ગણિત
યુક્લિડ, ગ્રીક ગણિતજ્ઞ, ઇ.પૂ. ૩જી સદી, રાફેલની કલ્પના મુજબનું ચિત્ર વિગતો The School of Athensમાંથી.[૧]
ગણિત જથ્થા, માળખાં, અવકાશ અને વધઘટનો અભ્યાસ છે. ગણના, ગણત્રી માપણીથી શરૂઆત કરીને નિષ્કરણ અને તર્કશાસ્ત્ર ગણિતના વિકાસના મુખ્ય પડાવો છે.
ગણિતને સદીઓથી એક ફિલસુફી તરીકે જોવામાં આવે છે. પ્લુટો અને તેમના જેવા ઘણા મહાન ગણિતજ્ઞોની ગણના ફિલસુફ તરીકે વધુ થાય છે. વિજ્ઞાનના વિકાસની સાથે ગણિત એ વિજ્ઞાનની ભાષા તરીકે ઊદય થયો. ગણિતને અત્યાર સુધી નેચરલ વિજ્ઞાન, ઍન્જીયરીંગ અને ભૌતિકશાસ્ત્રના પાયા તરીકે જોવામાં આવતું હતું પણ બાયો-ટેક્નોલોજી અને કમ્પ્યુટરના આવિષ્કારમાં ગણિતનો ફાળો જોઇને હવે તેને વિજ્ઞાનની તમામ શાખાઓના પાયા તરીકે સ્વીકારવામાં આવ્યા છે.
ગણિતનો અંગ્રેજી શબ્દ "mathematics" એ ગ્રીક શબ્દ μάθημα (máthema) એટલે કે "વિજ્ઞાન" અને μαθηματικός (mathematikós) એટલે કે "શીખવાની ઈચ્છા રાખનાર" પરથી આવ્યો છે. ગણિતને અંગ્રેજીમાં ટૂંકમાં maths (Commonwealth Englishમાં) અથવા math (American Englishમાં) કહેવાય છે.
ગણિત નો ઇતિહાસ
સંખ્યા માટે ઇન્કા સા્મ્રાજ્ય દ્વારા વપરાયેલ ખીપુ.
પ્રાગૈતિહાસિક માનવને મૂર્ત વસ્તુઓની ગણતરી કરતા આવડવા ઉપરાંત અમૂર્ત વસ્તુઓ જેમ કે સમય -- દિવસો, ઋતુઓ, વર્ષો વગેરેની ગણતરી કરતા પણ આવડતું હતું. ગણતરી કરવાનું આવડવાથી ધીરે ધીરે માનવી અંકગણિત ( સરવાળો, બાદબાકી, ગુણાકાર અને ભાગાકાર) પણ શીખી ગયો. આ સુસ્પટ છે કે ફક્ત ગણતરી કરવાથી કે સરવાળા બાદબાકી કરવાથીજ ગણિતનો વિકાસ થયો નથી પરંતુ આંકડાઓ અને તેમની કિંમતો સ્પષ્ટ થયા પછી ખરેખરુ ગણિત વિકાસ પામ્યું છે. કદાચ આપણાં વડવાઓએ કોઇ દિવસ દિવાલ કે લાકડુ ખોતરીને પહેલો આંકડો પાડ્યો હશે.
ઐતિહાસિક વિગતો પરથી જાણવા મળ્યું છે કે, મુખ્ય ભણવાના વિષયોમાં ગણિતનો પ્રયોગ કરવો પડતો હતો જેમકે વ્યાપાર-વાણીજ્ય, જમીનની માપણી અને ખગોળ શાસ્ત્ર. આ ત્રણેય જરૂરિયાતોને લીધે ગણિતનો વિકાસ થયો જેને મોટા મોટા ત્રણ ભાગમાં વહેંચી શકાય: "માળખુ", "સ્થાન" અને "બદલાવ".
ઇ.સ્.પૂર્વે ૧,૦૦૦ અને ઇ.સ્. ૧,૦૦૦ વચ્ચે લખાયેલાં વિવિધ સંદર્ભોમાં પ્રથમ વખત ભારતતીય ગણિત શાસ્ત્રીઓએ શૂન્ય, બીજ ગણિત, પ્રમેયો (ગણતરી માટેનાં વિવિધ નિયમો), સંખ્યાઓનાં વર્ગમૂળ અને ઘનમૂળ, વિગેરેનો ઉપયોગ કર્યાનાં ઉલ્લેખો છે. જેને વૈદિક ગણિત તરિકે ઓળખવામં આવે છે, અને આ વૈદિક ગણિત આજે પણ ભારત બહારની ઘણી બધી કોલેજો અને યુનિવર્સિટિઓમાં શિખવવામાં આવે છે.
