ریاضی

مقدمه
علم لقمه برگرفتن از سفره طبیعت است . و ریاضی زاییده احتیاجو در آغازمبتنی بر تجربه. ریاضیات انعکاس دنیای واقعی در ذهن ماست. به عقیده بعضی‌ها :ریاضیات زیباترین زبان برای توصیف طبیعت و روابط بین پدیده‌های طبیعی است.
سیلوستر می‌گوید:”ریاضیات ،مطالعه شباهتها در تفاوتها و مطالعه تفاوتها درشباهتهاست.”

علت اساسی موفقیت ریاضیدانان در آفریدن علمی به این زیبایی که عمیق‌ترین معرفت بشری شمرده می‌شود:سخت‌گیری بدون بخشش کوچکترین خطاها در کنار روش و معیارهای منطقی آنها به همراه جدیت ، خلاقیت ، به غایت اندیشیدن و نیز بلند پروازی و جسارت شکستن هر چه موجود است. به هر قسمت از زندگی که کنجکاوانه و با دقت بنگریم ، اثر مستقیم یا غیر مستقیم ریاضیات در آن مشاهده می‌کنیم. نمونه آن کشف اخیر این مساله توسط دانشمندان است که :” یکی از انواع حشرات که بر روی شاخ و برگ درختان لانه سازی می‌کند، روش کارش بر اساس یک فرمول پیچیده ریاضی است.”

در حالت کلی ریاضیات راه های متعددی برای باز شدن فکر در اختیار ما قرار دارد که از مهمترین آنها مطالعه ی ریاضیات از جمله شاخه ی تر کیبیات است.ریاضیات این کمک را به ما میکند تا مشکلات و موضوعات زندگی را بهتر و راحت تر تجزیه و تحلیل کنیم.
آمارهای جهانی نشان می دهد طلاق در خانواده هایی که حداقل یکی از همسران ریاضی خوانده است در مقایسه با سایر خانواده ها بسیار کمتر است.

ریاضیات و علوم
اکثر ریاضیدانان بگونه طبیعت شناس هستند یا اینکه هم فیزیکدان و هم ریاضیدان هستند. یعنی فیزیکدانان برای حل مشکلی از طبیعت یا بررسی مسائل طبیعی به ریاضیات مراجعه نموده‌اند.
بنابرین با ابزار ریاضی و ذهن خلاق فیزیکی میتوان پرده از خیلی مبهمات و مجهولات برداشت و ریاضی فیزیکی شد.
و به کشفهای بزرگی دست یافت که الگوی دانشمندان هم این بوده‌ است.
پس علوم مختلف بهم تنیده شده و مکملهای همدیگرند.
رشد یکی به دیگری وابسته هست و لازم پیشرفت در یک شاخه از علم پیشرفت در شاخه ای دیگر هم هست. مثالهای زیر این مسئله را برای ما روشن تر میکند.
کارل فردریک گوس (۱۷۷۷-۱۸۵۵) روی نقشه های جغرافیایی کار می گرد. با روش گوس توانستند بسیاری از نقشه های جغرافیایی را نقشه برداری اصلاح کنند. ولی این روش که برای تهیه و تصحیح نقشه های جغرافیایی در نظر گرفته شده بود، برای حل مساله ی حرکت آب در اطراف یک جسم و یا حرکت هوا در اطراف بال هواپیما هم به کار گرفته شد.
می بینید، ریاضیات سالها از صنعت جلوتر است و انسان می تواند به یاری ریاضیات مساله های پیچیده ی صنعت را حل کند. به کمک یک نظریه ی ریاضی که پیش تر کشف شده بود توانستند مساله های عملی مهمی را حل کنند.
جیمس کلارک ماکسول (۱۸۳۱-۱۸۷۹) فیزیکدان انگلیسی، قانون نوسان های الکترو مغناطیسی را به یاری معادله های ریاضی بیان کرد. او با روش خالص ریاضی نتیجه گرفت و ثابت کرد موجهای الکترو مغناطیسی با سرعتی نزدیک به سرعت نور منتشر می شوند. در ضمن ماکسول تاکید کرد در طبیعت به جز موج های کوتاه، موجهای الکترومغناطیسی بلند هم وجود دارند. پیش بینی ماکسول به حقیقت پیوست و ۲۵ سال بعد، موجهای رادیویی کشف شدند. در زمان ما دقت فیزیک امروزی متوجه ذره های بنیادی است که مهم ترین آنها الکترون، پروتون و نوترون هستند. ولی آیا شما می دانید همه ی این ذره های بنیادی پیش از مشاهده پیشگویی و بعد کشف شدند. نخستین ذره ی بنیادی یعنی الکترون را ژوزف جان تامسون، فیزیکدان انگلیسی (۱۸۵۶-۱۹۴۰) کشف کرد ولی پیش بینی آن را ج بستون، فیزیکدان ایرلندی در سال ۱۸۷۲ و سپس هلمهولتس (۱۸۲۱-۱۸۹۲) فیزیکدان و ریاضیدان آلمانی در سال ۱۸۸۱ کرده بودند.
مساله ای به نام حرکت ذره های ریز- الکترون ها، پروتونها، نوترونها و . . . وجود دارد که بررسی آن، قانون تغییر ذره ها را در شرایط متفاوت مشخص و تنظیم می کند. در این بررسی بسیاری از پدیده های مربوط به فیزیک اتمی و فیزیک هسته ای روشن می شوند. این بررسی به صورت یکی از شاخه های فیزیک ر آمده است و به نام مکانیک “کوانتایی” معروف است.
بسیاری از کشف های مربوط به مکانیک کوانتایی و بسیاری از قانون های آن براساس پیشگویی های نظری و بر اساس نظریه ها و روش های ریاضی به دست آمده اند. دانشمندان هم براساس همین پیشگویی های نظری، بررسی ها و پژوهش های آزمایشی خود را انجام دادند و در نتیجه مساله های زیادی روشن و قانون های بنیادی مهمی تنظیم شدند.
آیا تنها در مکانیک کوانتایی است که در آغاز به یاری ریاضیات، حکم نظری تازه و تازه تری را کشف کردند و سپس از راه آزمایش آنها را تایید کردند؟
در زمینه ی سینماتیک گازها هم پیش تر به صورت نظری، بستگی بین درجه ی حرارت، مالش (اصطکاک) دائمی گازها و ارزش نسبی و مجرد انتشار ثابت با هدایت حرارت، محاسبه می شد و سپس بر اساس این محاسبه کشف های مهم و با ارزشی صورت گرفت.
موفقیت های تازه و کشف های جدیدی که در فیزیک، شیمی، اخترشناسی، زیست شناسی و سایر دانش های طبیعی و فنی به دست آمده اند. براساس تشکیل نظریه های تازه ی ریاضی و یا استفاده از نظریه های کهنه و فراموش شده ی ریاضی انجام گرفته است

