فهرست مطالب

فرهنگ و اندیشه ریاضی - سال چهل و یکم شماره 2 (پیاپی 71، پاییز و زمستان 1401)

مجله فرهنگ و اندیشه ریاضی
سال چهل و یکم شماره 2 (پیاپی 71، پاییز و زمستان 1401)

  • تاریخ انتشار: 1402/02/06
  • تعداد عناوین: 13
|
  • یونس کرامتی* صفحات 1-18

    علم جبر در شکل آغازین خود، یعنی طبقه بندی و حل معادلات درجه اول و دوم، در حدود 820 میلادی با نگارش کتاب الجبر و المقابله محمد بن موسی خوارزمی، ریاضی دان و اخترشناس پرآوازه ایرانی پی ریخته شد. خوارزمی نخستین بار موجودات جبری را تعریف کرد و اعمال ریاضی روی آن ها را به عنوان عملیات جبری شناساند. او معادلات درجه اول و دوم را در «شش نوع استاندارد» طبقه بندی و دستور یافتن و شرایط وجود ریشه آن ها را عرضه و برای دستورها نیز اثبات های هندسی عرضه کرد و نشان داد که همه این معادلات را می توان با عملیات جبری به این شش نوع درآورد و درنتیجه روش کلی حل همه آن ها را عرضه کرد.برخی تاریخ نگاران اروپایی ریاضیات کوشیده اند با وضع اصطلاحاتی چون «جبر هندی»، یا «جبر هندسی/یونانی»، در بنیان گذاری جبر توسط خوارزمی تردید افکنند. برخی نیز اریثمتیکای دیوفانتوس را منبع الهام خوارزمی یا دست کم آثار آن ها را ادامه سنتی با ریشه در ریاضیات بابلی انگاشته اند. اما این دیدگاه ها امروزه چندان پذیرفته نیست. در دوره اسلامی نیز همه دانشوران درباره بنیان گذاری جبر توسط خوارزمی هم داستان بوده اند؛ تنها ریاضی دانی به نام ابوبرزه، پدربزرگش عبدالحمیدبن واسع را مقدم بر خوارزمی دانسته است که البته ابوکامل شجاع بن اسلم، ریاضی دان نامدار مصری این ادعا را به شدت رد کرده است و دیگر دانشوران دوره اسلامی نیز بر تقدم خوارزمی تاکید کرده اند.

    کلیدواژگان: جبر، محمد بن موسی خوارزمی، الجبر و المقابله، عبد الحمید بن واسع، ابوبرزه، ابوکامل شجاع بن اسلم، جبر هندسی، جبر یونانی، جبر هندی، دیوفانتوس، اریثمتیکا
  • منیره اکبری*، مریم ربیعی صفحات 19-45

    هدف ما در این مقاله معرفی و بررسی پنج تعریف متداول برای  آشوب در دستگاه های دینامیکی گسسته و   مقایسه آن ها با یکدیگر   روی بازه های فشرده است. این پنج تعریف، که آشوب را از زوایای مختلف توصیف  می کنند، عبارت اند از:  آشوب لی-یورک، آشوب توپولوژیک، w-آشوب، آشوب بلاک-کاپل، و آشوب دیوینی.

    کلیدواژگان: آشوب بلاک-کاپل، آشوب توپولوژیک، آشوب دیوینی، آشوب لی-یورک، w-آشوب
  • امیر جعفری*، سیامک یاسمی صفحات 47-61

    نظریه رسته ها تا چه اندازه ای مهم است؟ از نخستین روزهای پیدایش این نظریه تا به امروز، این پرسش ذهن بسیاری از ریاضی کاران را به خود مشغول کرده است و پاسخ های متنوع و بسیاری هم برای این پرسش وجود دارد: برای عده ای نظریه رسته ها صرفا یک ابزار است و برای گروهی دیگر ‏جزء ارکان ریاضیات امروز است. عموما پرسش هایی این چنینی پاسخی قطعی و عام ندارند. دست کم در این مورد خاص، هنوز جامعه ریاضی به توافقی عام دست پیدا نکرده است و احتمالا هم پیدا نخواهد کرد. هدف ما در این نوشته این است که ضمن بررسی سیر تحول نظریه رسته ها در مورد جایگاه و خاستگاه آن در ریاضیات بحث کنیم.

