من الأطوار ، ثم يثبت أو ينتهي أو يعيد الكرّة .

في هذه الحال نتائج جودل غير واردة بالنسبة إلى الكون . ومجموعة الحقائق الكونية لن يكون من الممكن فقط 
استنتاجها من مجموعة فعالة من المسلمات ، بل ستكون هي نفسها مجموعة فعالة . ولن تكون هناك مشكلة في إثبات 
اتساق النظرية المكونة من الحقائق الكونية كلها . والتوصل إلى هذه النظرية أمر وارد نظرياً ، غير أن هذا شيء ، 
والتوصل إليها فعلا شيء آخر. وحتى إذا توصلنا إليها فعلا ، فقد يتعذر علينا التأكد من هذا .

ورغم أن المجال لا يسمح بالخوض في مزيد من التفصيلات ، فقد يكون من المفيد أن نذكر هنا أن مشكلة 
الاستقراء التي أثارها ديفيد هيوم سيكون من السهل حلها في حالنا هذه . إذ أن عدد كل ما لدينا من أشياء محدود ، 
وبالتالي فمن الممكن أن يكون الاستقراء دائماً استقراء کاملا .

(3) الكون آخذ في الاتساع :

المقصود أن يكون الكون - حتى كل لحظة - محدودا بالمعنى الوارد في (۲) ، لكن الحدود متحركة ، كلها أو 
بعضها . كأن يكون عدد الأشياء التي يتكون منها الكون اليوم مليوناً ، ويصير غداً مليوناً وألفاً ، وهكذا .

وفي هذه الحال ، يبدو أن الرياضيات الحدسية أو البنائية ستكون كافية لدراسة الكون ، ويكون استخدامنا الحالي 
للرياضيات التقليدية نوعاً من الاستسهال . أي أن لنا أن نختار بين رياضيات أصعب في التعامل ، لكنها أجدر بالثقة ، 
وبين رياضيات أسهل في التعامل ، لكنها تعاني من كل المشكلات التي أوضحها جودل(**) .



المراجع

(1) Godel Kurt; On Formally Undecidable Propositions of Principia Mathematica and Related Systems; Basic Books Inc. New York, 1962.
(2) Hofstadter, Douglas R.; Godel, Escher, Bach: An Eternal Golden Braid, Vintage Books, New York, 1980.
(3) Kleene, Stephen Cole; Mathematical Logic; John Wiley and Sons, Inc. New York, 1967.
(4) Mendelson, Elliott; Introduction to Mathematical Logic; D. Van Nostrand Company, Inc. Princeton, New Jersey, 1964.
(5) Nagel, Ernest and Newman, James R.; Godel's Proof; New York University Press, . 1964.
(6) Sagan, Carl; Cosmos; Random House, New York, 1980.
(7) Taraki, Alfred; The Concept of Truth In Formalized Languages; In; Logic, Semantics, Metamathematics; By the same author, Oxford At The Clarandon Press, 1956.
(8) ——— ; Truth and Proof; Scientific American, June 1969. Also, republished in: Fundamental Problems In Philosophy; Edited by Oswald Hanfling; Basil Black-well In Associations with The Open University Press, 1972.

المرجع (۱) ترجمة للبحث الأصلي لجودل ، مصحوبة بمقدمة مبسطة .
المراجع (۳) ، (٤) ، (۷) مكتوبة للمتخصصين . المرجع (۷) بحث له أهمية تاريخية فيما يتعلق بقضية الصدق . 
والمرجعان (۳) ، (٤) كتابان جامعيان يغطي كل منها : اللغات الرمزية ، البرهان ، الصدق ، نتائج جودل .

المراجع (۲)، (ه) ، (٦) ، (۸) مكتوبة لغير المتخصصين . وكلها - عدا (٦) - تستعرض وتناقش نتائج 
جودل . المرجع (۲) يربطها بالرسم والموسيقى ، والمرجع (۸) يركز أكثر على قضيتي الصدق والبرهان . أما المرجع (٦) 
فيبحث في الكون وفهمنا له .

(*) هذا المقال مهدى إلى السيد الأستاذ الدكتور مصطفى سويف تحية لجهوده في ضبط العلوم الإنسانية ، وبمناسبة تجاوز سيادته سن الستين .
(١) في هذا المقال سنستخدم الكلمتين « منتهي » و « محدود » بمعنى واحد، هو ليس لا نهائيا .
(۲) ما نفعله هنا ليس بالضبط ما فعله جودل ، فسنسمح لأنفسنا بالاستفادة من التطورات التي جرت بعد ١٩٣١ كما أننا نبسط الأمور كثيراً، بعدا بالقارئ عن التعقيدات الفنية .
(**) لكن ما رأي علماء الكون في قضية لا نهائيته ؟ الإجابة عن هذا السؤال خارج نطاق هذا المقال ، ويمكن للقارئ أن يرجع فيها إلى المرجع رقم (٦) ، حيث سيجد المزيد من المراجع .