ریاضیات و سرطان

موجود بی ریختی که در تصویر بالا می‌بینید یک سلول سرطانی است. سرطان یکی از جدی ترین تهدید‌ها بر علیه سلامتی بشر است و سالانه در سراسر دنیا میلیون‌ها دلار صرف تحقیقات برای مبارزه با آن می‌شود. در این نوشته می‌خواهیم به یکی از کاربرد های ریاضیات در تشخیص سرطان بپردازیم.
سرطان عبارت است از رشد و تولید مثل سریع سلول های غیر طبیعی که منجر به از بین رفتن بافت های طبیعی و مختل شدن فعالیت های آن‌ها می‌شود. بنابراین تشخیص وجود سلول های سرطانی در مراحل اولیه از اهمیتی حیاتی برخوردار است. در دنیای پزشکی معمولا از بافت مشکوک به دارا بودن سلول های سرطانی یک برش تهیه می‌کنند که چیزی شبیه شکل زیر است.
موجودی که قسمت هایی از آن با خطوط قرمز مشخص شده است و رنگ متفاوتی دارد یک سلول سرطانی است که همان طور که می‌بینید دارای شکلی شاخه شاخه و پراکنده و ستاره ای است تا بتواند به سرعت در میان سلول های دیگر نفوذ کند. موجوداتی که با دایره زرد مشخص شده اند سلول های طبیعی هستند که ظاهری ساده و گرد و قلنبه دارند. تخمین تعداد سلول های سرطانی در یک برش نسبتا بزرگ به کمک چشم و میکروسکپ کاری مشکل و طولانی است. بنابراین مساله این است که روشی بیابیم که به وسیله آن یک کامپیوتر بتواند تعداد سلول های سرطانی را بشمارد.
طبعا کامپیوترها از مفاهیمی مثل “ستاره ای شکل” یا ” گرد و قلنبه” سر در نمی آورند. یک تصویر برای کامپوتر جدولی از نقاط رنگی است که کامپیوتر حداکثر می‌تواند در آن ناحیه های یک رنگ را از هم جدا کند و یا مثلا طول مرزها را اندازه بگیرد. پس باید به هر شکلی مقیاسی عددی نسبت دهیم که نشان دهد آیا این شکل یک سلول سرطانی است یا یک سلول عادی. به این مدل ساده شده نگاه کنید:

به نظر شما این دو شکل چه فرق های با هم دارند. مساحت دایره بزرگ تر است یا مساحت شکل ستاره ای؟ د رمورد محیط‌ها چه چیزی می‌توان گفت؟ یک سلول سرطانی برای آنکه بتواند با سرعت بیشتر در بافت نفوذ کند باید بتواند با کمترین مساحت ( یعنی غذا و زمان) به دورترین نقاط دسترسی پیدا کند و این یعنی محیط بیشتر. پس شاید نسبت محیط به مساحت محک خوبی باشد. خب اجازه بدهید این محک را تجربه کنیم. در شکل های زیر می‌توانید با تغییر دادن شکل‌ها ببینید که چه اتفاقی برای نسبت محیط به مساحت می‌افتد. البته برای همسان شدن واحد‌ها از مربع محیط به جای محیط استفاده کرده ایم.
کاربرد مثلث در موسیقی

مثلث از ابتدایی ترین اشکال هندسی بوده که انسانها در هنر از آن استفاده میکردند، بدون شک اولین نوع از انواع مثلث هم که در هنر از آن استفاده شده مثلث متساول الاضلاع بوده است. اهرام مصر نمونه بسیاری قدیمی (حدود ۲۸۰۰ سال پیش از میلاد) از کاربری مثلت در هنر معماری قدیم بوده است. نمونه های دیگر از استفاده از مثلث در هنر تمدن های قدیم را می تواند در کاشی کاری های دیواره معابد Pompeii در نپال نیز مشاهده کرد.
معروف هست تالس (۶۴۰-۵۵۰ سال پیش از میلاد) که پدر ریاضیات، نجوم و فلسفه یونان باستان بوده از شاگردان خود می خواهد که به مصر سفر کنند تا از پیشرفت علوم در آن تمدن اطلاعات لازم را کسب کنند و فیثاغورث (Pythagoras) از اولین افرادی بوده که این دستور را می پذیرد و به مصر سفر میکند. فیثاغورث از بنیانگذاران علمی موسیقی در جهان بوده و اغلب از هندسه برای مدل کردن استفاده می کرده، می خواهیم با استفاده از تجربیات او سلسه مطالبی را پیرامون ارتباط موسیقی با علوم هندسه، فیزیک و ریاضی آغاز کنیم.
موسیقی را می توانیم به روشهای مختلف مدل کنیم برای شروع کار ساده ترین روش را انتخاب میکنم که عبارت است از مدل کردن عمودی موسیقی یاهمان هارمونی. این روش مدل کردن به موسیقیدان ها کمک می کند تا هنگام فکر یا گوش کردن به هارمونی تصویر بهتری از نت های موسیقی داشته باشند بخصوص برای نوازندگان سازغیر از پیانو.
یک دایره در نظر بگیرید و آنرا به دوازده قسمت مساوی (یک اکتاو کروماتیک) تقسیم کنید و نت ها را به ترتیب روی هر قسمت بنویسد مانند شکل. یکی از ساده ترین اشکال هندسی که در این دایره تقسیم شده می توان ساخت مثلت متساوی الاضلاع می باشد. که اگر آنرا بسازید و به آن دقت کنید تفسیر موسیقی آن یک آکورد افزوده خواهد بود. حتما” شنید که آکوردهای افزوده جدای از اینکه معکوس باشند یا نه چهار حالت بیشتر نیستند که دایره فوق این موضوع را بسادگی نمایش میدهد چرا که اگر راس بالایی مثلث را در جهت عقربه های ساعت حرکت دهیم تا رسیدن به نت E و انطباق دوباره روی خود، می تواند سه حالت دیگر را به خود بگیرد. همچنین به وضوح در شکل می توان دید که یک آکورد افزوده از سه فاصله (که در اینجا هرکدام یک ضلع مثلث هستند) یکسان معادل ۴ نیم پرده تشکیل شده است.