    کلیدواژگان: نظریه رسته ها، رسته های مشتق شده، رسته های مثلثی شده، نظریه K، رسته های مدرج دیفرانسیلی
  • محمدرضا درفشه* صفحات 63-72

    قانون تقابل مربعی گاوسی یکی از مهم‏ ترین قضیه های نظریه اعداد است که گاوس آن را در نوزده سالگی ثابت کرد. در این مقاله‏، ابتدا مطالبی درباره سرشت گروه های آبلی متناهی ثابت می کنیم و سپس با استفاده از آن ها اثباتی برای قانون تقابل مربعی گاوس عرضه می کنیم.

    کلیدواژگان: قضیه تقابل مربعی گاوس، سرشت گروه متناهی، نماد لژاندر
  • حسام الدین رجب زاده*، آرش رستگار، میثم نصیری صفحات 73-95

    خانواده ای پیوسته از خم های هموار و مجزا در مربع یکه وجود دارد که آن را افراز می کند و می توان با انتخاب حداکثر یک نقطه از هر خم‎‏‏، مجموعه ای اندازه پذیر ساخت که مساحت آن برابر ‎یک‎ باشد. اما این حکم با شهود ما در تناقض است‎!‎ شهودی که از اصل کاوالی یری و قضیه فوبینی برگرفته ایم. پس مشکل از کجاست؟ در این یادداشت به اثبات حکم بالا و پاسخ به این پرسش می پردازیم.

    کلیدواژگان: اصل کاوالی یری، قضیه فوبینی، برگ بندی، پیوستگی مطلق
  • مرتضی منیری* صفحات 97-105

    آیا حساب متعین و قطعی است؟ به عبارت دیگر، آیا به ازای هر حکمی در حساب اعداد طبیعی، دلیلی برای درستی یا نادرستی آن حکم وجود دارد؟ برای مثال، آیا شواهدی برای درستی یا نادرستی حدس گولدباخ وجود دارد حتی اگر ما از آن ها آگاه نباشیم؟ در وهله اول به نظر می رسد که پاسخ به وضوح مثبت است‎‏‏، اما از کجا مطمین باشیم؟ قضیه ناتمامیت گودل در این مورد چه می گوید؟ مستقل بودن برخی احکام نظریه مجموعه ها مانند اصل انتخاب و فرضیه پیوستار چه ارتباطی با این موضوع دارد؟ در این مقاله به بررسی این پرسش ها می پردازیم. علاوه بر این، تاثیر وجود امکانات نامتعارفی از قبیل ماشین های محاسبی که قادر به انجام تعدادی نامتناهی دستورالعمل در زمانی متناهی اند و همچنین دستگاه های اثباتی مجهز به قواعد نامتناهی را بر پاسخ این پرسش ها بررسی خواهیم کرد.

    کلیدواژگان: تعین، حساب، ابرماشین، دستگاه اثباتی نامتناهی
  • احمد احمدی، مریم اسماعیلی*، جواد فتحی مورجانی صفحات 107-118

    امروزه کاربرد نظریه بازی ها در بسیاری از علوم رواج یافته است. با وجود این ، سالیان درازی است که کاربرد نظریه بازی ها در بسیاری از علوم اجتماعی همچون اقتصاد، جامعه شناسی‏، و سیاست با احتیاط نگریسته می شود‏، زیرا بسته به موقعیت فردی و اجتماعی بازیکنان می توان نتایج متفاوتی را از یک بازی انتظار داشت. در این میان، شناخت رفتاری هر بازیکن و استنتاج ریاضی گونه آن مستلزم ‎‏اطلاعاتی است که از جمله آن ها شناخت باورها و فرهنگ جامعه ای است که بازیکنان به آن تعلق دارند. در این مقاله‏، با انتخاب سه حکایت از ‎گلستان سعدی‎ و بیان آن ها در قالب بازی دونفره نشان خواهیم داد که آموزه های سعدی در آن کتاب‏، که برخاسته از باور و فرهنگ ماست‏، تا چه اندازه با تصمیم گیری منطقی مبتنی بر نظریه بازی ها همخوانی دارد.

    کلیدواژگان: گلستان سعدی، حکایت، نظریه بازی ها، تعادل نش
  • منصوره موسی پور* صفحات 119-128

    در این مقاله، مفهوم جدید عملگرهای  قرصی بازگشتی ‏را تعریف و بررسی می کنیم. نشان می دهیم چنین عملگرهایی هم در فضاهای باناخ نامتناهی بعد و  هم متناهی بعد یافت می شوند. ثابت می کنیم که یک عملگر،  قرصی بازگشتی   است اگر و تنها اگر مجموعه ای چگال از بردارهای  قرصی بازگشتی   داشته باشد. به علاوه، نشان می دهیم عملگر T   قرصی بازگشتی   است اگر و تنها اگر Tn  عملگری  قرصی بازگشتی   باشد.‎‎ ‎

