Search for LIMS content across all our Wiki Knowledge Bases.
Type a search term to find related articles by LIMS subject matter experts gathered from the most trusted and dynamic collaboration tools in the laboratory informatics industry.
نظریه اعداد (در گذشته به آن حسابان یا حساب پیشرفته میگفتند) شاخهای از ریاضیات محض است که خود را عمدتاً وقف مطالعهٔ اعداد صحیح نمودهاست. به گفته کارل گاوس «ریاضیات ملکهٔ علوم است، و نظریهٔ اعداد ملکه ریاضیات.»[۱] نظریه اعداد دانان به مطالعه اعداد اول و همچنین خواص اشیائی که از اعداد ساخته میشوند میپردازند، (به عنوان مثال اعداد گویا) یا تعمیمهایی از اعداد تعریف میکنند (مثل اعداد صحیح جبری).
اعداد صحیح را میتوان به خودی یا به عنوان جواب معادلات (در هندسه سیالهای) در نظر گرفت. سوالات حوزهٔ نظریه اعداد اغلب از طریق مطالعه بر روی اشیاء تحلیلی (به عنوان مثال تابع زتای ریمان) بهتر فهمیده میشوند. میتوان اعداد حقیقی را با کمک اعداد گویا مطالعه کرد، به عنوان مثال با تقریب زدن به کمک اعداد گویا (تقریب سیالهای).
اصطلاح قدیمی برای نظریه اعداد، حساب بود. اوایل سده بیستم، عبارت «نظریه اعداد» جایگزین آن شد.[note ۱] (واژه «حساب» نزد عوام به عنوان «محاسبات مقدماتی» پنداشته میشود. همچنین این اصطلاح در منطق ریاضیات به معنای حساب پئانو و در علوم رایانه به معنای حساب ممیز شناور میباشد) استفاده از اصطلاح حساب برای نظریه اعداد در نیمه دوم سده بیستم رواج پیدا کرد، ادعا میشود که ترویج آن تحت تأثیر فرانسویها بودهاست.[note ۲] بهخصوص، اصطلاح حسابی به عنوان یک صفت نسبت به نظریه اعدادی ترجیح داده میشود.
تاریخچه
منشأ پیدایش
طلوع حساب
قدیمیترین یافتههایی که ماهیت حساب دارند، تکهای از لوح پلیمپتون ۳۲۲ است (لارسا، مزوپتامیا، حدود ۱۸۰۰ پیش از میلاد)، که شامل فهرستی از «سهتاییهای فیثاغورثی» میباشد، یعنی اعداد صحیح ، چنانکه . این سهتاییها، بسیار زیاد و بزرگ اند، به گونه ای که تصور یافته شدنشان به روش بروت فورس (یا اثبات با افنا، با روش افنا اشتباه نشود) برای آن دوره سخت است. این لوح چنین عنوانی دارد: «تاکیلتوم قطری، که از عرض کم شده …»[۲]
طرح لوح نشان میدهد[۳] که به این لوح به زبان مدرن به این فرمول اشاره کرده:
که بهطور ضمنی در تمارین بابلیان باستان آورده شده.[۴] اگر از روش دیگری استفاده میشد،[۵] سه تاییها ابتدا ساخته شده و سپس برحسب مرتب میشدند، تا احتمالاً در کاربردهای عملی به عنوان «جدول» مورد استفاده قرار گیرند.
در نظریه تحلیلی اعداد از حسابان و آنالیز مختلط برای بررسی سؤالاتی در مورد اعداد صحیح استفاده میشود. مثالهایی در این مورد قضیه اعداد اول و حدس ریمان هستند. مسئله وارینگ (یعنی نمایش هر عدد صحیح به صورت جمع چند مربع یا مکعب)، حدس اعداد اول تؤامان (یافتن بینهایت عدد اول با اختلاف ۲)، و حدس گلدباخ (نمایش هر عدد زوج بهصورت مجموع دو عدد اول) نیز با روشهای تحلیلی مورد حمله قرار گرفتهاند. اثبات متعالی (ترافرازنده) بودن ثابتهای ریاضی مانند π و e نیز در بخش نظریه تحلیلی اعداد قرار دارند. اگرچه حکمهایی در مورد اعداد ترافرازنده خارج از محدوده مطالعات اعداد صحیح به نظر میآید، در واقع مقادیر ممکن برای چندجملهایها با ضریبهای صحیح مانند e را بررسی میکنند. همچنین اینگونه مسائل با مبحث تقریب دیوفانتین نیز ارتباط نزدیک دارند که موضوع آن این است که چگونه میتوان یک عدد حقیقی داده شده را با یک عدد گویا تقریب زد؟
نظریه جبری اعداد
در نظریه جبری اعداد، مفهوم عدد به اعداد جبری، که همان ریشههای چندجملهایهایی با ضریب گویا هستند، گسترش مییابد. در این حوزه اعدادی مشابه اعداد صحیح با نام اعداد صحیح جبری وجود دارد. در این عرصه لازم نیست ویژگیهای آشنای اعداد صحیح (مانند تجزیه یگانه) برقرار باشد. مزیت روشهای استفاده شده در این رشته (مثل نظریه گالوا، میدان همانستگی (به انگلیسی: field cohomology)، نظریه رده میدان (به انگلیسی: class field theory)، نمایشهای گروهها و توابع-L) این است که برای این رده از اعداد، نظم را تا حدودی تأمین میکند.