مثلث متساول الاضلاع معادل یک آکورد افزوده

شما باز هم می توانید مثلث های دیگری درست کنید. به شکل بعدی نگاه کنید که آکوردهای دو ماژور و لا مینور را نمایش میدهد. این دو مثلث (آکورد) خصوصیات جالبی دارند اولا” اضلاع آنها باهم برابر است، ثانیا” نسبت به خطی که از D کشیده میشود و به G# خطم میشود متقارن می باشند، حتما” می دانید که مینور نسبی گام دو ماژور، لامینور می باشد. به این طریق شما می توانید یک روش ساده برای پیدا کردن گامهای مینور و ماژور نسبی پیدا کنید، هر چند اینکار در پیانو بخاطر وضوح دیداری که چیدمان نت ها وجود دارد ساده می باشد.
مثلث های متساوی الساقین هم جالب هستند یکی از آنها آکورد sus2 را تشکیل میدهد که در شکل مشاهده میکنید و همچنین میتوانید آکوردهای کاسته را نیز باز با یک مثلث متساوی الساقین درست کنید. اگر دقت کنید این مثلث متساوی الساقین حالت آکورد sus2 برای C و حالت آکورد sus4 برای G دارد. بنابراین می توان به ارتباط نزدیک آکوردهای sus در حالت های ۲ و ۴ برای فاصله های پنجم با یکدیگر پی برد. این نکته هم جالب خواهد بود اگر شما راس D در این مثلث را نسبت به راس C قرینه کنید به آکورد sus2 دیگری می رسید که یک پرده عقب تر است آکورد Csus4 قرار دارد.

آکوردهای بزرگ، کوچک، sus2 و sus4
شما می توانید دامنه مدل کردن را ادامه دهید و راجع به سایر مثلث ها فکر کنید، همچنین می توانید آکوردهای چهار صدایی را با انواع چهار ضلعی ها مدل کنید. سئوالی که پیش می آید این است که آیا هستند افرادی که با شنیدن موسیقی این اشکال در ذهن آنها نقش ببندد؟

تعامل هنر و رياضي

انجمن رياضي آمريكا اعلام كرد كه در نتيجه همكاري يك رياضيدان فرانسوي و يك هنرمند بلژيكي در زمينه تصاوير متحرك رياضي ، فصل جديد در ترسيم آغاز شده است. اين تصاوير متحرك در زمينه تحقيق در مورد نظريه دستگاه هاي ديناميكي واقعا حيرت انگيزند. حتي انجمن رياضي آمريكا مي گويد كه اين تصاوير متحرك گرافيكي ، در استفاده از گرافيك رايانه اي براي ارتباط و انجام تحقيقات رياضي ما را به عصر جديدي رهنمون مي سازند. برخي از اين تصاوير در در ذيل مشاهده مي كنيد.

رابطه بين رياضي وفيزيك
نگرش كلي:
فيزيك علمي است كه قوانين حاكم بر جهان طبيعت را بصورت مدون بيان مي كند. بنابراين براي ارائه اين قوانين بصورت معادلات و روابط رياضي ، لازم است كه يك فيزيكدان بايد با اصول و قوانين اساسي رياضي آشنا باشد.
التبه در بعضي از علوم ديگر مانند شيمي نيز اين ضرورت احساس مي شود، ولي اغراق آميز نيست بگوييم كه رياضيات بعنوان الفباي فيزيك مي باشد. اين ضرورت سبب شده است كه درسي تحت عنوان روشهاي رياضي در فيزيك ايجاد شود.
ضرورت با هم بودن رياضي و فيزيك:
اگر تاريخچه پيدايش علوم را مورد توجه قرار دهيم. ملاحظه مي گردد كه فيزيك در رياضي معمولا پا به پاي هم گسترش و رشد يافته اند. و اكثر فيزيكدانان قديمي ، رياضيدان نيز بوده اند. بعنوان مثال به اسحاق نيوتن ، گاليله و ديگران اشاره كرد. علاوه بر اين هر مبحث فيزيك را مد نظر قرار دهيم، ملاحظه مي كنيم كه به نوعي دريايي از رياضيات در آن وجود دارد.
به فرض اگر مبحث سينماتيك حركت را مورد توجه قرار دهيم، خواهيم ديد كه اگر بخواهيم سرعت و يا شتاب را تعريف كنيم، بايستي با قوانين مشتقگيري آشنا باشيم تا بتوانيم بگوييم كه مشتق مكان در هر لحظه برابر سرعت لحظه اي و مشتق سرعت در هر لحظه ، شتاب لحظه اي خواهد بود.
اولين قدم در رياضي فيزيك:
اولين گام در مطالعه رياضي فيزيك ، آشنايي با آناليز برداري است. چون مفاهيم برداري نقش اساسي را در فيزيك بازي مي كند. يعني زماني كه يك كميت فيزيكي را تعريف مي كنيم، ابتدا بايد به آناليز برداري مراجعه كرده و تكليف اين كميت را از لحاظ برداري ، اسكالر بودن مشخض كنيم، تا بعد بتوانيم خواص و ويژگيهاي اين كميت را بيان كنيم.
پايه هاي رياضي فيزيك:

• آناليز برداري
• دستگاههاي مختصات
• جبر برداري
• جبر كليدي
• جبر لي
• قضاياي برداري
• قوانين تبديل مختصات به يكديگر
• جبر تانسوري
• دترمنيان ، ماتريس و نظريه گروه
• توابع مختلط
• توابع مختلط
• جبر توابع مختلط
• بسطهاي توابع مختلف
• حساب مانده‌ها
• توابع خاص
آينده رياضي فيزيك:

امروزه با پيشرفت علوم كامپيوتري كه توانايي انجام محاسبات بسيار پيچيده رياضي را در زمانهاي بسيار كوتاه دارند، بيشتر فعاليتها در راستاي استفاده هر چه بيشتر از رايانه براي حل معادلات رياضي ، محاسبات طولاني رياضي ، قرار دارد. به عبارت ديگر پيشرفت علوم رياضي بويژه رياضي فيزيك با پيشرفت علوم كامپيوتري همسو شده است.
رياضيات و اقتصاد
از آغار تاريخ مكتوب ، پيشرفت هاي علمي و فرهنگي با كاربرد نمادها بستگي داشته است. بدين اعتبار ، تاريخ تمدن را مي توان به عنوان تاريخ استفاده هوشيارانه و فزاينده نمادها از جانب آدمي نگريست. در هر زمينه اي كه تفكر تكامل يافته ، نمادهاي به كارگرفته شده هر چه، بيشتر انتزاعي شده است.
از آنجا كه مفاهيم اقتصادي مانند قيمت ، هزينه ، نرخ دستمزد ، سرمايه گذاري ، درآمد و سود ، ذاتا ماهيت كمي دارند ، بيشتر تحليلهاي اقتصادي نيز ماهيت رياضي خواهند داشت. رياضيات ، چهارچوبي منطقي و منظم فراهم مي آورد كه در قالب آن روابط كمي مطالعه مي شوند.
رياضيات ، اقتصاددانان را توانايي مي بخشد كه در تعريف متغيرهاي مربوط دقيق باشند و بيان روشني از مفروضات داشته و در گسترش اين تحليل منطقي باشند.
تحليل رياضي با فراهم آوردن چهارچوبي منظم براي استنتاج نتايجي كه از نظر تجربي ، قابل بررسي اند ، به اقتصاددان كمك مي كند كه صحت مفروضات و تعريف هاي خود را تعيين كند و اگر نتايج ، غير منطقي باشد ، تعريف ها و مفروضات را بررسي و در آنها تجديد نظر كند.
برنامه ریزی خطی جهت حل مسائل مربوط به حداکثر یا به حداقل رساندن بکار می رود که در آن قیودی برای تصمیم گیرنده وضع می شود. مسائل بهینه یابی مقید بسیاری در بازرگانی و اقتصاد رخ می دهد. از این دست می توان مثال های زیر را بیان کرد.
– یک شرکت نفتی دارای مقدار مشخصی نفت خام و ظرفیت پالایش ثابت است.شرکت مزبور می تواند بنزین با درجات اکتان مختلف ، گازوئیل ، نفت سفید و انواع روغن تولید کند. با مفروض بودن مقدار نفت خام و ظرفیت پالایش آن چه ترکیبی از محصولات را باید تولید کند ؟

