اين مسئله را همه ما تجربه کرده ايم اما شايد هيچ کدام از ما به طور جدی روی آن فکر نکرده باشيم.
اگر ورق را هر بار طوری تا کنيد که اندازه آن نصف شود بيش از ۷ يا ۸ بار نمی توانيد آن را تا کنيد. مهم نيست ورق اوليه شما چقدر بزرگ باشد. شايد تا به حال اين قضيه را شنيده باشيد و سعی کرده باشيد که آن را امتحان کنيد و متوجه شده باشيد که تا کردن کاغذ بيش از۷ يا ۸ بار بسيار سخت است. آيا می توان گفت که اين اعداد يک محدوديت مستدل و عمومی برای تا کردن کاغذ هستند؟
فرض کنید شما کاغذی را انتخاب کرده ايد که دارای پهنای w و ضخامت t است . اگر شما شروع به تا کردن ورق از يک سمت بکنيد وقتی به جايی برسيد که ديگر نتوانيد کاغذ را تا کنيد يک نوار باريک خواهيد داشت.
با هر تا کردن ضخامت کاغذ دو برابر می شود و پهنای آن نصف خواهد شد. يعنی بعد از N بار تا کردن ضخامت 2n خواهد بود و البته مشخص است که پهنا ۰.۵n می شود
اگر با کاغذی به پهنای 11cm و ضخامت 0.002cm اين کار را انجام دهيد بعد از 7 بار تا کردن نسبت t/w برابر 1/6 می شود. اين بدان معنيست که اندازه ضخامت از پهنا بيشتر می شود و در نتيجه ديگر قادر به تا کردن کاغذ نخواهيد بود. اگر اين کاغذ را 50 بار بزرگتر کنيد شايد بتوانيد آن را تا ۱۰ بار هم تا کنيد.
اگر به صورت متناوب کاغذ را از عرض و طول تا کنيد ممکن است تعداد دفعات بيشتری بتوانيد به تا کردن کاغذ ادامه دهيد. در اين صورت هر بارضخامت دو برابر می شود در صورتی که پهنا هر دو دفعه يک بار نصف می شود.
چندين سال پيش هنگامی که بريتنی گاليوان در دبيرستان درس می خواند با اين مسئله رو به رو شد که چگونه کاغذی را ۱۲ بار تا کند . او بايد برای گرفتن نمره از يکی از کلاسهايش اين مسئله را حل می کرد. بعد از آزمايش راه های مختلف او موفق شد که ورقه نازکی از طلا را ۱۲ بار تا کند. اما مسئله طرح شده در باره کاغذ بود و نه طلا.
گاليوان بر روی معادله تعداد دفعاتی که می توان يک کاغذ با اندازه معين را تا کرد کار کرد.
که در آن L کمترين درازای کاغذ، t ميزان ضخامت کاغذ و n تعداد دفعاتی است که می توان کاغذ را تا کرد. واحد t و L بايد يکسان باشد.
براي يک طول و ضخامت معين عبارت *******بيانگر آن است که صفحه بعد از n بار تا کردن چند برابر کوچک شده است. با n=0 شروع می کنیم و به همين ترتيب به رشته ای از اعداد به اين صورت می رسيم:
0, 1, 4, 14, 50, 186, 714, 2794, 11050, 43946, 175274, 700074, 2798250, . . .
اين به اين معنی است که در تای دوازدهم 2798250 برابر مقدار کاغذی که در تای اول از دست می رود از دست خواهد رفت.
گاليوان در کتابی با نام ((Historical Society of Pomona Valley)) چگونگی به دست آوردن اين معادله و تلاشش برای حل مشکل را توضيح داده است. بالاخره در June 2002 گاليوان يک کاغذ بزرگ را ۱۲بار تا کرد.