المصدر: مجلة عالم الفكر - المجلد العشرون - العدد الرابع - يناير - فبراير - مارس ١٩٩٠ م

الأربعاء، 27 أبريل 2022

أنظمة الأرقام اليونانية

المقالة هنا ترجمة بتصرف لمقالة بعنوان Greek number systems من تأليف: J J O'Connor  و E F Robertson

في الألفية الأولى قبل الميلاد لم تُوجَد معايير يونانية وطنية موحدة. لأن ولايات الجزر المختلفة تباهت باستقلاليتها. مما أدى لتبني كلا منها لعملتها وأوزانها ومقاييسها الخاصة الخ. وأوجد هذا اختلافات صغيرة في نظام الأرقام بين الولايات المختلفة لأن نظام الأرقام قديما كان يستخدم بصورة كبيرة في المعاملات التجارية. ومع ذلك فإننا لن نفحص بالتفصيل في هذه المقالة الاختلافات الصغيرة في نظام الأرقام في هذه الولايات، بل سنلقي نظرة على هيكله العام. من البداية علينا توضيح أن الإغريق كان لديهم أنظمة مختلفة للأعداد الأصلية (cardinal) والترتيبية (ordinal)، لذا علينا توضيح ما نعنيه بأنظمة الأرقام اليونانية. أيضا سنبحث سريعا أنظمة أرقام اقترحها بعض علماء الرياضيات اليونانيون ولكنها لم تلق قبولا واسعا.

أول نظام أرقام يوناني سنبحثه هو نظامهم الأكروفوني المستخدم في الألفية الأولى قبل الميلاد. والأكروفوني "Acrophonic" (من الكلمتين اليونانيتين ἄκρος أكروس بمعني بداية و  φωνή فون بمعني صوت) يعني أن رمز الرقم يأتي من الحرف الأول من اسمه، لذا فالرمز أتى من الكلمة المختصرة المعبرة عن الرقم. فيما يلي رموز الأرقام 5، 10، 100، 1000، 10000.

الأرقام الأكروفونية 5، 10، 100، 1000، 10000.

الأرقام الأكروفونية 5، 10، 100، 1000، 10000.
الأرقام الأكروفونية 5، 10، 100، 1000، 10000.



لقد أغفلنا رمز "الواحد" ، وهو ببساطة "|"، وبشكل واضح لم يأت من الحرف الأول للرقم. بالنسبة لـ 5، 10، 100، 1000، 10000 سيدرك القارئ أن رمز 5 عبارة عن لغز، فطبقا لهذا النظام كان يجب استخدام P وهو الحرف الأول من كلمة Pente (وتعني خمسة باليونانية). ببساطة يرجع السبب لتغير الأبجدية اليونانية وبقيت الحروف الأولى لكلمات الأرقام على سابق عهدها. ربما لم يكن يُعتقد أن رموز الأرقام أتت من الحروف، لذا بقيت على حالها. فالشكل الأصلي لـ حرف باي اليوناني π  كان Γ (مثل حرف الجاما ولكن في نهاية الخط الأفقي انحناءة للأسفل) لذا Pente كانت تكتب كـ Gente (ملاحظة هنا أعتقد أنه اختلط الأمر على مؤلف المقالة، فحرف الباي ظل على نطقه القديم لكن تغير شكله فقط).

اعتمد النظام مبدأ الإضافة كالأرقام الرومانية. ببساطة 8 هي VIII، أي رمز الخمسة متبوعًا بثلاثة رموز للواحد. هذه الأرقام اليونانية من  1 الى 10 بالنظام الأكروفوني.

الأرقام اليونانية الأكروفونية من 1 الى 10.

الأرقام اليونانية الأكروفونية من 1 الى 10.
الأرقام اليونانية الأكروفونية من 1 الى 10.


لو استخدمنا النظام العشري مع مبدأ الاضافة بدون رموز وسط، فسنحتاج للعديد من الحروف لتمثيل أعداد معينة. فعدد كـ 9999 سيتطلب 36 رمزًا في نظام كهذا وهو أمر مرهق جدًا. ذكرنا أن الأرقام الصوتية اليونانية احتوت على رمز خاص ل 5، وهذا طبيعي لأنه سيقلل الأحرف المطلوبة لتمثيل الأعداد ونشأ من العد على الأصابع (10 أصابع، 5 في كل يد). والمدهش أن النظام احتوى على رموز وسيطة لـ 50 و 500 و 5000 و 50000 لكنها لم تكن حروف جديدة، بل مركبة من 5 ورموز لـ 10 ، 100 ، 1000 ، 10000 على التوالي. هنا ترى تركيب لتلك الأعداد.