[ફેરફાર કરો] પ્રેરણા - કેવળ તથા વ્યવહારુ ગણિત[૨]
સર આઇઝેક ન્યુટન (૧૬૪૩-૧૭૨૭), ઇન્ફાઇનાઇટ્સિમલ કેલ્ક્યુલસના[૨] શોધક.
આજકાલ ગણિત વિજ્ઞાનમાંથી પણ પ્રેરણા મેળવે છે અને ઘણા ભૌતિક વૈજ્ઞાનિકો પણ આ ક્ષેત્રે કામ કરે છે. ન્યૂટન (કેલ્ક્યુલસ), ફેયનમેન(ફેયનમેન પાથ ઇન્ટિગ્રલ)વગેરે ઘણી મહાન હસ્તિઓ આના જ્વલંત ઉદાહરણો છે. આમાથી ઊદ્ભવતુ ગણિત વિષય વસ્તુ ને લગતુ છે અને તેથી તે વિષયના પ્રશ્નો હલ કરવામા મદદ કરે છે. આમ્ ગણિત વિવિધ રૂપમા ઉપયોગી બને છે. ગણિતના જ્ઞાનમા વ્રુદ્ધિ સાથે, ગણિત પોતે પણ પ્રેરણા સ્ત્રોત બન્યુ છે. ગણિત પોતની આંતરિક સુન્દરતા ને લીધે પણ વિદ્વાનોમાં લોકપ્રિય બન્યુ છે. ગણિત શાસ્ત્રિયો સાદાઈ અને સમાનતા ને ખૂબ મહત્વ આપે છે અને જ્યારે આ મેળ ન ખાતી આવ્રુત્તિઓ ગણિતમા ભેગી આવે ત્યારે સામાન્ય ગણત્રીઓમાં મદદરૂપ થાય છે. આવા મેળ ને ગણિતમા સૌન્દર્ય કેહવાય છે.
ગણિતનાં ઘણાં પરીણામોની પ્રેરણા પ્યોર મેથ્સનાં[૨] જુદા જુદા અંગોમાંથી આવતી હોવાથી, સામાન્યતઃ ઘણાં ગાણિતિક પરીણામોનો વ્યવહારુ ઉપયોગ ન હોવાની અને ગણિતજ્ઞો ફક્ત તેની સુંદરતા માટે જ કામ કરતા હોવાની છાપ સમાજમાં પ્રવર્તે છે. જોકે, એમાં જરાય આશ્ચર્ય નથી કે કેવળ ગણિતનાં[૨] ઘણાં પરીણામોનો તેમની શોધ પછી દાયકાઓ બાદ એવો સુંદર ઉપયોગ થયો છે કે તે પછી તેમને એપ્લાઇડ ગણિત (વ્યવહારુ ગણિત) તરીકે ગણવામાં આવે છે. આનો તાજો દાખલો, જ્યોર્જ બુલ દ્વારા શોધાયેલ અને બુલીય બીજગણિત તરીકે ઓળખાતી ગણિતની શાખા છે, જેના કારણે કમ્પ્યુટરમાં[૨] સરકીટમાં ઉપયોગમાં લેવાય છે. બુલીય બીજગણિત સિવાય કમ્પ્યુટરની કલ્પના પણ શક્ય નહોતી.
[ફેરફાર કરો] સંકેતો,ભાષા અને તટસ્થતા
જુદા જુદા અક્ષરોમાંઇન્ફીનીટી∞નું ચિહ્ન.
[ફેરફાર કરો] ગણિત વિજ્ઞાન ની રાણી
કાર્લ ફેડરીક ગાઉસ, જેને "ગણિતનો રાજકુમાર" કહેવાય છે, તે ગણિતને "વિજ્ઞાનની રાણી" ગણતા.
