وورلد برس عربي logo

رحلة النرد العادل بين الرياضيات والتحدي البشري

رحلة بحث علمي من سؤال بسيط في لعبة طاولة إلى حل رياضي معقد يتحدى الحواسيب. تعرف على قصة تصميم نرد عادل يحدد ترتيب اللاعبين بدقة وكيف تحوّل هذا الإنجاز إلى رمز مادي في جامعة Auburn عبر وورلد برس عربي.

رجل يقف بجانب خمسة مجسّمات خشبية ضخمة على شكل نرد متعدد الأوجه بأرقام من 1 إلى 300 في مبنى قسم الرياضيات بجامعة Auburn، رمز لحل لغز رياضي معقد.
قضى عالم الرياضيات إريك هارشبارجر أكثر من عقد من الزمن في تطوير هذه النردات الخماسية ذات الستين وجهًا، التي تضمن تحديد ترتيب الأدوار بعدالة تامة. (حقوق الصورة: جامعة أوبورن)
التصنيف:علوم
شارك الخبر:
FacebookTwitterLinkedInEmail

حين يتحوّل سؤالٌ بسيط عن لعبة طاولة إلى لغزٍ رياضي يعجز عنه كلّ الحاسوب، ثم يجد حلّه بعد أكثر من عقدٍ من البحث فهذه ليست مجرّد قصة ترفيه، بل هي درسٌ في طبيعة الرياضيات ذاتها. في خريف عام 2023، افتتحت جامعة Auburn بولاية ألاباما مبناها الجديد لقسم الرياضيات، وكان في استقبال الزوار خمسة مجسّمات خشبية ضخمة على شكل نرد متعدّد الأوجه كلّ واحدٍ منها يحكي جزءاً من رحلةٍ بدأت بسؤالٍ ألقاه مصمّم ألعاب كندي على أذن رياضيّ، ولم تنتهِ إلا بعد أن استنفدت البشرية حدود ما تستطيع الحواسيب حسابه.

لغزٌ في قلب اللعبة

في نحو عام 2010، طرح James Ernest مصمّم ألعاب الطاولة مسألةً تبدو للوهلة الأولى بديهية: كيف تصمم مجموعةً من النرد بحيث يرمي كلّ لاعبٍ حبّةً واحدة، فتُحدَّد ترتيب اللاعبين بشكلٍ عادلٍ تماماً، دون تعادلٍ ودون إعادة رمي؟ السؤال وصل إلى Eric Harshbarger، الرياضي في جامعة Auburn، الذي وجد فيه ما يستحقّ التأمّل.

الشرط الجوهري ليس مجرّد تكافؤ الحظوظ في من يبدأ أوّلاً، بل ما يسمّيه المختصّون «عدالة التباديل» (permutation fairness): أن تكون جميع ترتيبات اللاعبين محتملةً بالتساوي، أيّاً كانت. يشرح Harshbarger ذلك بوضوح: «الأمر السهل هو تجنّب التعادل؛ يكفي أن تضع أرقاماً مختلفة على جميع وجوه النرد. المشكلة تكمن في كيفية توزيع هذه الأرقام المختلفة على النرد بحيث يكون الاحتمال متساوياً ليس فقط للمجموعة كاملةً، بل لأيّ مجموعةٍ فرعية منها».

وجد Harshbarger الحلّ لثلاثة لاعبين في غضون أسابيع: ثلاث حبّات نرد سداسية الأوجه، تحمل أرقاماً من 1 إلى 18. ثم جاء الحلّ الرباعي: أربع حبّات نرد ثنائية عشرية الأوجه، طوّرها بالحساب اليدوي. وبحلول عام 2012، كان Harshbarger يبيع مجموعاتٍ مصنوعةً يدوياً لأربعة لاعبين لمشترين حول العالم، وباتت متاحةً لاحقاً عبر متجرَي Maths Gear في المملكة المتحدة وMath Art Fun في الولايات المتحدة.