    کلیدواژگان: عملگرهای قرصی بازگشتی، عملگرهای بازگشتی، عملگرهای ابردوری
  • محسن خانی* صفحات 129-150

    در این مقاله، آدریان متایاس رویکر‏د بورباکی به مبانی ریاضیات، منطق‏، و نظریه‎‏ مجموعه ها را به نقد کشیده است.او معتقد است که بورباکی با اینکه از نتایج گودل در عدم امکان تکمیل برنامه صورت‎‏ گرایی هیلبرت برای ریاضیاتمطلع بوده است، خود را به تجاهل زده و از آوردن نام گودل و اشاره به قضیه های او به کلی خودداری کرده است.پس از گمانه زنی درباره علت احتمالی این امر، نویسنده به تفاوت درک حسابی و هندسی در ریاضیات پرداخته است.به نظر وی‏، اصول تسرملو، که مورد تایید بورباکی نیز بوده، برای جنبه هندسی ریاضیات کافی اند، ولی جنبه حسابی ریاضیات نیازمند اصول تسرملو - فرانکل است.

    کلیدواژگان: مبانی ریاضیات، نظریه مجموعه ها، بورباکی، هیلبرت، صورت گرایی
  • هانیه هاشمی* صفحات 151-172

    لاکاتوش در کتاب دوران سازش به نام اثبات ها و ابطال ها‎ از طریق بحث درباره تاریخچه و پیشرفت های روش شناختی صورت گرفته در بررسی فرمول اویلر‏، ‎V-E+F=2‎ ‏، برای چند وجهی های سه بعدی، روش اثبات ها و ابطال ها را توضیح می دهد. لاکاتوش تاریخچه چندوجهی ها را مثال خوبی برای توضیح فلسفه و روش شناسی خودش در ریاضیات و هندسه می دانست. تمرکز ما در اینجا روی ویژگی های ریاضی و توپولوژیکی است که در رهبرد روشمندانه لاکاتوش نقش دارند. برای هر مثال و مثال نقضی که لاکاتوش آورده است، همتای توپولوژیکش را به اختصار شرح می دهیم. سپس پیشینه ریاضی و مبنای فلسفه لاکاتوش درخصوص روش شناسی ریاضیات را در ضمن فرمول اویلر بیان می کنیم، و بدین ترتیب شناختی از کارکرد مفاهیم راهنمون ایجابی و سلبی لاکاتوش حاصل خواهیم کرد.

    کلیدواژگان: اثبات ها و ابطال ها، چندوجهی، راهنمون ایجابی، راهنمون سلبی، مثال نقض
  • آزاده نیک سرشت* صفحات 173-198

    در این مقاله به بررسی تاریخچه محک تحویل ناپذیری آیزنشتاین   می پردازیم و شرح می دهیم که چطور تیودور شونمان این محک را قبل از آیزنشتاین کشف کرد. آیزنشتاین و شونمان از کتاب تحقیقات حسابی گاوس الهام گرفته بودند، اگرچه مسیرهای بسیار متفاوتی را برای اکتشافات خود در پیش گرفتند. در این مقاله موضوعات گوناگونی از نظریه اعداد در  قرن نوزدهم، از جمله لم گاوس، میدان های متناهی، خم پروانه، انتگرال های بیضوی، گروه های آبلی، اعداد صحیح گاوسی، و لم هنزل مورد بحث قرار خواهند گرفت.

    کلیدواژگان: محک تحویل ناپذیری آیزنشتاین، تئودور شونمان، کارل گاوس، معادلات چندجمله ای، تحویل پذیری چندجمله ای
  • فرانک گودرزی* صفحات 199-222

    در این مقاله نشان می دهیم که تحت شرایط گشتاوری معمول، برای یک متغیر تصادفی صحیح مقدار مطلقا پیوسته ‎X‎ از خانواده پیرسن ‎(ارد)‎ اتحاد کوواریانس نوع استاین از مرتبه ‎k‎ برقرار است. این اتحاد به دنباله چندجمله ای های متعامد متناطر، که توسط فرمول نوع رودریگز به دست می آید، ارتباط می یابد و عبارت های مناسبی برای ضرایب فوریه‎‏ هر تابع دلخواه به دست می دهد. از این اتحاد کوواریانس عبارت های جدیدی را برای کران های پایین واریانس متناظر به دست می آوریم؛ به نظر می رسد که این عبارت ها فقط در چند مورد خاص، مانند توزیع نرمال و فرایندهای پواسون و وینر‏، شناخته شده اند.