– کالاهای متفاوتی باید برای مشتریان حمل شود روش حداقل هزینه خط سیر کامیون های حمل و نقل چیست ؟

– یک مسئله متفاوت دیگر تعیین بهترین راه تولید یک محصول مفروض است. یک بنگاه اقتصادی دارای دو نوع تاسیسات است که جهت تولید کود شیمیایی بکار می رود. این دو نوع تاسیسات دارای تکنولوژی های نسبتا متفاوتی هستند بطوریکه توابع هزینه آنها متفاوتند. چگونه باید تولید بین دو نوع تاسیسات تخصیص یابد تا هزینه کل تولید نسبت به قیود زیر به حداقل برسد :
۱- هر دو نوع تاسیسات به موجب یک قرارداد اتحادیه ای حداقل ۲۰ ساعت در هفته کار کند.
۲- حداقل ۱۰۰۰۰۰ تومان کود شیمیایی در هفته تولید کند.

– در بازاریابی مسئله ای که به طور مکرر با آن موا جه می شویم تعیین ترکیب بهینه تبلیغات در بین رسانه های مختلف است. در اینجا بهینه به عنوان ترکیبی تعریف می شود که هزینه بدست آوردن تعداد مشخصی از مشتریان بالقوه را با مشخصات معینی از سن ، درآمد ، تعلیم و تربیت و سایر عوامل به حداقل رساند.
علوم اجتماعی و ریاضیات
تئوری بازی تکنیکی ریاضی به منظور تجزیه و تحلیل مسائلی است که در برگیرنده موقعیت های در تعارض می باشند.
مثال خیلی ساده از این موقعیتها ، شرایط یک بازی است بدین ترتیب که منافع طرفین بازی در جهت هم نیست. چنانچه بیش از یک تصمیم گیرنده وجود داشته باشد ، تجزیه و تحلیل ریاضی آن بستگی به روابط متقابل تصمیم گیرندگان خواهد داشت. این مدل ، به طور نمونه ، در صورت عدم همکاری از تصمیم گیرندگان می تواند در قالب ” تئوری بازیها” فرمولی شود.
از نظر تاریخی ، سه بازی کلاسیک همواره نظر محققان علوم اجتماعی را بخود جلب کرده است ؛ زیرا این بازیها اکثر ارتباطات و تعاملات اجتماعی را شامل می شوند. این بازیها عبارتند از :
۱٫ عملکرد جغد و کبوتر
فرض کنید دو عابر یک اسکناس ۱۰۰۰ تومانی پیدا می کننداگر مسالمت و همکاری (رفتار کبوتر) و یا پرخاشگری (رفتار جغد) را در مقابل یکدیگر پیشه کنند بهره های متفاوتی بصورت زیر نصیب آنها می شود

سوال مطرح شده این است که آیا بازی کنندگان از دعوا خودداری خواهند کرد ؟

۲٫ معضل زندانیان
دو زندانی بر اثر دزدی در دو سلول مجزا مورد باز پرسی قرار گرفته اند ، وکیل آنها عواقب قانونی اعتراف و یا انکار را به آنها گوشزد می نماید ، به طوری که سالهای محکومیت در اثر انتخاب راهکارهای (استراتژی) متفاوت بصورت زیر است

نقطه تعادل به ازای استراتژی های اعتراف توسط هر دوبازی کننده واقع می شود ، اما پارادوکس در این است که اگر هر دو نفر منکر دزدی شوند ، فقط یکسال زندانی بودن را تحمل خواهند نمود.
مشکل این است که زندانی ها در ارتباط با یکدیگر نبوده و به توافق برای راه حل انکار نخواهند رسید ، با وجودی که داشتن ارتباط هم ممکن است مشکل را برطرف نکند ، زیرا تنها قول به همکاری مهم نبوده ، بلکه الزام به اجرای آن قول مهم خواهد بود.

۳٫ هماهنگی از عملکرد
دو دوست در رفتن به اداره مایل به ملاقات یکدیگر در راه می باشند ، آنها می توانند به صورت پیاده یا با ماشین شخصی خود به اداره بروند. مطلوبیت این دو دوست در انتخاب استراتژی های مختلف بصورت زیر است

آیا این دو دوست تصمیمات خود را هماهنگ خواهند کرد ؟ در اینصورت آیا پیاده روی یا رانندگی را انتخاب خواهند نمود ؟
رمزنگاري
رمزنگاری علم کدها و رمزهاست. یک هنر قدیمی است و برای قرنها بمنظور محافظت از پیغامهایی که بین فرماندهان، جاسوسان،‌ عشاق و دیگران ردوبدل می‌شده، استفاده شده است.
هنگامی که با امنیت دیتا سروکار داریم، نیاز به اثبات هویت فرستنده و گیرنده پیغام داریم و در ضمن باید از عدم تغییر محتوای پیغام مطمئن شویم. این سه موضوع یعنی محرمانگی، تصدیق هویت و جامعیت در قلب امنیت ارتباطات دیتای مدرن قرار دارند و می‌توانند از رمزنگاری استفاده کنند.
اغلب این مساله باید تضمین شود که یک پیغام فقط میتواند توسط کسانی خوانده شود که پیغام برای آنها ارسال شده است و دیگران این اجازه را ندارند. روشی که تامین کننده این مساله باشد “رمزگذاری” نام دارد. رمزگذاری هنر نوشتن بصورت رمز است بطوریکه هیچکس بغیر از دریافت کننده موردنظر نتواند محتوای پیغام را بخواند.
رمزنگاری مخفف‌ها و اصطلاحات مخصوص به خود را دارد و برای درک عمیق‌تر به مقداری از دانش ریاضیات نیاز است. برای محافظت از دیتای اصلی ( که بعنوان plaintext شناخته می‌شود)، آنرا با استفاده از یک کلید رمزگذاری(رشته‌ای محدود از بیتها) و تابع رمزگذار متناظر با آن بصورت رمز در می‌آوریم تا کسی که دیتای حاصله را می‌خواند قادر به درک آن نباشد. دیتای رمزشده (که بعنوان ciphertext شناخته می‌شود) بصورت یک سری بی‌معنی از بیتها بدون داشتن رابطه مشخصی با دیتای اصلی بنظر می‌رسد. برای حصول متن اولیه دریافت‌کننده آنرا با استفاده از کلید رمزگشایی و تابع رمزگشای متناظر با آن، رمزگشایی می‌کند. یک شخص ثالت (مثلا یک هکر) می‌تواند برای اینکه بدون دانستن کلید به دیتای اصلی دست یابد، کشف رمز‌ (cryptanalysis) کند. بخاطرداشتن وجود این شخص ثالث بسیار مهم است.

