قصة نسبة المحيط إلى القطر

قصة تقريب نسبة المحيط إلى القطر في ثقافة واحدة، من باب المساحة عند الخوارزمي إلى حساب الكاشي، وصلتها بعلم الفلك.

الدرس 1 من 3 5 من 8 في المقرر

خريطة المقرر

مسودة: كُتب هذا الدرس بمعونة الذكاء الاصطناعي ولم يقرأه محرر بشري بعد.

ما يطلبه صفك

يطلب منك هذا الدرس أن تبحث في مفهوم هندسي، وتروي قصة تطوّره واستعماله في ثقافة بعينها، وتصف صلته بالمهن وبالمجالات الأخرى. يقدّم المتحف قصة واحدة هي تقريب نسبة المحيط إلى القطر في العالم الإسلامي؛ أما صلتها بالمهن وبثقافات أخرى فيأتي بها صفّك. 1

توقعات المنهاج برموزها الرسمية

  • E1.1 ابحث في مفهوم هندسي أو نظام قياس لتروي قصة تطوّره واستعماله في ثقافة أو مجتمع بعينه، وصِف صلته بالمهن وبالمجالات المعرفية الأخرى

قبل أن تبدأ

فكرة تحملها معك إلى الدرس.

الدرس

متى يكون الرقم تقريباً لا تحقيقاً؟

قارن القيم الثلاث التي يذكرها الخوارزمي ثم قيمة الكاشي، وانظر كم منزلة تتفق. ما الذي يتغير حين تزيد الدقة، وما الذي يبقى مجهولاً؟

تعمّق

يقول الخوارزمي في باب المساحة إن جعل المحيط القطر في ثلاثة وسبع «اصطلاح بين الناس من غير اضطرار»، ويذكر لأهل الهندسة قولين آخرين: أن تضرب القطر في مثله ثم في عشرة وتأخذ الجذر، وقول أهل النجوم أن تضرب القطر في 62832 وتقسم على 20000؛ ويقول إن ذلك كله قريب بعضه من بعض 2. وفي مسألة الدائرة التي قطرها سبعة أذرع يجعل المحيط اثنين وعشرين ذراعاً 3. وبعد قرون تؤرخ ماكتوتر رسالة الكاشي المحيطية بسنة 1424، وتذكر إخراج ضعف نسبة المحيط إلى القطر في النظام الستيني ثم العشري بدقة عالية 4.

لماذا فعلوا ذلك؟

لا تحفظ سجلات المتحف جملة يقول فيها الكاشي لماذا طلب هذه الدقة. وتصف إيرانيكا، كما ينقل سجل حسابه، قلقاً من التواء الآلات الكبيرة، فالدقة الهندسية والعددية والمادية مترابطة وليست شيئاً واحداً 5. وتؤكد السير المقروءة جمعه بين الهندسة والحساب 6. أما الخوارزمي فيذكر في مقدمة كتابه أن مساحة الأرضين من الحاجات التي وضعه لها 7، ويسمّي القيمة الشائعة اصطلاحاً لا ضرورة 2.

رأيان

لا يزن الخوارزمي القيم الثلاث كما يزنها محققا طبعة القاهرة. فهو يقول إنها كلها قريب بعضها من بعض 2. ويعلّق المحققان بأن أقرب هذه القيم إلى الحقيقة قيمة أهل النجوم، وأبعدها جذر العشرة، وينقلان حاشية المخطوط التي تقول إن ذلك «تقريب لا تحقيق» لأن الخط المحيط ليس بمستقيم 8. وينبّه المحققان على أن جعل المحيط اثنين وعشرين ذراعاً في مسألة القطر سبعة أذرع تقريبي 3.

خطأ شائع

يُنسب إلى الكاشي أحياناً أنه اخترع الكسور العشرية، لكن ماكتوتر، كما ينقل السجل، تضع الكسور العشرية والجذور ضمن عمل سابق، ومنه رجال مدرسة الكرجي والسموأل. فلا يصح الانتقال من «استعمل الكسور بمهارة» إلى «اخترع كل كسر عشري»، ومقارنة زمن إنجازه بنتائج أوروبية لاحقة لا تثبت أن أصحابها قرؤوه؛ فالأسبقية الزمنية غير الاتصال النصي 9.