تركيب أرقام أكروفونية.



تركيب أرقام أكروفونية.
تركيب أرقام أكروفونية.


لاحظ لأنه نظام غير موضعي، لذا ليس هناك حاجة للصفر للتعبير عن خلو الموضع. فرمز H يعبر عن العدد  100 ولا حاجة لاستخدام أرقام بها عشرات أو وحدات.

ليست هذه الطريقة الوحيدة لإنشاء هذه الرموز المركبة. ذكرنا بالفعل أن ولايات عدة استخدمت أنظمة أرقام متنوعة، وبرغم أننا لن نبحثها بالتفصيل، وكن على الأقل سنشير لها بعرض بعض صور العدد 50 التي عُثِرَ عليها. معظمها أقدم من صور الأرقام الرئيسية والتي تعتبر أكثر نمطية في الفترة من 1500 ق. م لـ 1000 ق. م.

صور مختلفة للعدد 50 من عدة ولايات يونانية.

صور مختلفة للعدد 50 من عدة ولايات يونانية.
صور مختلفة للعدد 50 من عدة ولايات يونانية.

جدير بالذكر أن نظام الأرقام هذا لم يكن مكونًا من أرقام مجردة بالطريقة التي ننظر بها الآن للأرقام. الآن الرقم 2 يستخدم للدلالة على أي مجموعة تحتوي على عنصرين، ويُنظر للرقم 2 على أنه خاصية مجردة تشترك فيها كل هذه المجموعات الثنائية العناصر. نعرف أن فكرة الإغريق القدماء عن الأرقام كانت مختلفة لحد ما، حيث يختلف شكل الرقم بحسب ما يدل عليه. كان عد الأموال هو الاستخدام الشائع لنظام الأرقام هذا. وكانت الدراخما هي الوحدة الأساسية للمال مع وحدة أكبر هي الطالنط والتي تساوي 6000 دراخما. قُسِمتْ الدراخما لوحدات أصغر، وهي الأوبول والذي كان 1/6 الدراخما والخالكوس (χαλκός بمعنى نحاس)  وكان 1/8 من الأوبول. استخدم أيضا نصف وربع الأوبول. لاحظ أن نظام العملة هذا لم يكن عشريا  برغم احتوائه على 10 كأساس و 5 كأساس ثانوي.

أُشير لوحدات العملة المختلفة بتعديل تدوين الوحدات في العدد.

دُوِنَت 5678 دراخما بهذه الطريقة:

5678 دراخما
5678 دراخما



شكل الوحدات سيشير للدراخما.

ودُوِنَت 3807 طالنط على النحو التالي:

3807 طالنط
3807 طالنط



وترى الآن الوحدات ممثلة بـ T (T لكلمة طالنط τᾰ́λαντον). ولتدوين مبلغ من المال فيه دراخما وأبولات سيكون على النحو التالي:

3807 دراخما و3 أبولات:

3807 دراخما و3 أبولات
3807 دراخما و3 أبولات



استخدم هذا النظام الأكروفوني لما هو أكثر من المال. فاُستخدِم نظام مشابه جدًا للتعامل مع الأوزان والمقاييس وهو أمر لا يثير الدهشة لأن قيمة المال تطورت بالتأكيد من نظام للأوزان. ويؤكد هذا حقيقة أن الدراخما كانت أيضًا اسما لوحدة الوزن.

لنفحص الآن نظام الأرقام اليوناني القديم الثاني، وهو الأرقام الأبجدية، أو كما يسمى أحيانًا نظام "المتعلمين". كما يقترح الاسم، فإن الأرقام تستند لقيم معطاة للحروف الأبجدية. وجدير بالذكر أن الإغريق كانوا من أوائل من استخدموا نظام أبجدي للكتابة. لم يخترعوا هذا الشكل من الكتابة الأبجدية، لأن الفينيقيين سبقوهم إليه. فأخذ اليونانيون عن النظام الفينيقي الأبجدية اليونانية المستخدمة في الكتابة وكانت قريبة جدًا منها. لن نبحث أشكال الحروف اليونانية نفسها، لكن بكل تأكيد ساهم هذا الشكل من الكتابة في تقدم المعرفة. وهو الطريقة الأساسية للتواصل في معظم البلاد حاليا، رغم أن بعض الناس تفضل استخدام طرق أخرى للكتابة.

هناك 24 حرفًا في الأبجدية اليونانية الكلاسيكية و3 أحرف قديمة بَطُلَ استخدامها (ديجاما ϛ، سان Ϻ، وكوبا Ϙ). هذه هي الأحرف الـ 27 

الحروف اليونانية القديمة
الحروف اليونانية القديمة

عرضنا هنا صور الحروف الكبيرة والصغيرة الـ 24. عدا الحروف ديجاما وكوبا وسان التي بَطُلَ استخدامها. وبرغم أننا لم نعرض رموزهم في الجدول أعلاه ولكن رموزهم معروضة في جداول الأرقام أدناه. اتخذت التسعة حروف الأولى منها كرموز للأرقام 1، 2، ...، 9.

