الأصول (كتاب)

الأصول
(بالإغريقية: Στοιχεῖα)
المؤلف	إقليدس
تاريخ النشر	القرن 3 ق.م
النوع الأدبي	رسالة علمية
الموضوع	هندسة أقليدية،  ورياضيات

الأصول أو العناصر (بالإغريقية: "أسطقسات" Στοιχεῖα) هي مجموعة رسائل وأبحاث في الهندسة الرياضية والرياضيات تتكون من 13 كتاباً قام بكتابتها الرياضياتي الإغريقي إقليدس في الإسكندرية عام 300 ق م.تصف هذه المجموعة عدد من التعاريف والبديهيات الرياضية والمبرهنات، والإنشاءات والبراهين. تغطي الكتب الثلاث عشرة مواضع الهندسة الإقليدية والنسخة القديمة من نظرية الأعداد الابتدائية. يعد كتاب العناصر من أقدم كتب الرياضيات الإغريقية بعد كتاب أوتوليكوس عن الكرة المتحركة ، ويعد كتاب العناصر من أهم الكتب التي ساهمت في تطور المنطق والعلوم الحديثة.

تم طباعة كتاب العناصر للمرة الأولى في البندقية عام 1482، وكان من أوائل الكتب في الرياضيات التي تمت طباعتها بعد اختراع الطباعة.

تاريخ

عناصر إقليدس على جزء من بردية أوكسيرينخوس

يعدّ الكتاب الأصول الحجر الأساس لعلم الهندسة حيث قام إقليدس في عام 300 قبل الميلاد بجمع كل معارف الرياضية المتاحة له في 13 كتاباَ يشرحها ويصيغتها بإسلوب منطقي.

أثره

لا يزال الأصول من أرقى وأبدع الأعمال مؤثرة في علوم التاريخ البشري ويعتبر حجر الزاوية في تطبيق المنطق على علم الرياضيات. فقد أثبت تأثيره الكبير في العديد من مجالات العلوم آخرى غير الرياضيات مثل القانون والفلسفة حيث تأثر به كثير من العلماء المعروفين منهم ابن الهيثم، وعمر الخيّام، ونصير الدين الطوسي ، نيكولاس كوبرنيكوس ، يوهانس كيبلر ، غاليليو غاليلي ، وإسحاق نيوتن وطبقوا معرفتهم باستخدامه في أعمالهم. كما حاول علماء في الرياضيات والفلاسفة مثل توماس هوبز وباروخ سبينوزا وألفريد نورث وايتهيد وبرتراند راسل إنشاء "أصول" خاصة بهم في تخصصاتهم من خلال تبني الهياكل الاستنتاجي البديهي في كتب إقليدس.

المحتوى

رسم متحرك يوضح كيفية استخدام الفرجار والمسطرة فقط لإنشاء سداسي أضلاع في كتاب اقليدس الرابع والمبرهنة رقم 15

• الكتاب الأول يبدأ بثلاث وعشرون تعريفاً وخمس مسلمات (بما فيهم مسلمة التوازي الشهيرة) وخمس بديهيات يبني عليها موضوعات مهمة في الهندسة مثل نظرية فيثاغورس ومساواة الزوايا والمساحة والتوازي ومجموع الزوايا المثلث ورسم الأشكال الهندسية.
• الكتاب الثاني يحتوي على تعريفين متعلقين بالمساواة بين المستطيلات والمربعات وهندسة جبرية ويختتم الكتاب بالنسبة ذهبية.
• الكتاب الثالث يتناول الدوائر وخصائصها مثل العثور على مركزها والزوايا المحاطة بالدائرة ومماسها وقوة نقطة ما ونظرية طالس.
• الكتاب الرابع يحتوي على هندسة دوائر المثلث الداخلية ودائرة محيطة ومضلع منتظم.
• الكتاب الخامس عن تناسب المقادير، وفيه نظرية التناسب الهامة التي يعتقد أن واضعها هو إيودوكسوس، وفيه يبرهن خواصها مثل "التبادل" (لو أن أ : ب :: ج : د, فإن أ : ج :: ب : د).
• الكتاب السادس عن تناسب هندسة المستوية خاصةً في رسم الأشكال المماثلة والتعرف عليها.
• الكتاب السابع عن نظرية الأعداد الأولية: القاسم ، الأعداد الأولية وعلاقتها بالأعداد المركبة ، خوارزمية إقليدس لإيجاد قاسم مشترك أكبر ، إيجاد مضاعف مشترك أصغر.
• الكتاب الثامن عن وجود متتالية هندسية للأعداد الصحيحة.
• الكتاب التاسع يستخدم نتائج الكتابين السابقين عليه للبرهنة على لانهائية الأعداد الأولية وانشاء كل الأعداد المثالية الزوجية.
• الكتاب العاشر وفيه برهان على أصمية الجذور التربيعية للأرقام الغير مربعة (مثل ${\sqrt {2}}$) وفيه تصنيف للجذور التربيعية للخطوط الغير قابلة للمقارنة إلى 13 تصنيفا مميزا. وفيه قدم إقليدس مصطلح "غير نسبي"، والذي كان يختلف معناه عن المفهوم الحديث للأعداد الغير نسبية، وفيه أيضا قدم طريقة لإنشاء ثلاثيات فيثاغورس.
• الكتاب الحادي عشر يعمم نتائج الكتاب السادس على الأشكال الصلبة: التعامدية، التوازي، الأحجام، والتشابه بين متوازيات الأسطح.
• الكتاب الثاني عشر يدرس فيه بالتفصيل أحجام المخاريط، والأهرامات، والأسطوانات باستخدام طريقة الاستنفاد، وهي التي مهدت فيما بعد للتكامل، على سبيل المثال يوضح في الكتاب أن حجم المخروط هو ثلث حجم اسطوانة مشابهة له. وينهي الكتاب بتوضيح أن حجم الكرة متناسب مع مكعب نصف قطرها (باستخدام لغة معاصرة) عن طريق تقريب حجمها باستخدام أهرامات كثيرة وتجميع أحجامهم.
• الكتاب الثالث عشر عن المجسمات الأفلاطونية الخمسة ومقارنتها في جسم كروى وحساب نسبة حوافها بنصف قطر الكرة.