كيف نعرف؟

يطبع أوكتن 6;16,59,28,1,34,51,46,15,50 في النظام الستيني و6.2831853071795865 في العشري. لكن الفحص الحسابي للنص المنشور يكشف فرقاً: تحويل المتتالية الستينية كما تظهر حرفياً يعطي نحو 6.2831853071795924، لا العدد العشري المطبوع معها. ويسجل السجل عدم التطابق ولا يصحح خانة تاريخية بالتخمين، ولأن الأصل لم يُقرأ فلا يُعرف هل الخلل في النقل أو الطباعة أو غيرهما 10. ويسمّي أوكتن طبعة لوكي وترجمتها الألمانية، ولم يقرأ المتحف الرسالة الأصلية ولا الطبعة الألمانية 11.

فكّر في هذا

يسمّي الخوارزمي القيمة المعتادة اصطلاحاً لا ضرورة ويقول إن القيم الثلاث قريبة بعضها من بعض، بينما يرتّبها المحققان بحسب قربها من الحقيقة. خذ موقفاً: هل يهمّ الفرق بين القيم الثلاث حين يقيس بنّاء دائرة قطرها سبعة أذرع؟ وما أقوى اعتراض على موقفك، وكيف تجيب عنه؟

إلى المتحف

جرّب هذا

اقرأ علم المساحة ثم حساب الكاشي الدقيق لمحيط الدائرة. احسب محيط دائرة قطرها سبع وحدات بكل قيمة من القيم المذكورة، وقارن النتائج.

امضِ أبعد

إلى أين يقودك هذا الدرس في المتحف.

اختبر نفسك

لا شيء هنا يُصحَّح أو يُرسل إلى أي مكان. هو لك وحدك.

أيّ هؤلاء لقيته في هذا الدرس؟

نعم. هذا ما ورد في هذا الدرس.

ليس في هذا الدرس. عُد إلى البطاقات أعلاه.

ليس في هذا الدرس. عُد إلى البطاقات أعلاه.

بكلماتك أنت: ما علاقة علم المساحة بهذا الدرس؟

قارن بالبطاقة

نسبة المحيط إلى القطر «اصطلاح». يقول الخوارزمي في باب المساحة من كتابه إن جعل المحيط القطر في ثلاثة وسبع «اصطلاح بين الناس من غير اضطرار». ويذكر قولين آخرين، منهما قول أهل النجوم: أن تضرب القطر في 62832 وتقسم على 20000، ويقول إن ذلك كله قريب بعضه من بعض. ويعلّق محققا طبعة القاهرة بأن أقرب هذه القيم إلى الحقيقة قيمة أهل النجوم. لماذا يسمّي قيمةً ما «اصطلاحاً»؟

بكلماتك أنت: ما علاقة حساب الكاشي الدقيق لمحيط الدائرة بهذا الدرس؟

قارن بالبطاقة

حساب الكاشي لمحيط الدائرة. تؤرخ ماكتوتر «الرسالة المحيطية» للكاشي بسنة 1424م، وتذكر إخراج ضعف نسبة المحيط إلى القطر في النظام الستيني ثم العشري بدقة عالية، وينقل أوكتن العدد العشري 6.2831853071795865. ويقول السجل إنه تحسين لحساب قديم لا اكتشاف العدد pi، وإن إيرانيكا تصف مضلعات داخل الدائرة وحولها لتقريب المحيط. كيف يقرّبنا مضلع من دائرة؟

أستطيع الآن أن

الحواشي

  1. 1. وزارة التعليم في أونتاريو، منهاج أونتاريو: Mathematics
  2. 2. كتاب الجبر والمقابلة — الخوارزمي، تقديم وتعليق علي مصطفى مشرفة ومحمد مرسي أحمد, p.72
  3. 3. كتاب الجبر والمقابلة — الخوارزمي، تقديم وتعليق علي مصطفى مشرفة ومحمد مرسي أحمد, p.80
  4. 4. الكاشي — ماكتوتر, Circumference treatise
  5. 5. الكاشي ودقة الحساب — إيرانيكا, instruments and practical precision
  6. 6. الكاشي — ماكتوتر, mathematical contributions
  7. 7. كتاب الجبر والمقابلة — الخوارزمي، تقديم وتعليق علي مصطفى مشرفة ومحمد مرسي أحمد, p.30
  8. 8. كتاب الجبر والمقابلة — الخوارزمي، تقديم وتعليق علي مصطفى مشرفة ومحمد مرسي أحمد, p.71
  9. 9. الكاشي — ماكتوتر, decimals and root methods
  10. 10. الكاشي — سعد الدين أوكتن, mathematics
  11. 11. الكاشي — سعد الدين أوكتن, works6–8
استعمل مفاتيح الأسهم أو الأزرار. مفتاح Esc يخرج.