حيث تستسلم الحواسيب

الانتقال من أربعة لاعبين إلى خمسة لم يكن خطوةً حسابية إضافية كان قفزةً إلى عالمٍ آخر من التعقيد. الحلّ الخماسي يتطلّب خمس حبّات نرد ستّينية الأوجه، مرقّمة من 1 إلى 300 دون تكرار. عدد التوليفات الممكنة لتوزيع هذه الأرقام؟ يقول Harshbarger: «نتحدّث حرفياً عن عددٍ يفوق عدد الذرات في الكون نحو 10 أس 128 توليفة. لا توجد طريقة، حتى لو أمضينا مليار مليار سنة بكلّ الحواسيب وكلّ الذكاء الاصطناعي. لا يمكننا فعل ذلك حتى اليوم».

هذا يعني أنّ المسح العشوائي الشامل مستحيلٌ رياضياً. الحلّ جاء من حيث لم يتوقّع أحد: في منتصف عام 2023، اكتشف Paul Meyer مهندس برمجيات كندي طريقةً تستغلّ الأنماط الرياضية الكامنة في المسألة، وكتب برنامجاً وجد الحلّ. حين راجع Harshbarger النتيجة، لم يُخفِ دهشته: «تحقّقت من عمله وقلت: يا إلهي، لقد بحثنا عن هذا طويلاً جداً. هذا مذهل».

خمسة نردات ملونة من ستين وجهًا تحمل أرقامًا من 1 إلى 300، تمثل حلًا رياضيًا معقدًا لتوزيع ترتيب اللاعبين بعد بحث طويل.
Loading image...
تم تصميم النرد الخماسي الأول، الذي يحتوي كل واحد منه على 60 وجهًا، بحيث يمكن لأي مجموعة من اللاعبين أن تختار واحدًا، ترميه، وتحظى بفرصة متساوية للفوز. يحمل كل نرد مجموعة فريدة من الأرقام تتراوح بين 1 و300.

من الورقة إلى الخشب

ما يميّز هذا الحلّ عن غيره من الإنجازات الرياضية النظرية هو أنّه قابلٌ للتجسيد. كان هدف Harshbarger صريحاً منذ البداية: «هدفي كان مجموعةً لخمسة لاعبين يمكن تصنيعها فعلاً، تستطيع إمساكها بيدك، يستطيع لاعبو الطاولة شراءها ورميها. حتى لمسألةٍ تبدو سخيفةً من حيث الجدوى رياضياً فقط، هل يمكنك شراء هذه الأشياء ورميها وتعمل؟ لا يمكنك فعل ذلك مع نردٍ من 180 وجهاً».

النرد الستّيني الأوجه يقع في منطقة التوازن المثالية: كبيرٌ بما يكفي لاستيعاب الأرقام، صغيرٌ بما يكفي ليُمسك باليد ويُصنَّع بأسعارٍ معقولة. وحين افتتحت جامعة Auburn مبناها الجديد للرياضيات في خريف 2023، قرّرت أن تجعل من هذا الإنجاز رمزاً ماديّاً: خمسة مجسّمات خشبية ضخمة تُجسّد النرد الخماسي، مصنوعةٌ من خمسة أنواع مختلفة من الخشب الصنوبر والحور والبلوط والجوز والماهوغاني وتعرض بشكلٍ دائم في ردهة المبنى.

يرى Harshbarger في هذه المجسّمات أكثر من مجرّد ديكور: «حين يرى الناس نرداً ضخماً أو صغيراً، ينبهرون بالهندسة. الأمل أن يروا هذه الأشياء ويقولوا: هذا أيضاً رياضيات، وهذا مثيرٌ للاهتمام. بعض أكثر مسائل الرياضيات متعةً هي تلك التي يسهل فهمها ولا يسهل الإجابة عنها».

ما يكشفه النرد عن الرياضيات

ثمّة ما هو أعمق من الحلّ نفسه في هذه القصة. مسألة «نرد البداية» وهو تسميةٌ يعترض عليها Harshbarger بقوله إنّها «مضلّلة قليلاً، لأنّ النرد يفعل أكثر من تحديد من يبدأ؛ هو يحدّد ترتيب جميع اللاعبين» تُذكّر بأنّ الرياضيات لا تُفرّق بين المسائل «الجادّة» والمسائل «الهامشية». ما بدأ بسؤالٍ عن لعبة طاولة أفضى إلى بحثٍ في حدود الحوسبة، وإلى اكتشافٍ نُشر في ورقةٍ بحثية على ResearchGate، وإلى منحوتاتٍ خشبية تستقبل طلاب الرياضيات كلّ يوم.

السؤال الذي يبقى معلّقاً: هل ثمّة حلٌّ لستّة لاعبين أو أكثر؟ التعقيد الحسابي يتضاعف بشكلٍ يكاد يكون مستحيلاً مع كلّ لاعبٍ إضافي، وما أنجزه Paul Meyer يعتمد على استغلال أنماطٍ رياضية خاصّة قد لا تتكرّر بالطريقة ذاتها. في الرياضيات، الإجابة على سؤالٍ لا تُغلق الباب بل في الغالب تفتح نافذةً على أسئلةٍ أصعب.

أخبار ذات صلة

Loading...
مسار مركبة فضائية ضمن مشروع NASA لرصد المعادن على القمر وفوبوس باستخدام طيف رامان لدعم التعدين الفضائي المستقبلي.

مركبة فضائية بتمويل ناسا لرسم خريطة المعادن على كواكب وأقمار النظام الشمسي

تسعى ناسا لاكتشاف المعادن على القمر عبر تقنية رامان المتطورة، تمهيداً لعصر التعدين الفضائي. هل ستكون أنت من يملك مفتاح الموارد الفضائية؟ اكتشف المزيد الآن!
علوم
Loading...
تلسكوب MeerKAT الراديوي في جنوب أفريقيا مع 64 هوائيًا يستخدم لرصد الهيدروجين المحايد ورسم خرائط البنية الكبرى للكون.

الكشف عن إشارات الهيدروجين الكوني: خطوة نحو رسم خريطة الكون

اكتشف علماء الفلك إشارات هيدروجين من 5 مليارات سنة باستخدام تلسكوب MeerKAT، مما يفتح آفاقاً جديدة لفهم تطور الكون. تابع التفاصيل لتعرف كيف غيّر هذا الإنجاز علم الكونيات!
علوم
Loading...
مسار إطلاق صاروخ New Glenn في اختبار ليلي يُظهر انبعاث ضوء طويل خلال انفجار قاعدة Cape Canaveral في مايو 2026.

انفجار صاروخ Blue Origin أرسل موجات صوتية عبر 1600 كيلومتر في الولايات المتحدة

انفجار صاروخ New Glenn في فلوريدا هزّ العالم وأدى إلى أضرار جسيمة في منصة الإطلاق، مما يهدد مستقبل مشاريع الفضاء. اكتشف أسباب الكارثة وتأثيرها على رحلات الفضاء القادمة. تابع التفاصيل الآن!
علوم
Loading...
خروف أبيض بوجه بني فاتح يعكس أهمية دراسة فيروس الجدري الغنمي وتأثيره على قطعان الأغنام عبر التاريخ.

الفيروسات القاتلة في المخطوطات القديمة: كنوز بيولوجية تكشف أسرار الأمراض

هل تعلم أن مخطوطات عمرها ألف عام تحمل حمضاً نووياً لفيروس الجدري الغنمي الذي هدد قطعان الأغنام عبر التاريخ؟ اكتشف كيف يكشف الرَّق أسرار الأوبئة القديمة وتأثيرها المستمر. اقرأ المزيد لتعرف التفاصيل!
علوم
الرئيسيةأخبارسياسةأعمالرياضةالعالمعلومصحةتسلية