    کلیدواژگان: چندجمله ای های متعامد، ‏ضرایب فوریه‏، فرمول نوع رودریگز، اتحاد نوع استاین، کران های واریانس
  • محمدقاسم وحیدی اصل* صفحات 223-248

    ادامه ترجمه کتاب  دوست دارم ریاضیدان باشم (فصل دهم و یازدهم، صفحات  195-216)

    کلیدواژگان: هالموس، تدریس و پژوهش ریاضیات در اوروگوئه‏، منطق صوری‏، جبر بولی، گروه های توپولوژیک
|
  • Y. Karamati Pages 1-18

    Algebra, in its basic form, that is the classification and solution of linear and quadratic equations, was founded around 820 AD with the composition of the book al-Jabr wa al-Maqabalah by Mohammad ibn Musa Khwarizmi. He defined algebraic entities for the first time and introduced mathematical operations on these entities as algebraic operations. He classified linear and quadratic equations into “6 standard forms” and presented the conditions for the existence of the root of these equations, and also provided geometrical proofs for the correctness of these solutions. He showed that all linear and quadratic equations can be converted into these “6 standard forms” by algebraic operations, and he presented the general method of solving all linear and quadratic equations. Some European historians of mathematics have tried to doubt the foundation of algebra by Khwarizmi. Some others have considered Diophantus Arithmetica as the source of inspiration for Khwarazmi’s Algebra, or at least both books as a continuation of the tradition rooted in Babylonian mathematics. But these views are not widely accepted today. In Medieval Islam, all the scholars agreed about the foundation of Algebra by Khwarizmi, and only a mathematician named Abu Barza considered his grandfather Abd al-Hamid ibn Wase‘ as the predecessor of Khwarizmi, although Abu Kamel Shuja‘ ibn Aslam strongly rejected this claim and others scholars of Medieval Islam have also emphasized the superiority of Khwarizmi.

    Keywords: algebra, Mohammad ibn Musa Khwarizmi, al-Jabr wa al-Maqabalah, Abd al-Hamidibn Wase‘, Abu Barza, Abu Kamel Shuja‘ ibn Aslam, Diophantus, Arithmetica
  • M. Akbari, M. Rabii Pages 19-45

    Our aim in this paper is to introduce and study five common definitions of chaos in discrete dynamical systems and compare them to each other on compact intervals.These five different definitions that describe chaos from different points of view are Li-Yorke chaos, topological chaos, ω-chaos, Block-Coppel chaos, and Devaney chaos.

    Keywords: Block-Coppel chaos, topological chaos, Devaney chaos, Li-Yorke chaos, ωchaos
  • A. Jafari, S. Yassemi Pages 47-61

    How important is the theory of categories? From the early days of its creation until today, this question has occupied the minds of mathematicians and different answers have been provided: For some categories are merely a tool. For others, they are a fundamental part of today’s mathematics. Generally, questions like these do not have definite and absolute answers. At least for this particular question, the mathematics community has not reached a common answer, and probably will never reach a resolution. Our goal in writing this article is to discuss the origins and developments of the theory of categories and also discuss its role in mathematics.

    Keywords: category theory, derived categories, triangulated categories, K-theory, differentialgraded categories
  • M. R. Darafsheh Pages 63-72

    The Gauss quadratic reciprocity law is one of the most important theorems in number theory which Gauss proved it in nineteen years old. In this paper, we first prove some facts about the character of finite abelian groups. Then, using them, we provide a proof for the Gauss quadratic reciprocity law.

    Keywords: the law of quadratic reciprocity, character on finite group, Legendre symbol
  • H. Rajabzadeh, A. Rastegar, M. Nassiri Pages 73-95

    There exists a continuous family of disjoint smooth curves, partitioning the unit square, such that one can choose only one point from each curve to construct a measurable set whose area is equal to 1. This contradicts our intuition which resembles Cavalieri’s principle and Fubini’s theorem! So, what is the problem? In this note, we discuss the theorem (due to A. Katok) and answer this question.

    Keywords: Cavalieri’s principle, Fubini’s Theorem, foliation, absolute continuity
  • M. Moniri Pages 97-105

    Is arithmetic determinate and definitive? In other words, are there reasons for the correctness or falsity of each arithmetic sentence? For example, is there evidence that Goldbach’s conjecture is true or false, even if we don’t know about it? At first glance, the answer seems to be clearly yes. But how can you be sure? What does Gödel’s incompleteness theorem say about this? What is the relationship between independence of some axioms of set theory, such as the axiom of choice and the continuum hypothesis, with these questions? In this article, we will examine these questions. In addition, we will examine the impact of the presence of unconventional facilities such as computing machines that are able to perform an infinite number of instructions in a finite time, as well as proof systems equipped with infinite rules on the answers to the above questions.