نظریه ترکیبیاتی اعداد به مسائلی در نظریه اعداد میپردازد که با روشهای ترکیبیاتی بررسی میشوند. پل اردوش بنیانگذار اصلی این شاخه از نظریه اعداد بود. الگوریتمهای سریع برای امتحان اعداد اول و تجزیه اعداد صحیح در رمزنگاری کاربردهای مهمی دارند.
یادداشتها
↑Already in 1921, T. L. Heath had to explain: "By arithmetic, Plato meant, not arithmetic in our sense, but the science which considers numbers in themselves, in other words, what we mean by the Theory of Numbers." (Heath 1921, p. 13)
↑Take, for example, (Serre 1973). In 1952, Davenport still had to specify that he meant The Higher Arithmetic. Hardy and Wright wrote in the introduction to An Introduction to the Theory of Numbers (1938): "We proposed at one time to change [the title] to An introduction to arithmetic, a more novel and in some ways a more appropriate title; but it was pointed out that this might lead to misunderstandings about the content of the book." (Hardy & Wright 2008)
↑(Neugebauer & Sachs 1945، ص. 40). The term takiltum is problematic. Robson prefers the rendering "The holding-square of the diagonal from which 1 is torn out, so that the short side comes up...".(Robson 2001، ص. 192)
↑(Robson 2001، ص. 189). Other sources give the modern formula . Van der Waerden gives both the modern formula and what amounts to the form preferred by Robson.(van der Waerden 1961, p. 79)
↑Neugebauer (Neugebauer 1969, pp. 36–40) discusses the table in detail and mentions in passing Euclid's method in modern notation (Neugebauer 1969, p. 39).
Apostol, Tom M. (n.d.). "An Introduction to the Theory of Numbers". (Review of Hardy & Wright.) Mathematical Reviews (MathSciNet). American Mathematical Society. MR0568909. Retrieved 2016-02-28. {{cite journal}}: Cite journal requires |journal= (help) (Subscription needed)
Becker, Oskar (1936). "Die Lehre von Geraden und Ungeraden im neunten Buch der euklidischen Elemente". Quellen und Studien zur Geschichte der Mathematik, Astronomie und Physik. Abteilung B:Studien (به آلمانی). 3: 533–53.
Friberg, Jöran (August 1981). "Methods and Traditions of Babylonian Mathematics: Plimpton 322, Pythagorean Triples and the Babylonian Triangle Parameter Equations". Historia Mathematica. 8 (3): 277–318. doi:10.1016/0315-0860(81)90069-0.
von Fritz, Kurt (2004). "The Discovery of Incommensurability by Hippasus of Metapontum". In Christianidis, J. (ed.). Classics in the History of Greek Mathematics. Berlin: Kluwer (Springer). ISBN978-1-4020-0081-2.
Goldstein, Catherine; Schappacher, Norbert (2007). "A book in search of a discipline". In Goldstein, C.; Schappacher, N.; Schwermer, Joachim (eds.). The Shaping of Arithmetic after C.F. Gauss's "Disquisitiones Arithmeticae". Berlin & Heidelberg: Springer. pp. 3–66. ISBN978-3-540-20441-1. Retrieved 2016-02-28.
Huffman, Carl A. (8 August 2011). Zalta, Edward N. (ed.). "Pythagoras". Stanford Encyclopaedia of Philosophy (Fall 2011 ed.). Retrieved 7 February 2012.
Iwaniec, Henryk; Kowalski, Emmanuel (2004). Analytic Number Theory. American Mathematical Society Colloquium Publications. Vol. 53. Providence, RI: American Mathematical Society. ISBN978-0-8218-3633-0.
Neugebauer, Otto E.; Sachs, Abraham Joseph; Götze, Albrecht (1945). Mathematical Cuneiform Texts. American Oriental Series. Vol. 29. American Oriental Society etc.
O'Grady, Patricia (September 2004). "Thales of Miletus". The Internet Encyclopaedia of Philosophy. Retrieved 7 February 2012.
Pingree, David; Ya'qub, ibn Tariq (1968). "The Fragments of the Works of Ya'qub ibn Tariq". Journal of Near Eastern Studies. 26.
Pingree, D.; al-Fazari (1970). "The Fragments of the Works of al-Fazari". Journal of Near Eastern Studies. 28.
Plofker, Kim (2008). Mathematics in India. Princeton University Press. ISBN978-0-691-12067-6.
Truesdell, C.A. (1984). "Leonard Euler, Supreme Geometer". In Hewlett, John (trans.) (ed.). Leonard Euler, Elements of Algebra (reprint of 1840 5th ed.). New York: Springer-Verlag. ISBN978-0-387-96014-2. This Google books preview of Elements of algebra lacks Truesdell's intro, which is reprinted (slightly abridged) in the following book:
Truesdell, C.A. (2007). "Leonard Euler, Supreme Geometer". In Dunham, William (ed.). The Genius of Euler: reflections on his life and work. Volume 2 of MAA tercentenary Euler celebration. New York: Mathematical Association of America. ISBN978-0-88385-558-4. Retrieved 2016-02-28.
van der Waerden, Bartel L.; Dresden, Arnold (trans) (1961). Science Awakening. Vol. Vol. 1 or Vol 2. New York: Oxford University Press. {{cite book}}: |volume= has extra text (help)
This article incorporates material from the Citizendium article "Number theory", which is licensed under the Creative Commons Attribution-ShareAlike 3.0 Unported License but not under the GFDL.