زيست شناسي رياضي

كاربردهاي رياضيات در ريست شناسي تاريخچه طولاني دارد اما در سال هاي اخير رياضيات تاثير شگرفي در اين زمينه داشته است. برخي از دلايل اين امر عبارتند از:

فهم و درك اطلاعات بسيار زياد بدست امده در طول انقلاب ژنميك (مطالعه سازمان همه ژنوم ها )ژنوم کليه اطلاعات ژنتيکي است که در يک سلول ذخيره مي شود)) بدون ابزارهاي تحليلي بسيار مشكل است.

افزايش قدرت محاسبه ، محاسبات و شبيه سازي ها را طوري كه پيش از اين ممكن نبود توانمند ساخته اند.افزايش فوايد آزمايشات انجام شده توسط كامپيوتر (يا شبيه سازي كامپيوتري) به علت پيچيدگي اي كه در پژوهش هاي شامل انسان و حيوان وجود دارد.

يك مدل سيستم زيستي (مانند يك بيماري يا يك تومور ) به دستگاهي از معادلات تبديل مي شود و يك جواب معادلات چه بصورت تحليلي و چه بصورت عددي ، رفتار يك سيستم زيستي را در طول زمان يا در شرايط تعادل توضيح مي دهد. انواع مختلفي از معادلات وجود دارند و نوع رفتاري كه رخ مي دهد وابسته است به مدل و معادلاتي كه بكار برده مي شوند. اغلب مدل ، فرضياتي درباره سيستم انجام مي دهد. در معادلات نيز فرضياتي درباره طبيعت آنچه رخ دهد در نظر گرفته مي شود. در واقع براي يك سيستم زيستي با توجه به شرايط آن يك مدل با معادلات مناسب انتخاب مي كنند و با حل اين معادلات رفتار سيستم را پيش بيني خواهند نمود.
بدين منظور بخشهايي از رياضيات مانند فرايند هاي قطعي ، فرايندهاي تصادفي ، معادلات ديفرانسيل عادي ، معادلات ديفرانسيل با مشتقات جزئي و نگاشت ها بكار مي آيند.

فراکتال و نظریه آشوب

شاید تا کنون بارها نام فراکتالها یا برخالها را شنیده باشید؛ موجوداتی که به عنوان اصلی ترین بازیگران هندسه منتج از نظریه آشوب شناخته می شوند.
این هندسه ویژگی های منحصر به فردی دارد، که می تواند توجیه گر بسیاری از رویدادهای جهان اطراف ما باشد، اما ویژگی اصلی که در تعریف آشوب و بالطبع هندسه آن وجود دارد، باعث می شود ما استفاده ویژه ای از این سیستم ببریم.

این روزها از فراکتالها به عنوان یکی از ابزارهای مهم در گرافیک رایانه ای نام می برند، اما هنگام پیدایش این مفهوم جدید بیشترین نقش را در فشرده سازی فایلهای تصویری بازی کردند.
برای آن که درک بهتری نسبت به فراکتالها داشته باشیم ، بد نیست نگاه مختصری به آشوبی بیندازیم ، که فراکتال ها فضای هندسی آنها را تعریف می کند.

تعریف آشوب
فصل مشترک تعاریفی که برای مفهوم آشوب ارائه شده است ، تاکید بر این نکته است که آشوب دانش بررسی رفتار سیستم هایی است که اگرچه ورودی آنها قابل تعیین واندازه گیری است ، اما خروجی این سیستم ها ظاهری کتره ای و تصادفی دارد.
شاید به همین دلیل بود که استوارت ریاضیدان برجسته این موضوع را مفهومی احتمالاتی می دانست ، اما چیزی نگذشت که وی تعریف خود را اصلاح کرد و به تعریفی رسید که تقریبا مورد تایید عمومی قرار دارد.
بر اساس این تعریف ، آشوب به توانایی یک الگو و مدل ساده گفته می شود که اگرچه خود این الگو هیچ نشانی از پدیده های تصادفی در خود ندارد، اما می تواند منجر به ظهور رفتارهای بسیار بی قاعده در محیط شود.

برای مثال ، یک دنباله ریاضی از اعداد را در نظر بگیرید که برای توضیح یک پدیده مشخص وضع شده است. بیایید هربار پاسخ معادله را به عنوان متغیر جدید به این سیستم وارد کنید.
سری جوابی که به دست خواهد آمد، دنباله ای از اعداد است که رفتاری آشوبناک دارد و اگر آنها را تصویر کنیم به یک الگوی واقعی آشوب می رسیم ؛ مثلا معادله ساده x3+c که در آن c یک عدد مختلط است ، اگر یک بار یک عدد به x نسبت دهیم و دفعات بعد به جای عدددلخواه پاسخ قبلی معادله را به xنسبت دهیم ، نمونه بسیار جذابی از یک رابطه آشوبناک به دست می آید؛ رابطه ای که زیبایی های خود را آشکار خواهد کرد، اما نکته ای هم مشخص است.

همین طور که از مثال مشخص شده ، یکی از شناسه های مهم سیستم های آشوب در این است که بازخورد یک رفتار بر ادامه فعالیت آن تاثیر می گذارد؛ یعنی همواره اولین محصول خروجی در ادامه روند نقش بازی می کند؛ همانند زاد و ولد موجودات ، اگر بخواهیم روند زاد و ولد انسان یا هر موجود دیگری را در نظر بگیریم ، باید توجه کنیم که نسل اول کودکان اگرچه محصول این سیستم هستند، اما در تعیین ادامه روند سیستم نقش بازی می کنند.

فراکتالها
اگرچه آشوب نظریه ای است که بر موضوعات گوناگون اجتماعی و سیاسی و اقتصادی نظر دارد، اما نیازمند زبانی برای تصویر سازی مفاهیم خود بود و این عرصه ای بود که هندسه آشوب یا فراکتالها خلق کردند.
ما در هندسه آشوب با تصاویر متفاوتی سرو کار داریم ، تصاویری که بزرگترین خصوصیات آنها این است که وقتی رسم آن را آغاز می کنیم ، نمی دانیم در نهایت با چه پدیده ای روبه رو خواهیم شد و از سوی دیگر بازخورد در آن نقش اساسی دارد. بیایید یک فرمول کلی را اجرا کنیم. یک مثلث متساوی الاضلاع رسم کنید.