الأرقام الأبجدية 1-9.

الأرقام الأبجدية 1-9
الأرقام الأبجدية 1-9

لاحظ أن الرقم 6 مُمثل برمز خاص بالحرف القديم ديجاما .

أتخذت الحروف التسعة التالية كرموز لـ 10، 20، ...، 90.

الأرقام الأبجدية 10-90.

الأرقام الأبجدية 10-90.
الأرقام الأبجدية 10-90.

لاحظ أن الرقم 90 ممثل برمز الحرف القديم كوبا.

أتخذت الحروف التسعة المتبقية كرموز لـ 100، 200، ...، 900.

الأرقام الأبجدية 100-900.

الأرقام الأبجدية 100-900.
الأرقام الأبجدية 100-900.


لاحظ أن 900 ممثل برمز الحرف القديم سان.

أحيانا عند استخدام هذه الحروف لتمثيل الأرقام، يوضع شريط فوق الرمز لتمييزه عن الحرف المقابل.

يتم تكوين الأعداد عن طريق مبدأ الإضافة. كمثال نكتب 11، 12، ...، 19:

الأرقام الأبجدية 11-19.

الأرقام الأبجدية 11-19
الأرقام الأبجدية 11-19



ولأعداد أكبر نستخدم نفس الطريقة. كمثال هنا 269.

العدد الأبجدي 269.

العدد الأبجدي 269
العدد الأبجدي 269



هذا النظام مدمج ولكن بدون تعديلات يعيبه بشكل كبير عدم قدرته على التعبير أعداد أكبر من 999. لذا وُضِعَتْ رموز مركبة للتغلب على هذا القصور. تُمَثَلْ الأعداد بين 1000 و 9000 عن طريق إضافة حرف إيوتا سفلي أو علوي للأرقام من 1 إلى 9.

شكل أول للأعداد 1000، ...، 9000.

شكل أول للأعداد 1000، ...، 9000
شكل أول للأعداد 1000، ...، 9000



شكل آخر للأعداد من 1000، ...، 9000.

شكل آخر للأعداد من 1000، ...، 9000
شكل آخر للأعداد من 1000، ...، 9000



كيف مَثَلَ اليونانيون الأعداد الأكبر من 9999؟ حسنًا، لقد أسسوا لأعدادهم الأكبر من ذلك على مفهوم "العدد الذي لا يحصى" (μυριάς) والذي كان 10000. الرمز M وأعلاه رقم أبجدي صغير حتى 9999 يعني أن العدد الممثل بالرقم الأبجدي الصغير مضروب في 10000. لذا فإن وضع β فوق M تعني أن العدد 20000  (2 ممثلة ب β مضروبة في 10000):

العدد 20000.

العدد 20000
العدد 20000



بالمثل العدد الأبجدي ρκγ (يمثل 123) فوق M يمثل 1230000:

العدد 1230000.

العدد 1230000
العدد 1230000



بالطبع، وضع عدد كبير فوق M كان أمرًا مرهقًا لحد ما، وكثيرا ما وُضِعَ العدد الأبجدي الصغير أمام M وليس فوقه. كمثال من أرسطرخس الساموسي:

كتب أرسطرخس العدد 71755875 كذا:

كتابة أرسطرخس للعدد 71755875
كتابة أرسطرخس للعدد 71755875



لمعظم الاستخدامات يمكن أن يمثل نظام الأرقام هذا جميع الأرقام في الحياة اليومية العادية. بالواقع، من النادر وجود أعداد كبيرة مثل 71755875. من جانب آخر، فهم علماء الرياضيات الحاجة لتوسيع نظام الأرقام ولنبحث اقتراحين لهذا الغرض، الأول لأبولونيوس ثم بعده بفترة وجيزة آخر لأرخميدس ( برغم أنه تاريخيًا قدم أرخميدس اقتراحه قبل أبولونيوس بحوالي 50 عامًا).

على رغم أنه اقتراح أبولونيوس لم يصلنا منه مباشرة، إلا أنه وصلنا مما كتبه ببس الرومي عنه. النظام المشروح أعلاه استخدم الضرب بـ "العدد الذي لا يحصى" (μυριάς). كانت فكرة أبولونيوس لتوسيع النظام لأعداد أكبر هي استخدام مضاعفات "العدد الذي لا يحصى" (μυριάς). فوضع الرقم الأبجدي α فوق M يُعطي 10000، M فوقها β يُعطي M2، أي 100000000، وهكذا. والرقم المراد ضربه في 10000، 10000000، إلخ ، يُكْتَبْ بعد الرمز M والكلمة χαι (ولعلها και بمعنى واو الإضافة) تكتب بين أجزاء العدد، وهي كلمة تُفَسَر على أنها "زائد". كمثال هنا طريقة أبولونيوس لكتابة  587571750269.

