علماء يكتشفون صيغة جديدة تمامًا لـ "باي" بعد آلاف السنين

اكتشف العلماء صيغة جديدة يمكنها تمثيل باي بشكل أكثر دقة وكفاءة، مما يفتح اتجاهات جديدة في البحث في ميكانيكا الكم، وفيزياء الجسيمات، والمحاكاة العلمية المعقدة.

لقد كان الرقم باي (π) يعتبر منذ فترة طويلة أحد أهم الثوابت الرياضية، حيث يمثل النسبة بين محيط الدائرة وقطرها - الصورة: AI

ط (π) عدد غير نسبي، يتألف من عدد لا نهائي من المنازل العشرية، ولا يمكن تمثيله بدقة ككسر. استخدمه البابليون واليونانيون القدماء منذ أكثر من 4000 عام. قدر البابليون ط بحوالي 3.125، بينما استخدم اليونانيون، مثل أرخميدس، أساليب هندسية لتقدير ط في نطاق 3.140845 < π < 3.142857.

في الحوسبة اليومية، نستخدم غالبًا قيمًا تقريبية مثل 3.14159 أو 22/7، لكن هذه الأرقام ليست دقيقة بما يكفي للمشكلات الحديثة، وخاصة في ميكانيكا الكم ومحاكاة الجسيمات الأولية.

تم نشر صيغة حساب باي لأول مرة في مجلة Physical Review Letters في عام 2024، ولكنها لم تحظ باهتمام ومناقشة واسعة النطاق من قبل المجتمع العلمي الدولي إلا مؤخرًا.

في هذه الدراسة، طوّر الفيزيائيان أرناب بريا ساها وأنيندا سينها من المعهد الهندي للعلوم نموذجًا كميًا جديدًا لتحسين محاكاة التفاعلات بين الجسيمات. ومن المثير للدهشة، أثناء بناء النموذج، اكتشافهما صيغة باي جديدة كليًا. تتيح هذه الصيغة إجراء حسابات أكثر دقة بخطوات أقل، مما يُقلل بشكل كبير من حجم معالجة البيانات.

قام ساها وسينها بدمج مخططات فاينمان، وهي أداة رياضية تصف تفاعل الجسيمات وتشتتها، مع دالة أويلر بيتا، المستخدمة في نظرية الأوتار. وكانت النتيجة متوالية رياضية مميزة تتقارب بسرعة كبيرة إلى قيمة باي، مما يجعل الحسابات أسرع بكثير من الطرق السابقة.

وبعبارة أخرى، أصبح بإمكان العلماء الآن حساب قيمة باي بدقة عالية للغاية دون الحاجة إلى تخزين ملايين الأرقام.

في ميكانيكا الكم، تتطلب محاكاة التفاعلات بين الجسيمات الدقيقة حواسيب فائقة وكميات هائلة من البيانات. تُحسّن صيغة باي الجديدة هذه العملية، مُقلّلةً عدد خطوات الحساب مع الحفاظ على مستوى عالٍ من الدقة. إنها مثالٌ كلاسيكيٌّ على التحسين العلمي: تحقيق نفس النتيجة بموارد أقل.

هذا مهمٌّ بشكل خاص في مجالاتٍ مثل فيزياء الجسيمات، والمحاكاة الكونية، والذكاء الاصطناعي، والمواد الكمومية. تُمكّن صيغة باي الجديدة العلماء من معالجة البيانات بشكلٍ أسرع، مما يُخفّض تكاليف الحوسبة، ويتيح إمكانية دراسة ظواهر كان من شبه المستحيل محاكاتها بدقةٍ في السابق.

وفقًا للدكتورة أنيندا سينها، طُرح هذا التوجه البحثي في ​​سبعينيات القرن الماضي، ولكن تم التخلي عنه نظرًا لتعقيد الحسابات. بفضل تطور تقنيات الحوسبة الحديثة والرياضيات المتقدمة، أثبت فريق البحث أن النموذج الجديد يتقارب أسرع من المتوقع، مما يجعل حساب قيمة باي أسهل من أي وقت مضى.

مع أن صيغة باي الجديدة لا تُطبّق مباشرةً في الحياة اليومية حتى الآن، إلا أنها تُمثّل خطوةً مهمةً نحو الأمام في مجال العلوم الأساسية. لا يقتصر هذا البحث على توسيع فهمنا لباي فحسب، بل يُظهر أيضًا إمكانية تسريع النماذج الكمومية وحل المشكلات المعقدة في المستقبل.

كما يقول الدكتور سينها: "هذه هي متعة العلوم النظرية الخالصة. ورغم عدم وجود تطبيقات فورية لها، إلا أنها تفتح أبوابًا جديدة للمعرفة والبحث".

العودة إلى الموضوع

مينه هاي

المصدر: https://tuoitre.vn/cac-nha-khoa-hoc-tim-ra-cong-thuc-pi-hoan-toan-moi-sau-hang-ngan-nam-20250910091916157.htm