حال میانه ۳ضلع را مشخص کرده و از رسم آنها به هم مثلث متساوی الساقین جدیدی به دست آورید. همین بلا را بر سر ۳مثلث تشکیل شده بیرونی بکنید و این روند را تا آنجا که می توانید ادامه دهید. شما با استفاده از یک رابطه ساده – که تقسیم اضلاع مثلث به نصف و اتصال آنها به هم بود – و با تکرار آن موفق به رسم نقشه یک ساختار فراکتالی شده اید.
چنان اشکالی اجزای سازنده هندسه جدی فراکتالی هستند؛ هندسه ای که به قول یکی از خالقان آن ، یعنی مندلبرات ابزاری را برای دیدن بی نهایت در اختیار ما قرار می دهد.این اشکال یک مشخصه بسیار عمده دارند. کل شکل از اجزایی مشابه شکل اول تشکیل شده است.
در مثال خودمان مثلث بزرگ از مجموعه ای مثلثهای همسان به وجود آمده است. این یکی از خصوصیات زیبای فراکتالهاست که همزمان از سوی طبیعت و فناوری به کار گرفته شده است.
اگر تا به حال به یک برگ سرخس نگاه کرده باشید، می توانید متوجه تشابه اجزای مختلف آن شوید. ساختار کل ساقه همانند یک برگ و ساختار یک برگ همانند یک جزو کوچک آن است.
اگر فرصت کردید نگاهی هم به سواحل دریاها یا تصاویر هوایی کوهستان ها و گیاهان اطرافتان بیندازید، بسرعت درخواهید یافت که در جهانی آشوب زده احاطه شده اید. اگر هنوز از این موجودات ساده و در عین حال پیچیده هیجان زده نشده اید، این نکته را هم بشنوید.این اجسام نه یک بعدی اند، نه دو بعدی و نه سه بعدی.
این ها ابعادی کسری دارند؟ فراکتالها دقیقا به دلیل همین خاصیت ویژه ای که دارند، زمانی توانستند روشی برای ذخیره سازی تصاویر ارائه دهند. معمولا زمانی که یک تصویر گرافیکی قرار است به شکل یک فایل تصویری ذخیره شود، باید مشخصات هرنقطه از آن (شامل محل قرار گیری پیکسل و رنگ آن به صورت داده هایی عدی ذخیره شود و زمانی که یک مرور گر بخواهد این فایل را برای شما به تصویر بکشد و نمایش دهد، باید بتواند این کدهای عدی را به ویژگیهای گرافیکی تبدیل کند و آن را به نمایش بگذارد. مشکلی که در این کار وجود دارد، حجم بالایی از داده ها ست که باید از سوی نرم افزار ضبط کننده و تولید کننده بررسی شود.
اگر بخواهیم تصویر نهایی ما کیفیتی عالی داشته باشد،نیازمند آنیم که اطلاعات هریک از نقاط تشکیل دهنده تصاویر را با دقت بالایی مشخص و ثبت کنیم و این حجم بسیار بالایی از حافظه را به خود اختصاص می دهد، به همین دلیل ، روشهایی برای فشرده سازی تصویر ارائه می شود.
اگر نگاهی به فایلهایی که با پسوندهای مختلف ضبط شده اند، بیندازید متوجه تفاوت فاحش حجم آنها می شوید. برخی از این فرمتها با پذیرفتن افت کیفیت بین تصویر تولیدی و آنچه آنها ذخیره می کنند، عملا این امکان را در اختیار مردم قرار می دهند، که بتوانند فایلها و تصاویر خود را روی فلاپی ها و با حجم کمتر ذخیره کنند یا روی اینترنت قرار دهند.
برای این فشرده سازی از روشهای مختفی استفاده می شود. درواقع در این فشرده سازی ها بر اساس برخی الگوریتم های کار آمد سعی می شود به جای ضبط تمام داده های یک پیکسل مشخصات اساسی از یک ناحیه ذخیره شود، که هنگام باز سازی تصویر نقشی اساسی تر را ایفا می کنند.
در اینجاست که روش فراکتالی اهمیت خود را نشان می داد. در یکی از روشهایی که در این باره مطرح شد و با استقبال بسیار خوبی از سوی طراحان مواجه شد، روش استفاده از خاصیت الگوهای فراکتالی بود. در این روش از این ویژگی اصلی فراکتالها استفاده می شد که جزیی از یک تصویر در کل آن تکرار می شود.برای درک بهتر به یک مثال نگاهی بیندازیم. فرض کنید تصویری از یک برگ سرخس تهیه کرده اید و قصد ذخیره کردن آن را دارید.
همان طور که قبلا هم اشاره شد، این برگ ساختاری کاملا فراکتالی دارد؛ یعنی اجزای کوچک تشکیل دهنده در ساختار بزرگ تکرار می شود.

بخشی از یک برگ کوچک ،برگ را می سازد و کنار هم قرار گرفتن برگها ساقه اصلی را تشکیل می دهد. اگر بخواهیم تصویر این برگ را به روش عادی ذخیره کنیم ، باید مشخصات میلیون ها نقطه این برگ را دانه به دانه ثبت کنیم ، اما راه دیگری هم وجود دارد. بیایید و مشخصات تنها یکی از دانه های اصلی را ضبط کنید. در این هنگام با اضافه کردن چند عملگر ریاضی ساده بقیه برگ را می توانید تولید کنید.
در واقع ، با در اختیار داشتن این بلوک ساختمانی و اعمال عملگرهایی چون دوران حول محورهای مختلف ، بزرگ کردن یا کوچک کردن و انتقال می توان حجم تصویر ذخیره شده را به طور قابل توجهی کاهش داد.

 

در این روش نرم افزار نمایشگر شما هنگامی که می خواهد تصویر را بازسازی کند، باید ابتدا بلوک کوچک را شبیه سازی کرده ، سپس عملگرهای ریاضی را روی آن اعمال کند، تا نتیجه نهایی حاصل شود.
به نظر می رسد این روش می تواند حجم نهایی را به شکل قابل ملاحظه ای کاهش دهد، اما تنها یک مشکل کوچک وجود دارد و آن هم این نکته است که همه اشیای اطراف ما برگ سرخس نیستند و بنابراین الگوهای تکرار در آنها ه

میشه اینقدر آشکار نیست.
بنابراین باید روشی بتواند الگوهای فراکتالی حاضر در یک تصویر را شناسایی کنند و در صورت امکان آن را اعمال کند.
به همین دلیل ، معمولا روش فراکتالی با روشهای فشرده سازی دیگر همزمان به کار برده می شود؛ یعنی اگر الگوهای تکرار چندان پررنگ نبودند، بازهم فشرده سازی امکانپذیر باشدالبته زیاد نگران ناکارامدی این روش نباشید. یادتان نرود، شما در جهانی زندگی می کنید که براساس یافته جدید ساختاری آشوبناک دارد.
مطمئن باشید هندسه فراکتال بر بسیاری از اشکال عالم حاکم است ؛ حتی اگر در نگاه اول چندان آشکار نباشد.