تمثيل أبولونيوس للعدد 587571750269.

تمثيل أبولونيوس للعدد 587571750269
تمثيل أبولونيوس للعدد 587571750269


صمم أرخميدس نظامًا مشابهًا ولكن بدلاً من استخدام   كعدد أساسي يُضاعف لقوى مختلفة قام باستخدام 100000000=108، مضاعفًا لقوى مختلفة. تكونت أول مجموعة ثمانية لأرخميدس من الأعداد حتى 108 وكانت المجموعة الثمانية التالية من الأرقام من 108 حتى 1016. أرخميدس وباستخدام هذا النظام، حَسَبَ عدد حبيبات الرمل التي يمكن ملئ الكون بها وتوصل إلى أنها من رتبة المجموعة الثمانية الثامنة ، أي برتبة 1064.

المصادر:

  1. G Ifrah, A universal history of numbers : From prehistory to the invention of the computer (London, 1998).

📗 طالع أيضاً:

الجمعة، 22 أبريل 2022

الأرقام البابلية

المقالة هنا ترجمة بتصرف لمقالة بعنوان Babylonian numerals من تأليف: J J O'Connor  و E F Robertson


حلت الحضارة البابلية في بلاد ما بين النهرين محل الحضارة السومرية والحضارة الأكادية. غطينا القليل عن الخلفية التاريخية لهذه الأحداث في مقالتنا الرياضيات البابلية. ورث البابليون من السومريين والأكاديين الأفكار المتعلقة بنظام الأعداد. جاء استخدام 60 كقاعدة (أي النظام الستيني) من أنظمة أعداد هذه الشعوب السابقة. ومع ذلك، لم يكن النظام العددي السومري ولا الأكادي نظامًا موضعيًا والتطور الذي أدخله البابليون كان بلا شك أعظم إنجازاتهم في النظام العددي. وقد يجادل البعض بأنه كان أكبر إنجازاتهم في الرياضيات.

غالبا عندما يُقال أن نظام الأرقام البابلي كان ستيني القاعدة فإن أول رد فعل هو: لا بد أنه كان عليهم تَعَلُّم الكثير من الرموز الخاصة بالأعداد. بالطبع رد الفعل هذا سببه معرفتنا بنظامنا العشري وهو نظام موضعي به تسعة رموز خاصة ورمز للصفر يشير لخلو الموضع من أي قيمة. ومع ذلك، فبدلاً من الاضطرار لتعلم 10 رموز كما نفعل لاستخدام الأعداد العشرية، كان على البابليين تعلم رمزين فقط.

برغم أن النظام البابلي كان نظامًا موضعيًا ستينيًا، إلا أنه حوى آثار من النظام العشري. وذلك لأن الـ 59 رقما المستخدمة فيه، تتكون من رمز "للوحدة" ورمز "للعشرة".

وهاك الـ 59 رقما ممثلة بهذين الرمزين

رموز الأرقام البابلية
رموز الأرقام البابلية



في نظام الأرقام الموضعي نحتاج لمعرفة أي طرف (يمين أم يسار العدد) يمثل عدد الوحدات. كمثال خذ العدد العشري 12345 ويُمَثَّل بـ

1×104+2×103+3×102+4×10+5.

لو فكرنا لبرهة، لربما بدا هذا غير منطقي لأننا نقرأ العدد من اليسار لليمين، ولذا لن نعرف قيمة أول رقم حتى نقرأ العدد بالكامل لمعرفة عدد الخانات لنعرف قوة المكان الأول العشرية (في المثال السابق خمس خانات وعليه يكون المكان الأول من خانة عشرات الآلاف وهكذا ... الخ). يستخدم النظام الستيني البابلي نظاما مشابها، فالأرقام على أقصى اليمين تأخذ قيما من الواحد حتى 59، وعلى يساره تأخذ قيمة (60×n) حيث  (1n59)، وهكذا. دعنا الآن نكتب العدد وفيه بين كل رقم والتالي له فاصلة، كمثال ، 1 ، 57 ، 46 ، 40 يمثل العدد الستيني

1×603+57×602+46×60+40

وهو ما يكافئ 424000 بالنظام العشري.