મહાન વૈજ્ઞાનિકોના ગણિત વિશેના વિધાનો પણ જાણવા જેવા છે. આલ્બર્ટ આઇનસ્ટાઇનના કહેવા મુજબ"જયારે જ્યારે ગણિતના નિયમો વાસ્તવિકતાની વાત કરે છે, ત્યારે ત્યારે તેમાં ચોકસાઇનો અભાવ હોય છે, અને જ્યારે ગણિત ચોકસાઇપૂર્વક કાંઇક કહે છે ત્યારે તે વાસ્તવિકતાની વાત કરી શકતું નથી."[૬]
ઘણાં તત્વચિંતકો માને છે કે ગણિતમાં પ્રાયોગિક ચકાસણીનો અભાવ છે અને તેથી તે કાર્લ પોપર.[૭]ની વ્યાખ્યા મુજબ વિજ્ઞાન નથી. જો કે, ૧૯૩૦ના દાયકામાં ગાણિતિક તર્કની દિશામાં થયેલા મહત્વના કામ પછી કાર્લ પોપરે પોતાની માન્યતા બદલતાં કહ્યું કે, "ભૌતિકવિજ્ઞાન, જીવવિજ્ઞાન તેમજ અન્ય વિજ્ઞાનોની જેમજ ગણિતની મોટા ભાગના સિદ્ધાંતો પણ hypothetico-deductive છે તેથી પ્યોર ગણિત પણ કુદરતી વિજ્ઞાન છે."[૮]
બીજી તરફ મોટા ભાગના ગણિતજ્ઞોની લાગણી અને માન્યતા આ બધા કરતાં જુદી પડે છે. તેઓ માને છે કે ગણિતને વિજ્ઞાન ગણવાથી તેની મહત્તામાં આંચ આવે છે, તે ગણિતને અન્યાયકર્તા છે, તેથી ગણિતની આંતરીક સુંદરતા મરી પરવારે છે અને સાત કળાઓ પૈકી એક તરીકે ઇતિહાસમાં જેની ગણના થઇ છે તેનો ઉપહાસ કરી ગણિતના ઇતિહાસનું મહત્વ ઘટાડે છે. ગણિત તો એક કળા છે. વળી ઘણા ગણિતજ્ઞોના મત મુજબ ગણિત અને વિજ્ઞાનના સમન્વયની અવગણના કરીને આપણે ગણિતને પોતાને વિજ્ઞાન દ્વારા વિકસવાની જે તક મળી તેની સામે એક આંખ મીચામણાં કરી રહ્યા છીએ. આમ ગણિત એ રચના કરેલી (કળા) છે કે કુદરતમાં શોધાયેલુ વિજ્ઞાન છે, તેની ચર્ચા તત્વચિંતનનો એક મોટો અને કાયમનો મુદ્દો છ.
ગણિતના પારીતોષિકો/ખિતાબો (awards) સામાન્યતઃ વિજ્ઞાનથી અળગાં હોય છે. ગણિતનો સૌથી વધુ મહત્તા ધરાવતું પારીતોષિક ફિલ્ડ મેડલ,[૯][૧૦] ૧૯૩૬માં સ્થાપવામાં આવ્યું હતું અને હવે દર ચાર વર્ષે ૪૦ વર્ષથી નીચેના કોઇક ગણિતજ્ઞને એનાયત થાય છે. તેને ગણિતના નોબલ પુરસ્કાર તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. ૧૯૭૮માં સ્થપાયેલું વુલ્ફ પારીતોષિક ગણિતશાસ્ત્રીઓના જીવનકાળ દરમ્યાનમાં તેમના યોગદાન માટે એનાયત કરવામાં આવે છે. આ સિવાય બીજા નામના ધરાવતા પારીતોષિકોમાં અબેલ પારીતોષિક(સ્થાપના ૨૦૦૩) છે. આ પારીતોષિક ગણિતના ઘણા સમયથી વલઉક્લ્યા પ્રશ્નોના ઉકેલ મેળવનારને અપાય છે. આવા જ ૨૩ વણઉકલ્યા પ્રશ્નોની યાદી જર્મન ગણિતજ્ઞ ડેવિડ હિલ્બર્ટે ૧૯૦૦માં સંપાદિત કરી હતી જે "હિલ્બર્ટના પ્રશ્નો" તરીકે ખૂબજ પ્રખ્યાત છે. આ યાદીના લગભગ ૯ જેટલા પ્રશ્નો અત્યાર સુધીમાં ઉકેલી શકાયા છે. આ સિવાય "[w:en:Millennium Prize Problems]]" તરીકે જાણીતી યાદીનું સંપાદમ સન ૨૦૦૦માં કરવામાં આવ્યું છે. આ પૈકીના કોઇપણ પ્રશ્નનો ઉકેલ આપનારને દસલાખ અમેરીકી ડૉલરનું પારીતોષિક અપાય છે. રીમાન હાઇપોથીસિસ નામનો ખૂબ જ અગત્યનો પ્રશ્ન આ યાદી અને હિલ્બર્ટના પ્રશ્નોમાં બન્નેમાં સામેલ છે.