انسان شناسی ریاضی

قبل از شروع بحث لازم می دانم یادآوری کنم که تمام هم وغم من در این سخنرانی صرفا باز کردن یک حوزه جدید است که دوستان علاقمند همت کنند و روی آن متمرکز شوند تا این راه باز شود و انشاءالله در آینده بتوانیم مردم شناسی را تخصصی تر کنیم ، دیگر مردم شناسی عمومی کافی است.
در بحث انسان شناسی ریاضی دو گروه کار کرده اند :آلمانی ها و آنگلوساکسون ها که گروه دوم بیشتر بر “تاریخ ریاضی” تاکید داشته اند.آنها معتقدند چون ریاضی به شدت انتزاعی است پس ارائه تاریخ آن در روند آموزش بسیار مهم است،تمام بحث این افراد نیز خارج کردن ریاضی از حالت انتزاعی و تبدیل آن به حالت حسی است.مثلا آنگلوساکسون ها معتقدند در بحث آموزش هم به جای آنکه معلم بیاید و بدون مقدمه فرمول را برای بچه ها بنویسد باید روند رسیدن به آن و رابطه اش با واقعیت را توضیح دهد و بگوید که روند شکل گیری فرمول در ذهن فلان کس چگونه بوده است اینگونه فرمول برای فرد، قابل حس می گردد.ریاضی یک زبان است و اینکه بچه های ما در درک ان اشکال دارند به دلیل نفهمیدن استعارات و عدم قابلیت تطابق ذهنی است.اگر بچه های ما می فهمیدند “معادله” یعنی “ترازو” و می توانستند مفاهیم این زبان را اینگونه تجسم کنند ریاضی برای انها بسیار شیرین تر می شد.اصلا خود کلاس های ریاضی ،معلمان و روش های تدریس آنها،موضوع خوبی برای پژوهش انسان شناسی است.آیا انشتین با معادلات ریاضی به قانون “نسبیت” رسید یا با معادلات شهودی؟بررسی ها نشان می دهد که یک ریاضی دان با شهود و تخیل به مسئله ای می رسد و بعد آن را به صورت انتزاعی درمی آورد.نمونه بارز این مسئله زندگی “جان نش” است که در حالت اسکیزوفرنی به ریاضیاتش رسید و از قضا همین چند وقت پیش نیز تلویزیون فیلم ان را نشان داد.بنابراین دانستن تاریخ ریاضی،راه ورود به ریاضیات است و اگر ریاضی در کشوری قوی نشود امور به سامان نمی گردد چرا که تمدن ها نیز از ریاضی به دست می آیند.در همین راستا چند سال پیش خانمی به ایران آمده بود و روی نسخه های ریاضی ما کار می کرد.او می خواست “فرهنگ ریاضی” قرن سوم هجری ایران را به دست اورد و بفهمد که چه عوامل اجتماعی و سیاسی ای باعث شده که ریاضیات در ان قرن در ایران رشد کند و آیا احتمال دارد که ریاضی در ایران دوباره اوج بگیرد؟ریاضی یک سیستم نشانه شناسی مانند زبان است که در ان نوعی شباهت بین معنی و خود نشانه وجود دارد،مثلا نشانه عدد ۳ در فارسی،انگلیسی و… سه دنده دارد،یک و دو نیز به همین صورت؛ولی برخلاف زبان که رابط بین انسان هاست ریاضی،زبان گفتگوی انسان و طبیعت است.همیشه تفسیر ما از طبیعت، بر ریاضی مان تاثیر داشته است،پس برای شناخت ریاضی ما باید جهان پدیداری ما را نیز شناخت و به دلیل آنکه طبیعت و جهان پدیداری ها در نزد اقوام متفاوتند پس ریاضی آنها نیز متفاوت است.بنابراین اگر بخواهیم ریاضی ایران را عوض کنیم جهان پدیداری ایرانی نیز باید تغغیر کند.رابطه ای بین ریاضی و فلسفه هم وجود دارد.صفر،همان عدم است و یک،وجود.مثبت،خداست و منفی شیطان.بی نهایت همان واجب الوجود است وبین صفر و یک اعداد بسیاری هستند و این اعداد ما هستیم،ما ممکن الوجودها.می بینیم که فلسفه همان مفاهیم ریاضی را دارد.به طور مثال کتاب های بوعلی سینا هر دوی اینها را در کنار هم دارند.ما با جهان پدیداری هایمان زندگی می کنیم و ریاضی اگر جهان پدیداری های ما را نسازد در کشور رشد نخواهد کرد.ما باید با ریاضی زندگی کنیم همان طور که با فلسفه زندگی می کنیم.اگر خوب توجه کنید می بینید که مثلثات،علمی است که در جهان اسلامی به وجود می اید،چرا؟به دلیل انکه مسمانان باید نماز بخوانند و برای نماز باید قبله را در معماری هایشان مد نظر قرار دهند.اینجاست که نیاز به مثلثات احساس می شود.عرب ها از آن جایی که قدرت تفکر انتزاعی ندارند در ریاضیاتشان اعداد منفی وجود نداشته است و برای فهم مطالب ریاضی از چوب خط استفاده می کرده اند.مثال دیگر، تمدن غربی است که دارد حالت کلان خود را از دست می دهد و همین مشکل امروز غرب است.ریاضی غرب هم امروز دارد ریزتر و ریزتر می شود،آن قدر که روی صفر و یک بحث می کند و از دل ان “کامپیوتر” درمی آید و بعد انواع و اقسام ابزارهای دیجیتالی.برای همین است که ما می گوییم “معرفت شناسی ریاضی” مبحث بسیار مهمی است.ما باید در ریاضی،فرهنگ شناسی انجام

دهیم و بهترین راه این کار نیز بازگشت و نگاه به گذشته است. شیخ بهایی یک عارف است و در سیستمی کار می کند که شعر و سی و سه پل و جن گیری و همه چیز را درکنار هم دارد.چه سیستمی در ذهن شیخ بهایی و آدم های زمان او بوده است؟ما باید به این سوال پاسخ دهیم.”مدرنیسم” دوران کمیت است و برای همین همه چیز را “خطی” می کند چرا که همه کمیت ها خطی هستند.در چنین فضایی “خط” در نقاشی های ما زیاد می شود و حتی در معماری مان.تمام پنجر

ه ها،درها همه خطی می شوند هیچ انحنایی وجود ندارد.جهان بینی مدرنیسم،تعینی است،دنبال فرمول،کمیت و برد خطی است؛اما در “پست مدرنیسم” ما دوباره داریم به سمت “انحناء” بازمی گردیم،خانه ها،ماشین ها و ابزارهای مدرن را نگاه کنید.جهان دارد عرفانی می شود،دارد از تعین مدرنیستی خارج می شود و انحناء به زندگی ما بازمی گردد.انحناء با تصوف زاده می شود.حتی تخت جمشید،”خطی” است،به تدریج ما به سمت انحناء پیش می رویم و اوج آن نیز دوران صفویه است.در این مسیر،در معماری ما هم یک انقلاب رخ می دهد و ما در دوره سلجوقیان به شدت غیر متعین می شویم.مثا