هنا 1 ، 57 ، 46 ، 40 بنظام الأعداد البابلية


العدد 424000 بنظام الأرقام البابلي
العدد 424000 بنظام الأرقام البابلي




الآن توجد احتمالية حدوث خلط في تمثيل الأعداد في هذا النظام، خذ على سبيل المثال العددين 2 و 61، الأول (وهو الرقم 2) سيٌمَثَّل بشكلين كل واحد منهم يرمز للواحد، والثاني (وهو الرقم 61 وبالترميز هنا يكون 1,1) سيٌمَثَّل بشكل يرمز للواحد في أول موضع (موضع الآحاد في النظام الستيني)، وبشكل آخر يرمز للواحد أيضا ولكن في الموضع التالي (موضع مضاعفات الستين). ولكن لم تكن هذه مشكلة حقًا لأن المسافات بين الأشكال سمحت بتمييز الفرق. ففي حالة العدد 2، يتلامس الشكلان الممثلان للواحد ليصبحا كأنهما رمزًا واحدًا (راجع الجدول بالأعلى). في حالة العدد 61 فإن الرمزين 1 و 1 بينهما مسافة كافية لتمييزهما عن العدد 2.

المشكلة الأكبر كانت في غياب رمز الصفر في المواضع الخالية. فالعدد الستيني 1 (= 1 في النظام العشري) و "1 ، 0" (= 60 في النظام العشري)، لهما نفس التمثيل بالضبط ولن تنفع المسافات في التمييز بينهما هنا. يمكن التمييز بينهما بناءا على سياق الاستخدام، ولو بدا لنا هذا غير مُقْنِع، فإن البابليين كانوا مقتنعون به. كيف عرفنا هذا؟ حسنًا ، لأنهم لو كانوا وجدوا مشاكل في هذا النظام، لقاموا بمحاولة حلها - ولديهم مهارات كافية بلا شك للوصول لحل عملي. علينا أن نَذْكُر هنا أن الحضارة البابلية فيما بعد اخترعت رمزًا للإشارة لخلو الموضع، وهو دليل على أن غياب الصفر لم يكن مُرضيًا لهم.

تسبب خلو الموضع في منتصف العدد بمشاكل. وبرغم أن الملاحظة التالية ليست جادة تماما، لكن جدير بالملاحظة أنه في نظامنا العشري بافتراض تساوي احتمال تواجد جميع الأرقام العشرية، فهناك احتمال واحد من عشرة لموضع خالي، ينما لنظام البابليين الستيني، هناك احتمال واحد من ستين. بالعودة للمواضع الفارغة في منتصف العدد، لنلق نظرة على أمثلة فعلية لهذا.

هذا مثال من لوح مسماري (في الواقع AO 17264 من مجموعة اللوفر في باريس) وفيه حساب تربيع العدد 147 . بالستيني 147 = 2 ، 27 وتربيعه يعطي 21609 = 6 ، 0 9 .

وهاك تربيع 2 ، 27 في النظام البابلي

تربيع بابلي
تربيع بابلي



لعل الكاتب ترك مسافة أكبر قليلاً من المعتاد بين الـ 6 و 9 مما كان سيفعله لو كان يمثل 6 ، 9 .

الآن لو سببت هذه المسافة مشكلة للأعداد الصحيحة، فستسبب مشكلة أكبر للكسور الستينية البابلية.

استخدم البابليون نظام كسور ستيني مشابه للكسور العشرية. كمثال لو كتبنا 0.125 وتُمَثل كسريًا على هذا النحو 

1/10 + 2/100 + 5/1000 = 1/8.

​بالطبع كسر بصيغة a/b​ ممثل بأصغر القيم، يمكن كتابته ككسر عشري محدود إذا وفقط إذا لم يكن لـ b أي قواسم أولية غير 2 أو 5. لذا لا يوجد كسر عشري محدود لـ 1/3. وبالمثل فإن الكسر الستيني البابلي 0 ؛ 7 30 ممثلًا بـ 7/60 + 30/3600 يقابله بالنظام العشري 1/8.
​ 
وبما أن 60 قابلة للقسمة بالأعداد الأولية 2 و 3 و 5 فإن كسر بصيغة a/b​ ممثل بأصغر القيم، يمكن تمثيله ككسر عشري محدود إذا وفقط إذا لم يكن لـ b أي قواسم أولية غير 2 أو 3 أو 5. لذا يمكن تمثيل الكثير من الكسور ككسور ستينية منتهية أكثر منها ككسور عشرية منتهية. يعتقد بعض المؤرخين أن هذا سبب مباشر لاستخدام البابليين للنظام الستيني، بدلاً من النظام العشري، لكن ليس بشكل مؤكد، لأنه لو كان هذا صحيحا فلما لم يستخدموا 30 كأساس؟ سنناقش هذه المسألة ببعض التفصيل بالأسفل.