[ફેરફાર કરો] ગણિત ના વિભાગો નૂ વિહંગાવલૌકન
નાઇલ નદીના કિનારે અંદાજે ૨૦,૦૦૦ વર્ષ પુરાણી સંસ્કૃતિમાં ગણિત જાણીતું હોવાનુ મનાય છે. આ લોકોમાં સ્ત્રીઓ પોતાના માસિકની ગણત્રી માટે અમુક હાડકા પર કાપા કરીને ગણત્રી રાખતી. ત્યાર બાદની સંસ્કૃતિઓમાં ગણિતની મુખ્યત્વે જરૂરીયાત ખેતી, વ્યાપાર અને સૈન્યમાંથી આવી છે. સૌ પ્રથમ તો મનુષ્ય પશુને મારીને ખોરાક મેળવતો. પણ નદી કિનારે જે જે સંસ્કૃતિ વિકસી તે લોકો ખેતી અને પશુ દ્વારા પોતાનો ખોરાક મેળવતા. આ માટે તેમને ઋતુઓની ગણત્રી તેમજ જમીનની માપણી વિગેરેમાં ગણિતની જરૂર ઉભી થઇ. આમ પરોક્ષ રીતે ખગોળશાસ્ત્ર પણ ગણિતના જનક તરીકે ઓળખાય છે. ગણિતમાં માનવીના પ્રદાનના સૌથી જુના પ્રમાણિત પુરાવા આશરે ઇ.પૂ. ૩૦૦૦-૨૬૦૦ની ભારતમાં વિકસેલી હરપ્પા સંસ્કૃતિ તેમજ મિસોપોટામિયા/બેબીલોન (આજના ઇરાકની આજુ બાજુનો ભાગ)માં વિકસેલી સુમેર સંસ્કૃતિ ઇ.પૂ. ૨૬૦૦ તેમજ આશરે ઇ.પૂ. ૨૭૦૦-૧૩૦૦માં વિકસેલી ઇજીપ્તની સંસ્કૃતિમાં જોવા મળે છે. એરિક ટેમ્પલ બેલ [૧૧] [૧૨] જેવા ગણિતના ઇતિહાસકારોના મતે ગણિત તેની બે મુખ્ય શાખાઓ -- સંખ્યા અને આકાર--માંથી વિક્સ્યુ છે. કાળક્રમે સંખ્યામાંથી બીજ ગણિત અને આકારમાંથી ભૂમિતિનો જન્મ થયો.માળખાંઓના[૨] અભ્યાસની શરૂઆત સંખ્યાઓથી થાય છે, જેમાં સૌ પ્રથમ પ્રાકૃતિક સંખ્યાઓ ત્યાર બાદ પૂર્ણાંકો અને તેમની દ્વિકક્રિયાઓ [૧૩] આવે છે. પૂર્ણાંકોનો વધુ ગહન અભ્યાસ નંબર થીયરી [૨] અહીંથી આગળ વધતાં સમીકરણોના ઉકેલ મેળવવાની પ્રક્રિયામાંથી બીજ ગણિત અને અમૂર્ત ગણિતનો[૨] વિકાસ થયો. આમાં મુખ્યત્વે સમુહ (groups), મંડળ (rings), ક્ષેત્ર (Fields) ઇત્યાદિનો સમાવેશ થાય છે. આ શાખાના ની ઉપશાખા ગાલ્વા થીયરીના કારણે ગ્રીક કાળથી વણઉક્લ્યો કંપાસની મદદથી રચના કરવાને લગતો જાણીતો પ્રશ્ન હલ થયો. ભૌતિકવિજ્ઞાનના સદિશ (vector)ના અભ્યાસનું વ્યાપકીકરણ (generalization) કરી સદિશાવકાશની શોધ કરી. આમ સુરેખ ગણિત (Linear Algebra)નું અસ્તિત્વ ઉભું થયું જે માળખું અને અવકાશ બન્નેમાં આવે છે. સુરેખ ગણિત અને સદિશાવકાશની સાથે વખત જતાં ટોપોલોજી [૨] જોડતાં વીસમી સદીમાં ગણિતના મોરની કલગીની જેમ ફંક્શનલ એનાલિસીસનો જન્મ અને વિકાસ થયો.