ل دیگر “پول” است.پدیده ای که مختص جهان متعین فقهی است.حال “اعتبار” دارد جای ان را می گیرد که مفهومی غیر متعین است.سینما را هم اگر نگاه کنید به همین نتیجه می رسید.در سینما این روزها با فیلم های بسیاری مواجهیم که در آن افراد می خواهند از زمان مادی و تک خطی و کوتاه خود خارج شوند،همین است که ما تخیلی به اسم ماشین زمان را می بینیم و یا آدم های فضایی را.این نشان دهنده ان است که مفهوم زمان و مکان در دنیا دارد عوض می شود.اگر زمان عوض شود،مفهوم حرکت هم تغییر می کند و به دنبال آن ریاضی نیز به عنوان علم تفسیر حرکت،تغییر خواهد کرد.اگر مطلع باشید کل بحث ریاضی امسال نیز که جوایز جهانی را به خود اختصاص داد نظریه “بازی” بود.امروزه حتی در اقتصاد نیز ریاضی

یک مفهوم تک خطی و متعین نیست،نوعی بازی است.اقتصاد و ریاضی نیز به شدت غیرمتعین شده اند و دوران قوانین ثابت دیگر گذشته است.
در اینجا به عنوان نتیجه گیری بحث می توانیم فرمول ریاضی زیر را ارائه دهیم :
دین : جهان پدیداری : فرهنگ : ریاضی : تمدن
یعنی دین ها جهان پدیداری ها را می سازند و آنها فرهنگ ها را.فرهنگ ها نیز ریاضیات خاص خود را به وجود می آورند و تمدن از دل این ریاضی خارج می شود.
در پایان باز تکرار می کنم که امروز،زمان و مکان ها متفاوتند و برای همین، جهان پدیداری ها و فرهنگ ها هم متفاوتند،درنتیجه ما ریاضی های متفاوتی هم داریم و اگر مسئله ریاضی در کشور حل شود دیگر ایران سازی و تمدن سازی کار دشواری نخواهد بود.

منطق فازی

از آن زمان كه انسان انديشيدن را آغاز كرد، همواره كلمات و عباراتى را بر زبان جارى ساخته كه مرزهاى روشنى نداشته اند. كلماتى نظير «خوب»، «بد»، «جوان»، «پير»، «بلند»، «كوتاه»، «قوى»، «ضعيف»، «گرم»، «سرد»، «خوشحال»، «باهوش»، «زيبا» و قيودى از قبيل «معمولاً»، «غالباً»، «تقريباً» و «به ندرت». روشن است كه نمى توان براى اين كلمات رمز مشخصى يافت، براى مثال در گزاره «على باهوش است» يا «گل رز زيباست» نمى توان مرز مشخصى براى «باهوش بودن» و «زيبا بودن» در نظر گرفت. اما در بسيارى از علوم نظير رياضيات و منطق، فرض بر اين است كه مرزها و محدوده هاى دقيقاً تعريف شده اى وجود دارد و يك موضوع خاص يا در محدوده آن مرز مى گنجد يا نمى گنجد. مواردى چون همه يا هيچ، فانى يا غيرفانى، زنده يا مرده، مرد يا زن، سفيد يا سياه، صفر يا يك، يا «اين» يا «نقيض اين» . در اين علوم هر گزاره اى يا درست است يا نادرست، پديده هاى واقعى يا «سفيد» هستند يا «سياه» .
اين باور به سياه و سفيدها، صفر و يك ها و اين نظام دو ارزشى به گذشته بازمى گردد و حداقل به يونان قديم و ارسطو مى رسد. البته قبل از ارسطو نوعى ذهنيت فلسفى وجود داشت كه به ايمان دودويى با شك و ترديد مى نگريست. بودا در هند، پنج قرن قبل از مسيح و تقريباً دو قرن قبل از ارسطو زندگى مى كرد. اولين قدم در سيستم اعتقادى او گريز از جهان سياه و سفيد و برداشتن اين حجاب دوارزشى بود. نگريستن به جهان به صورتى كه هست. از ديد بودا جهان را بايد سراسر تناقض ديد، جهانى كه چيزها و ناچيزها در آن وجود دارد. در آن گل هاى رز هم سرخ هستند و هم غيرسرخ. در منطق بودا هم A داريم هم نقيض A. در منطق ارسطو يا A داريم يا نقيض A منطق (A يا نقيض A) در مقابل منطق (A و نقيض A). منطق اين يا آن ارسطو در مقابل منطق تضاد بودا.

منطق ارسطو اساس رياضيات كلاسيك را تشكيل مى دهد. براساس اصول و مبانى اين منطق همه چيز تنها مشمول يك قاعده ثابت مى شود كه به موجب آن يا آن چيز درست است يا نادرست. دانشمندان نيز بر همين اساس به تحليل دنياى خود مى پرداختند. گرچه آنها هميشه مطمئن نبودند كه چه چيزى درست است و چه چيزى نادرست و گرچه درباره درستى يا نادرستى يك پديده مشخص ممكن بود دچار ترديد شوند، ولى در يك مورد هيچ ترديدى نداشتند و آن اينكه هر پديده اى يا «درست» است يا «نادرست».

هر گزاره، قانون و قاعده اى يا قابل استناد است يا نيست. بيش از دو هزار سال است كه قانون ارسطو تعيين مى كند كه از نظر فلسفى چه چيز درست است و چه چيز نادرست. اين قانون «انديشيدن» در زبان، آموزش و افكار ما رسوخ كرده است.

منطق ارسطويى دقت را فداى سهولت مى كند. نتايج منطق ارسطويى، «دوارزشى»، «درست يا نادرست»، «سياه يا سفيد» و «صفر يا يك» مى تواند مطالب رياضى و پردازش رايانه اى را ساده كند. مى توان با رشته اى از صفر و يك ها بسيار ساده تر از كسرها كار كرد. اما حالت دوارزشى نيازمند انطباق ورزى و از بين بردن زوايد است. به عنوان مثال هنگامى كه مى پرسيد: آيا شما از كار خود راضى هستيد؟ نمى توان انتظار جواب بله يا خير داشت، مگر آنكه با تقريب بالايى صحبت كنيد. «سورن كيركگارد» فيلسوف اگزيستانسياليست، در سال ۱۸۴۳ كتابى در رابطه با تصميم گيرى و آزاد انديشى به نام «يا اين يا آن» نوشت. او در اين كتاب بشر را برده كيهانى انتخاب هاى «دودويى» در تصميم گيرى هايش ناميد. تصميم گيرى به انجام يا عدم انجام كارى و تصميم گيرى درباره بودن يا نبودن چيزى.