كنا قد أشرنا للطريقة التي سنستخدمها لكتابة عدد ستيني له جزء كسري. للتوضيح 10 ، 12 5 ؛ 1 ، 52 ، 30 يكتب بالنظام الستيني هكذا

10×602+12×60+5+601+60252+60330



وهو ما يقابل 36725 1/32 بالنظام العشري.

كل هذا جيد، ولكن لاحظ أننا استخدمنا فاصلة منقوطة كعلامة على انتهاء الجزء الصحيح وبداية الجزء الكسري. هذه "النقطة الستينية" (الفاصلة المنقوطة) تقوم بنفس وظيفة النقطة العشرية. ولكن لم يكن لدى البابليين أي علامة لتحديد نهاية الجزء الصحيح وبداية الجزء الكسري. ومن هنا جاءت صعوبة فهم بعض الأرقام وفشلت فلسفة "أن السياق سيوضح المعنى" في إزالته بشكل كبير. 

لو كتبنا 10 ، 12 ، 5 ، 1 ، 52 ، 30 بدون "النقطة الستينية"، فقد يعني ذلك أيًا مما يلي:
0 ؛ 10 ، 12 ، 5 ، 1.52 ، 30
  10 ؛ 12 ، 5 ، 1،52 ، 30
  10 ، 12 5 ، 1،52،30
  10 ، 12 ، 5 ؛ 30 52 1
  10 ، 12 ، 5 ، 1 ؛ 52،30
  10 ، 12 ، 5 ، 1.52 ، 30
  10، 12، 5، 1،52 30
هذا بالطبع بالإضافة لـ 10 أو 12 أو 5 أو 1 أو 52 أو 30 أو 0 أو 0 ؛ 0 ، 10 ، 12 ، 5 ، 1 ، 52 ، 30 إلخ.

وأخيرًا ، سنبحث هنا مسألة استخدام العدد 60 كأساس لنظام الأرقام البابلي. الجواب السهل هو أنهم ورثوا الأساس الستيني من السومريين ولكن هذا ليس جواباً على الإطلاق. لأننا لم نعرف لم استخدم السومريون العدد 60 كأساس. أول نقطة هو أنه ليس علينا العودة للوراء أبعد من هذا لأننا متأكدين من أن النظام الستيني نشأ مع السومريين. النقطة الثانية الواجب توضيحها هي أن علماء الرياضيات الحديثين لم يكونوا أول من طرح مثل هذه الأسئلة. فثيون السكندري حاول إجابة هذا السؤال في القرن الرابع بعد الميلاد، والعديد من مؤرخي الرياضيات حاولوا منذ ذاك الحين دون إجابة مقنعة.

إجابة ثيون كانت أن 60 هو أصغر عدد يقبل القسمة على 1 و 2 و 3 و 4 و 5، وهذا من شأنه تكثير عدد القواسم. وبرغم صحة هذا الرأي، إلا أنه يبدو  أكاديميًا بشكل كبير. لأنه لو كان هذا هو السبب فالعدد 12 كأساس يبدو مناسبا جدا لهذا الغرض، ومع هذا لا يبدو أن أي حضارة كبرى قد استخدمت العدد 12 كأساس. وم ناحية أخرى استخدم العدد 12 في العديد من المقاييس، كالأوزان والمال والأطوال. ففي المقاييس البريطانية القديمة كمثال كان هناك 12 بوصة في القدم، و 12 بنسًا في الشلن ، إلخ.

اقترح نيجوبار نظرية تستند لأوزان ومقاييس السومريين. أساس فكرته أنهم تحولوا من نظام عد عشري لأساس ستيني لتسهيل قسمة الأوزان والمقاييس لأثلاث. نعلم يقينا أن نظام أوزان ومقاييس السومريين استخدم بالفعل 1/3 و 2/3 ككسور أساسية. ومع ذلك، وبرغم أن نيجوبار قد يكون صحيحًا، إلا أن الحجة المضادة ستكون أن نظام الأوزان والمقاييس كان نتاج لنظام الأرقام وليس العكس.

نظريات عدة استندت على الأحداث الفلكية. فهناك اقتراح غير مُقنِع بأن سبب استخدام 60 كأساس لأنه حاصل ضرب عدد الأشهر في السنة ( عدد الأقمار في السنة ) مع عدد الكواكب ( عطارد ، الزهرة ، المريخ ، المشتري ، زحل ). اقترح مؤرخ الرياضيات موريتز كانتور أن طول العام والمعروف وقتها بـ 360 يومًا كان السبب لاستخدام 60 كأساس. وهو أيضا اقتراح غير مُقنِع لأن السومريين عرفوا بالتأكيد أن العام كان أطول من 360 يومًا. فرضية أخرى اعتمدت على أن مسار الشمس في السماء يقطع 720 قوسًا في اليوم، ومع 12 ساعة سومرية في اليوم، نحصل على العدد 60 (720/12).