અવકાશના અભ્યાસની શરૂઆત ભૂમિતિથી થઇ. સૌ પ્રથમ આવી તે ભૂમિતિ યુક્લિડીયન ભૂમિતિના નામે ઓળખાય છે. હકીકતે ભૂમિતિ ભારતીયો, બેબીલોનિયનો તેમજ ઇજીપ્શીયનો જાણતા હતા પણ યુક્લિડે તેના અભ્યાસને સૌ પ્રથમ પૂર્વધારણાઓ અને તેના પરથી પરીણામોના ફલનની રીતે (deductive reasoning) વ્યવસ્થિત ઢાંચામાં મુક્યો. ગણિતજ્ઞોની મતે યુક્લિડે આપેલી બે સોગાદો -ભૂમિતિનું સંપાદન અને ડીડક્ટીવ રીઝનીંગ - પૈકી ડીડક્ટીવ રીઝનીંગની ભેટ સૌથી મહત્વની છે. અવકાશના અભ્યાસ દરમ્યાન સ્વતંત્ર રીતે ત્રિકોણમિતિ વિધેયોનો અભ્યાસ પણ વિકસ્યો. ત્રિકોણમિતિનો ઊંડો અભ્યાસ હિન્દુ ગણિતમાં જોવા મળે છે. યજ્ઞવેદી, તેમજ વાસ્તુશાસ્ત્ર પ્રમાણેના ધાર્મિક સ્થાપત્યો બનાવવા માટે ત્રિકોણમિતિનો આવિષ્કાર હિન્દુઓ દ્વારા થયો હોવાનું ગણિતના ઇતિહાસકારો માને છે. સલ્બસુત્ર[૧૪] તેમજ સ્થાપત્ય વેદમાં આ પ્રકારના ગણિત જોવા મળે છે.
ભૂમિતિના નવા આયામો માં ડિફરન્શિયલ ભૂમિતિ, એલ્જીબ્રીક ભૂમિતિ, નોનયક્લિડીય ભૂમિતિઓ, તેમજ એકદમ અરૂપ રીતે ટોપોલોજીનો સમાવેશ થાય છે.
ગણિતમાં ફેરફારના દરને કારણે જે ગણિતનો આવિષ્કાર થયો તે કેલ્કયુલસ [૨] શોધ ન્યૂટન તેમજ લાઇબ્નીઝના ફાળે જાય છે. કહેવાય છે કે ઇ.પૂ. ૨૮૭માં ગ્રીક ગણિતજ્ઞ આર્કિમીડિઝ પોતાના વખત કરતાં એટલો આગળ હતો કે તેણે કેલ્ક્યુલસના ઘણા પરીણામો તેના અભ્યાસમાં વાપર્યા હતાં. ન્યુટન માટે તેમ કહેવાય છે કે તેણે પોતાના જન્મ પહેલાં શોધાયેલા તમામ ગણિતના જ્ઞાન જેટલું નવું ગણિત રચ્યું હતું. કેલ્ક્યુલસ ના કારણે ગણિતના વિકાસનો દર ખૂબ જ વધી ગયો અને તે અન્ય વિજ્ઞાનોમાં પણ ખૂબજ વપરાવા લાગ્યું. હાલ ગણિતની લગભગ ૧૦૦૦ ઉપરાંત મુખ્ય શાખાઓ છે. કેલ્ક્યલસનો સૌથી પાયાની સંકલ્પના એટલે ચલ રાશિ અને વિધેય જે આજે ગણિતની તમામ શાખાઓમાં વપરાય છે. આ ચલ રાશિને અનુલક્ષીને વધુ અમૂર્ત સંકલ્પના એટલે ગણ. ગણ સિદ્ધાંતનો આવિષ્કાર ૧૮૭૦ની આસપાસ ડેડકિન્ડ તેમજ કેન્ટર નામના ગણિતજ્ઞોએ તેના ઔપચારિક ખ્યાલોને વ્યાખ્યાયિત કરીને કર્યો. ગણિતની પાયાની વધુ શાખાઓમાં વિકલીય સમીકરણો, સંકલીય સમીકરણો, વાસ્તવિક સંખ્યાઓ, સંકર સંખ્યાઓ, તેમજ તર્કશાસ્ત્ર વિગેરેનો સમાવેશ થાય છે.
No comments:
Post a Comment