    Keywords: determinacy, arithmetic, supertask, infinite proof system
  • A. Ahmadi, M. Esmaeili, J. Fathi Pages 107-118

    Today, the application of game theory has been proven in many sciences. However, for many years, many sciences such as economics, sociology, and politics have been progressing in a less than favorable way; because according to the personal and social situation of the players, different results can be obtained from the same game. Meanwhile, knowing the behavior of each player and its mathematical inference requires prerequisites, which include knowing the beliefs and culture of the society in which he lives. Meanwhile, the value of the literary treasure of that society cannot be ignored. Therefore, the authors of this article decided to open the way by examining three anecdotes of Saadi’s Golestan in the form of a game.

    Keywords: Nash equilibrium, anecdote, Saʿdī’s Golestān, game theory
  • M. Moosapoor Pages 119-128

    In this article, the new concept of disk-recurrent operators is introduced. We prove that an operator is disk-recurrent if and only if it has a dense set of diskrecurrent vectors. We prove that these operators can be found in infinite dimensional and also finite dimensional Banach spaces. In addition, we show that the operator T is disk-recurrent if and only if T n is disk-recurrent. We also observe that if the diskrecurrence of the direct sum of two operators is disk-recurrent, then any of them is disk-recurrent and we express some results about this.

    Keywords: disk-recurrent operators, recurrent operators, hypercyclic operators
  • A. R. D. Mathias Pages 129-150

    The author criticizes Bourbaki’s approach to fundamentals of mathematics, logic and set theory. He believes that despite being already aware of the impact of Gödel’s proof on Hilbert’s program of formalism, the group deliberately chose to ignore it, so far as they even refused to mention Gödel and address his work. He then points out the difference between arithmetic and geometric aspects of mathematics, and suggests that Zermelo’s set theory, which was acknowledged by Bourbaki, suffices only for the geometric part whereas the arithmetic side needs to rely on Zermelo-Fraenkel system of axioms.

    Keywords: foundation of mathematics, set theory, Bourbaki, Hilbert, formalism
  • S. Bağçe, C. Başkent Pages 151-172

    Lakatos’s seminal work Proofs and Refutations introduced the methods of proofs and refutations by discussing the history and methodolog- ical development of Euler’s formula V − E + F = 2 for three dimensional polyhedra. Lakatos considered the history of polyhedra illustrating a good ex- ample for his philosophy and methodology of mathematics and geometry. In this study, we focus on the mathematical and topological properties which play a role in Lakatos’s methodological approach. For each example and counterexample given by Lakatos, we briefly outline its topological counter- part. We thus present the mathematical background and basis of Lakatos’s philosophy of mathematical methodology in the case of Euler’s formula, and thereby develop some intuitions about the function of his notions of positive and negative heuristics.

    Keywords: Proofs, Refutations, polyhedra, positive heuristics, negative heuristics, counterexample
  • A. Nikseresht Pages 173-198

    This article explores the history of the Eisenstein irreducibility criterion and explains how Theodor Schönemann discovered this criterion before Eisenstein. Both were inspired by Gauss’s Disquisitiones Arithmeticae, though they took very different routes to their discoveries. The article will discuss a variety of topics from 19th-century number theory, including Gauss’s lemma, finite fields, the lemniscate, elliptic integrals, abelian groups, the Gaussian integers, and Hensel’s lemma.

    Keywords: the Eisenstein irreducibility criterion, Theodor Schonemann, Carl Gauss, polynomial equations, reducibility of polynomial
  • G. Afendras, N. Papadatos, V. Papathanasiou Pages 199-222

    For an absolutely continuous (integer-valued) r.v. X of the Pearson (Ord) family, we show that, under natural moment conditions, a Stein-type covariance identity of order k holds. This identity is closely related to the corresponding sequence of orthogonal polynomials, obtained by a Rodrigues-type formula, and provides convenient expressions for the Fourier coefficients of an arbitrary function. Application of the covariance identity yields some novel expressions for the corresponding lower variance bounds for a function of the r.v. X, expressions that seem to be known only in particular cases.

    Keywords: orthogonal polynomials, Fourier coefficients, Rodrigues type formula, Stein-typecovariance identities, variance bounds
  • P. Halmos Pages 223-248

    This is a translation of some parts of Chapter 10-11 in I Want to be a Mathematician (1985), by Paul R. Halmos.

    Keywords: Halmos, teaching, research of mathematics in Uruguay, formal logic, Booleanalgebra