اعتمدت نظريات أخرى على الهندسة. كمثال تقول إحدى النظريات أن السومريين اعتبروا المثلث متساوي الأضلاع أساسا لهندستهم. ومعروف أن زاويا مثلث متساوي الأضلاع هي 60 درجة، لو قسمناها على 10، ستكون 6 درجات هي الوحدة الزاويّة الأساسية. وفي الدائرة لدينا ستون وحدة من هذه الوحدات الأساسية، وهذا سبب استخدام 60 كأساس. لاحظ التناقض في هذه النظرية لأنها تفترض العدد 10 كأساس للقسمة!

أنا [ E F Robertson (أحد مؤلفي هذه المقالة) ] أشعر أن كل هذه النظريات لا تستحق أخذها بجدية. وربما بسبب أنني كونت رأيي الخاص بي، لكني عندما أقول جملة "اختيار 60 كأساس" فإنها تعني الكثير. أنا فقط لا أعتقد باختيار أي شخص للأساس العددي لأي حضارة. هل بإمكانك تخيل أن السومريين شكلوا لجنة لاختيار الأساس العددي - لا تحدث الأشياء بهذه الطريقة. لا بد أن يتضمن السبب نشأة طرق العد في الحضارة السومرية ، كما حدث في الحضارات الأخرى عندما أصبحت العشرة أساس لأنهم استخدموا أصابع اليد العشرة للعد، وأصبحت العشرون أساس لمن عَدّوا على أصابع اليدين والقدمين.

هذا اقتراح لكيفية حدوث هذا. يمكن العد حتى 60 باستخدام اليدين. على أصابع اليد اليسرى (عدا الإبهام) توجد ثلاثة أجزاء. يقسم هذه الأجزاء مفاصل الأصابع. الآن يمكن العد حتى 60 لو استخدمنا أي اصبع من أصابع اليد اليمنى الخمسة للإشارة لأي جزء من هذه الأجزاء الاثنى عشر على اليد اليسرى. وتكون هذه طريقة عد الأصابع حتى 60 بدلاً من 10 . أي شخص مُقتَنِع؟

نظرية مغايرة اقترحها آخرون. وربما هي النظرية الأكثر قبولًا واقترحت أن الحضارة السومرية ربما نشأت نتيجة لانضمام شعبين، أحدهما استخدم 12 كأساس للعد والأخر الأساس 5 . وبرغم أن الرقم 5 لم يكن شائعًا بين الشعوب القديمة كالـ 10 كأساس للعد، إلا أنه أُستخدم من قِبَل أناس يعدون على أصابع اليد الواحدة ثم يعيدوا الكَرَّة. بعد ذلك تفترض هذه النظرية أنه باختلاط الشعبين ووجود نظامي عد مستخدمين في التجارة بين الشعبين، فإن الأساس الستيني نشأ كحل طبيعي مفهوم للطرفين.

سمعت بنظرية مقترحة بنفس الفكرة ولكن باختلاف بسيط، فالشعبين الذين اختلطوا ليظهر منهم السومريون كانا يستخدمان الـ 10 و 6 كأساس للعد. ميزة هذه النسخة وجود مكان طبيعي للـ 10 في النظام البابلي، والتي ربما جدلًا هي من بقايا النظام العشري السابق. ميزة وجمال هاتان النظريتان في أنه يمكن العثور على دليل مكتوب لوجود نظامين اختلطا، وبالتالي تقديم ما يمكن اعتباره دليلا على صحتهما. لا تنظر للتاريخ باعتباره موضوع منتهي. بل عكس ذلك، تتغير مفاهيمنا باستمرار مع الأبحاث الحديثة التي تُظهِر للضوء أدلة وتفسيرات جديدة.

المصادر:

  1. A Aaboe, Episodes from the Early History of Mathematics (1964).
  2. R Calinger, A conceptual history of mathematics (Upper Straddle River, N. J., 1999).
  3. G Ifrah, A universal history of numbers : From prehistory to the invention of the computer (London, 1998).
  4. G G Joseph, The crest of the peacock (London, 1991).
  5. O Neugebauer and A Sachs, Mathematical Cuneiform Texts (New Haven, CT., 1945).
  6. B L van der Waerden, Science Awakening (Groningen, 1954).
  7. B L van der Waerden, Geometry and Algebra in Ancient Civilizations (New York, 1983).
  8. J Hoyrup, Babylonian mathematics, in I Grattan-Guinness (ed.), Companion Encyclopedia of the History and Philosophy of the Mathematical Sciences (London, 1994), 21-29.
  9. J Friberg, Methods and traditions of Babylonian mathematics. Plimpton 322, Pythagorean triples, and the Babylonian triangle parameter equations, Historia Mathematica 8 (1981), 277-318.

📗 طالع أيضاً: