اعداد

اعداد کی و چگونه طراحی شدند؟

اعداد یکی از پایه‌های اصلی زندگی مدرن هستند؛ اما نه هر نوع عددی، بلکه اعداد هندو–عربی که تحول عظیمی در ریاضیات، نجوم، مهندسی و علوم به وجود آوردند.

این اعداد شامل ۹ رقم (۱ تا ۹) و صفر (۰) هستند و همراه با نظام ارزش مکانی، به ما امکان داده‌اند جهان امروز را بسازیم. بدون آن‌ها نه رایانه‌ای وجود داشت، نه سفر فضایی و نه حتی شکل پیشرفته‌ای از علوم و پزشکی.

اگر ریاضیات زبان مشترک علم است، این اعداد و نظام ارزش مکانی همان چیزی‌اند که این زبان را روان و ضروری ساخته‌اند. جالب آنکه این اعداد تا قرن دوازدهم میلادی در اروپا ناشناخته بودند و تا قرن پانزدهم به‌طور گسترده پذیرفته نشدند.

اعداد

دشواری‌های اعداد رومی

پیش از ورود این اعداد، اروپایی‌ها از اعداد رومی استفاده می‌کردند که پیچیده و دست‌وپاگیر بود. کافی است جمع LIX (۵۹) و VII (۷) را تصور کنید تا بفهمید چرا این سیستم نمی‌توانست ریاضیات را پیش ببرد. نابغه‌بودن نظام هندو–عربی در استفاده از ارزش مکانی و امکان نوشتن هر عدد تنها با ۹ نشانه و صفر است.

اعداد

از بابل تا هند

تمدن‌های باستانی سیستم‌های عددی مختلفی داشتند. بابلی‌ها در هزاره دوم پیش از میلاد، نظام شصت‌پایه را ابداع کردند که میراثش هنوز در تقسیم ساعت به ۶۰ دقیقه و ثانیه دیده می‌شود. یونانیان باستان هم اعداد را با حروف نشان می‌دادند و بیشتر بر هندسه تمرکز داشتند.

اما در اوایل سده‌های میلادی، در هند شیوه‌ای تازه شکل گرفت. حدود سال ۶۰۰ میلادی، دانشمندان هندی ۹ رقم را به ترتیب ارزش نوشتند و چند دهه بعد، صفر را به عنوان نشانه‌ای برای «جای خالی» معرفی کردند. این دستاورد در سال ۶۲۵ میلادی توسط برهماگوپتا در کتاب سیدهانتا شرح داده شد.

بغداد: مرکز دانش جهان

این دستاوردها از راه‌های گوناگون به بغداد رسید؛ شهری که در سال ۷۶۲ توسط خلیفه منصور عباسی بنیان‌گذاری شد. در سده نهم، بغداد به بزرگ‌ترین مرکز علمی جهان بدل شد. کتابخانه‌ها، رصدخانه‌ها و دارالترجمه‌ها رونق گرفتند و آثار علمی یونانی و هندی به عربی ترجمه و تکمیل شدند.

اعداد

در این میان، محمد بن موسی خوارزمی – ریاضی‌دان ایرانی – نقشی کلیدی داشت. او در کتاب الجمع و التفریق بحساب الهند برای نخستین بار نظام هندو–عربی را به عربی معرفی کرد. آثارش بعدها به لاتین ترجمه شد و راهی اروپا گشت. واژه «الگوریتم» از نام لاتین‌شده او (Algorismus) و واژه «الجبر» یا algebra از عنوان دیگر کتابش گرفته شده است.

ورود به اروپا و مقاومت‌ها

در قرون دهم تا دوازدهم، آثار خوارزمی و دیگر دانشمندان به اسپانیا و سپس سراسر اروپا راه یافت. اما پذیرش این اعداد با مقاومت‌هایی روبه‌رو بود؛ برخی مسیحیان آن‌ها را خطرناک می‌دانستند چون از جهان اسلام آمده بودند. با این حال، راهبان و ریاضی‌دانانی چون ژربر (پاپ سیلوستر دوم) و سپس بازرگانان به تدریج این اعداد را در محاسبات خود به کار بردند.

اعداد

فیبوناچی و انقلاب محاسباتی

نقطه عطف اصلی در گسترش این اعداد در اروپا، تلاش‌های لئوناردو پیزانو یا فیبوناچی بود. او در اواخر قرن دوازدهم در شمال آفریقا با این نظام آشنا شد و در سال ۱۲۰۲ کتاب لیبر آباکی را نوشت. این کتاب نشان داد چگونه می‌توان با استفاده از اعداد هندو–عربی محاسبات تجاری، اندازه‌گیری‌ها و تراکنش‌های مالی را دقیق‌تر و آسان‌تر انجام داد.

تاجران، نقشه‌برداران و معماران اولین کسانی بودند که از این شیوه سود بردند. بعدها جنبه‌های پیچیده‌تر آن، ریاضیات نظری را متحول کرد. معرفی نقطه اعشار در قرن شانزدهم راه را برای مفاهیمی مانند لگاریتم، اعداد منفی و مختلط باز کرد.

اعداد

نقش چاپ در گسترش

اختراع چاپ توسط گوتنبرگ در دهه ۱۴۴۰ میلادی، سرعت انتشار کتاب‌ها و تثبیت شکل اعداد هندو–عربی را چند برابر کرد. تا سال ۱۵۰۰ حدود ۲۰ میلیون کتاب چاپ شد و استفاده از این اعداد در اروپا عمومیت یافت.

نتیجه

تا میانه قرن شانزدهم، اعداد رومی تقریباً از محاسبات روزمره کنار رفتند. سادگی و کارآمدی اعداد هندو–عربی باعث شد ریاضیات و علوم جهشی بی‌سابقه پیدا کنند. جهان مدرن – از مهندسی و تجارت گرفته تا رایانه و سفر فضایی – مدیون همین تحول است.

در ایران و بسیاری از کشورهای منطقه، اعداد فارسی (۰۱۲۳۴۵۶۷۸۹) در کنار حروف فارسی به کار می‌روند. این اعداد نیز ریشه مشترکی با سیستم هندی دارند و در سیر تاریخی جداگانه‌ای تکامل یافته‌اند. در حوزه گرافیک و تایپوگرافی فارسی، طراحی درست اعداد اهمیت ویژه‌ای دارد، چرا که بخشی از هویت بصری خط محسوب می‌شوند.