ملخص محتويات كتب الأصول لإقليدس

كتاب	I	II	III	IV	V	VI	VII	VIII	IX	X	XI	XII	XIII	المجموع
تعريفات	23	2	11	7	18	4	22	-	-	16	28	-	-	131
مسلمات	5	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	5
بديهيات	5	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	5
المبرهنات	48	14	37	16	25	33	39	27	36	115	39	18	18	465

البديهيات

1. الأشياء المساوية لغيرها متساوية فيما بينها
2. اذا اضفنا كميات متساوية إلى اخرى متساوية تكون النتيجة متساوية
3. اذا طرحنا كميات متساوية من اخرى متساوية تكون النتيجة متساوية
4. الأشياء المتطابقة متساوية
5. الكل أكبر من الجزء

المسلمات

1. يمكن رسم خط مستقيم من أي نقطة إلى أي نقطة أخرى.
2. يمكن مد الخط مستقيم بشكل مستمر في كلا الاتجاهين.
3. يمكن رسم دائرة بأي مركز معلوم ونصف قطر معلوم.
4. جميع الزوايا القائمة متساوية بعضها البعض.
5. إذا قطع خطان مستقيمين بخط مستقيم ثالث وكان مجموع الزاويتين الداخلتين من جهة التقاطع أصغر من مجموع الزاويتين القائمتين فإن المستقيمين يتقاطعان في نفس الجهة.

الرياضيات الحديثة

أشكال هندسية مختلفة توضح الاختلاف في مسلمة التوازي في هندسة لاإقليدية

واحدة من أبرز تأثيرات إقليدس على الرياضيات الحديثة هي مناقشة مسلمة التوازي في الكتاب الأول. المسلمة الخامسة سببت بعض المشاكل لعلماء الرياضيات لعدة قرون بسبب تعقيدتها مقارنة بالمسلمات الأربعة الأخرى. إذ أثارت جدلاً كبيراً عند اليونان حول صحتها أو عدمها ولهذا بذلت محاولات كثيرة لإثبات المسلمة الخامسة بناءً على المسلمات الأربعة الأخرى لكنها دون جدوى. وقد قادت محاولتهم لبرهنتها في نهاية المطاف إلى اكتشاف الهندسة اللاإقليدية. نشر عالم الرياضيات نيكولاي لوباتشيفسكي وصفًا للهندسة زائدية وهي نوع من الهندسة التي تفترضت شكلاً مختلفًا من الافتراضات المتوازية. مما أدى الى فتح المجال لإنشاء قواعد هندسية جديدة دون الاعتماد على المسلمة الخامسة كليًا.

مراجع

في كومنز صور وملفات عن: الأصول

وصلات خارجية

• تحرير الأصول لإقليدس ترجمة نصير الدين الطوسي للغة العربية علي موقع المكتبة الرقمية العالمية
• شرح لأشكال التأسيس لشمس الدين السمرقندي علي موقع المكتبة الرقمية العالمية
• لغز المُسلَّمة المتوازية لاقليدس - جيف ديكوفسكي
• تحرير أصول الهندسة والحساب