بنا بر فرضيه نسبيت اينشتين، كه او آن را در سال 1905 ميلادى ارائه كرد، ساعت هايى كه به سرعت تغيير مكان داده مى شوند نسبت به ساعت هايى با ساخت همسان كه در مكان ثابتى قرار گرفته اند، آهسته تر كار مى كنند. اين پديده كه به صورت تحت اللفظى «كش آمدن زمان» ناميده مى شود، احتمالاً يكى از نتايج اعجاب برانگيز تئورى انقلابى اينشتين در مورد فضا و زمان است. اينكه مدت يك ثانيه، بايستى به سرعت حركت خود ساعت بستگى داشته باشد، از لحاظ حسى، قابل تصور نيست و با تجارب همه روزه ما، همخوانى ندارد. با اين وجود، «انبساط زمان» كه در سال 1971 توسط ساعت هاى اتمى در داخل هواپيماهاى پر سرعت ثابت شد، يك واقعيت است. اما فيزيكدانان آلمانى درصدد برآمدند تا اين موضوع را دقيق تر بررسى كنند.
قلب تپنده انستيتوى فيزيك هسته اى ماكس پلانك، يك دستگاه شتاب دهنده ذرات است كه در مكانى به بزرگى جايگاه نگهدارى هواپيماها قرار گرفته است. «گيدو زاتهوف» كه به هنگام كار ترانسفورماتورها و دستگاه هاى توليدكننده خلاء به زحمت مى توانست صداى خود را به گوش ما برساند، گفت: «داستان از اينجا آغاز مى شود. ما اينجا يك قفس فارادى داريم كه درون آن يك منبع يونى جاى گرفته است.»
اين فيزيكدان متخصص به تانكى نارنجى رنگ و به شكل يك سوسيس بسيار بزرگ اشاره مى كند و مى افزايد: «در درون اين محفظه، يك جريان الكتريكى فشار قوى، يون هاى عنصر ليتيم را تحريك كرده و به ميزان 19 هزار كيلومتر در ثانيه به شتاب در مى آورد. اين سرعت كه يك ششم سرعت نور است براى گردش هر 2 ثانيه يكبار يون ها به دور زمين كفايت مى كند.»
بر اساس فرضيه نسبيت اينشتين، بايستى ساعت درونى ذرات پرسرعت يون ها نسبت به ساعت مچى زاتهوف آهسته تر كار كند. به گفته او: «بر اساس نظريه اينشتين، تقريباً 002/1 مرتبه آهسته تر. يعنى 002/0 ثانيه آهسته تر از ساعت هاى آزمايشگاه و ما مى توانيم به وسيله اسپكتروسكوپ ليزرى اين فاكتور را تا رقم دهم بعد از مميز نيز دقيقاً محاسبه كنيم.»
در زيرزمين موسسه ماكس پلانك، زير نورى ضعيف و در پس يك پرده پلاستيكى سياه رنگ، يك ميز به بزرگى ميز پينگ پونگ قرار دارد. 3 دستگاه بزرگ ليزر و شمار زيادى عدسى و آينه، بر اين ميز جاى گرفته اند. تنها سوار كردن اين سيستم دقيق نورى 3 سال تمام زمان نياز داشت.
تاكنون كارشناسان آلمانى موفق شده اند فرمول اينشتين را با دقت 10 رقم بعد از مميز نيز تائيد كنند. اما آنها قصد دارند به زودى اين آزمايش ها را با دستگاه قوى ترى در شهر «دارمشتات» به انجام برسانند.
در کشور ما ایران در سده های چهارم و پنجم هجری ، بسیاری از ریاضی دانان ایرانی ، به بررسی تصاعد ها پرداخته اند از جمله « ابوریحان بیرونی » در کتاب خود به نام « آثار الباقیه عن القرون الخالیه » مسئله معروف صفحه شطرنج را که در واقع مسئله ای مربوط به یک تصاعد هندسی است که جمله ی اول آن واحد و تعداد جمله ها 64 باشد ، حل کرده است و با استدلال دقیق ، مجموع جمله های این تصاعد را به دست آورده است
18446744073551615
درباره صفحه شطرنج ، روایتی وجود دارد . وقتی مخترع شطرنج ، کشف خود را به شاه عرضه کرد ، شاه از اوخواست پاداشی بخواهد ، دانشمند پاسخ داد : به خاطر خانه اول شطرنج ، یک دانه گندم به من بدهید و به خاطر خانه دوم دو دانهی گندم و به خاطر خانه سوم چهار دانهی گندم و همینطور برای هر خانه دو برابر خانهی پیش از آن گندم به من بدهید تا به خانه شصت و چهارم برسد . شاه با ساده لوحی فرمان داد یک کیسه گندم به این مرد بدهید . ولی او نپذیرفت و تقاضا کرد پس از محاسبه دقیق ، گندم را به او بدهند و پس از محاسبه، عددی را که در بالا آوردیم پیدا شد .که اگردر تمام سطح کره زمین (یعنی هر جا که خشکی باشد ) گندم بکارند این مقذار گندم به دست نمی آید. ابوریحان بیرونی با استدلال به این نتیجه رسید که مقدار گندم ها برابر 264-1 و برای محسوس کردن این عدد می گوید:در سطح کره مین 2305 کوه را در نظر می گیریم ، اگر از هر کوه 10000رود جاری شود ، در طول رود خانه 1000قطار قاطر حرکت کند و هرقطار شامل 1000قاطر باشد و بر هر قاطر 8 کیسه گندم قرار داده باشیم . ودر هر کیسه 10000دانه گندم باشد . آن وقت عدد همهی این گندم ها از تعداد گندم های صفحه شطرنج کوچکترمی شود.
به نظر شما جالب نیست؟

از آن زمان كه انسان انديشيدن را آغاز كرد، همواره كلمات و عباراتى را بر زبان جارى ساخته كه مرزهاى روشنى نداشته اند. كلماتى نظير «خوب»، «بد»، «جوان»، «پير»، «بلند»، «كوتاه»، «قوى»، «ضعيف»، «گرم»، «سرد»، «خوشحال»، «باهوش»، «زيبا» و قيودى از قبيل «معمولاً»، «غالباً»، «تقريباً» و «به ندرت». روشن است كه نمى توان براى اين كلمات رمز مشخصى يافت، براى مثال در گزاره «على باهوش است» يا «گل رز زيباست» نمى توان مرز مشخصى براى «باهوش بودن» و «زيبا بودن» در نظر گرفت. اما در بسيارى از علوم نظير رياضيات و منطق، فرض بر اين است كه مرزها و محدوده هاى دقيقاً تعريف شده اى وجود دارد و يك موضوع خاص يا در محدوده آن مرز مى گنجد يا نمى گنجد. مواردى چون همه يا هيچ، فانى يا غيرفانى، زنده يا مرده، مرد يا زن، سفيد يا سياه، صفر يا يك، يا «اين» يا «نقيض اين» . در اين علوم هر گزاره اى يا درست است يا نادرست، پديده هاى واقعى يا «سفيد» هستند يا «سياه» .
اين باور به سياه و سفيدها، صفر و يك ها و اين نظام دو ارزشى به گذشته بازمى گردد و حداقل به يونان قديم و ارسطو مى رسد. البته قبل از ارسطو نوعى ذهنيت فلسفى وجود داشت كه به ايمان دودويى با شك و ترديد مى نگريست. بودا در هند، پنج قرن قبل از مسيح و تقريباً دو قرن قبل از ارسطو زندگى مى كرد. اولين قدم در سيستم اعتقادى او گريز از جهان سياه و سفيد و برداشتن اين حجاب دوارزشى بود. نگريستن به جهان به صورتى كه هست. از ديد بودا جهان را بايد سراسر تناقض ديد، جهانى كه چيزها و ناچيزها در آن وجود دارد. در آن گل هاى رز هم سرخ هستند و هم غيرسرخ. در منطق بودا هم A داريم هم نقيض A. در منطق ارسطو يا A داريم يا نقيض A منطق (A يا نقيض A) در مقابل منطق (A و نقيض A). منطق اين يا آن ارسطو در مقابل منطق تضاد بودا.
منطق ارسطو اساس رياضيات كلاسيك را تشكيل مى دهد. براساس اصول و مبانى اين منطق همه چيز تنها مشمول يك قاعده ثابت مى شود كه به موجب آن يا آن چيز درست است يا نادرست. دانشمندان نيز بر همين اساس به تحليل دنياى خود مى پرداختند. گرچه آنها هميشه مطمئن نبودند كه چه چيزى درست است و چه چيزى نادرست و گرچه درباره درستى يا نادرستى يك پديده مشخص ممكن بود دچار ترديد شوند، ولى در يك مورد هيچ ترديدى نداشتند و آن اينكه هر پديده اى يا «درست» است يا «نادرست».
هر گزاره، قانون و قاعده اى يا قابل استناد است يا نيست. بيش از دو هزار سال است كه قانون ارسطو تعيين مى كند كه از نظر فلسفى چه چيز درست است و چه چيز نادرست. اين قانون «انديشيدن» در زبان، آموزش و افكار ما رسوخ كرده است.
منطق ارسطويى دقت را فداى سهولت مى كند. نتايج منطق ارسطويى، «دوارزشى»، «درست يا نادرست»، «سياه يا سفيد» و «صفر يا يك» مى تواند مطالب رياضى و پردازش رايانه اى را ساده كند. مى توان با رشته اى از صفر و يك ها بسيار ساده تر از كسرها كار كرد. اما حالت دوارزشى نيازمند انطباق ورزى و از بين بردن زوايد است. به عنوان مثال هنگامى كه مى پرسيد: آيا شما از كار خود راضى هستيد؟ نمى توان انتظار جواب بله يا خير داشت، مگر آنكه با تقريب بالايى صحبت كنيد. «سورن كيركگارد» فيلسوف اگزيستانسياليست، در سال 1843 كتابى در رابطه با تصميم گيرى و آزاد انديشى به نام «يا اين يا آن» نوشت. او در اين كتاب بشر را برده كيهانى انتخاب هاى «دودويى» در تصميم گيرى هايش ناميد. تصميم گيرى به انجام يا عدم انجام كارى و تصميم گيرى درباره بودن يا نبودن چيزى.
گرچه مى توان مثال هاى فراوانى را ذكر كرد كه كاربرد منطق ارسطويى در مورد آنها صحيح باشد، اما بايد توجه داشت كه نبايد آنچه را كه تنها براى موارد خاص مصداق دارد به تمام پديده ها تعميم داد. در دنيايى كه ما در آن زندگى مى كنيم، اكثر چيزهايى كه درست به نظر مى رسند، «نسبتاً» درست هستند و در مورد صحت و سقم پديده هاى واقعى همواره درجاتى از «عدم قطعيت» صدق مى كند. به عبارت ديگر پديده هاى واقعى تنها سياه يا تنها سفيد نيستند، بلكه تا اندازه اى «خاكسترى» هستند. پديده هاى واقعى همواره «فازى»، «مبهم» و «غيردقيق» هستند. تنها رياضى بود كه سياه و سفيد بود. اين خود چيزى جز يك سيستم مصنوعى متشكل از قواعد و نشانه ها نبود. علم واقعيت هاى خاكسترى يا فازى را با ابزار سياه و سفيد رياضى به نمايش مى گذاشت و اين چنين بود كه به نظر مى رسيد واقعيت ها نيز تنها سياه يا سفيد هستند. بدين ترتيب در حالى كه در تمامى جهان حتى يك پديده را نمى توان يافت كه صددرصد درست يا صددرصد نادرست باشد، علم با ابزار رياضى خود همه پديده هاى جهان را اين طور بيان مى كرد. در اين جا بود كه علم دچار اشتباه شد. در منطق ارسطويى حالت ميانه اى وجود ندارد و شيوه استدلال «قطعى و صريح» است. از طرف ديگر رياضيات فازى بر پايه استدلال تقريبى بنا شده كه منطبق با طبيعت و سرشت سيستم هاى انسانى است. در اين نوع استدلال، حالت هاى صفر و يك تنها مرزهاى استدلال را بيان مى كنند و در واقع استدلال تقريبى حالت تعميم يافته استدلال قطعى و صريح ارسطويى است.
در سال 1965، دکتر لطفیزاده نظریه سیستمهای فازی را معرفی کرد. در فضایی که دانشمندان علوم مهندسی به دنبال روشهای ریاضی برای شکست دادن مسایل دشوارتر بودند، نظریه فازی به گونهای دیگر از مدلسازی، اقدام کرد.
معروف هست تالس (640-550 سال پیش از میلاد) که پدر ریاضیات، نجوم و فلسفه یونان باستان بوده از شاگردان خود می خواهد که به مصر سفر کنند تا از پیشرفت علوم در آن تمدن اطلاعات لازم را کسب کنند و فیثاغورث (Pythagoras) از اولین افرادی بوده که این دستور را می پذیرد و به مصر سفر میکند. فیثاغورث از بنیانگذاران علمی موسیقی در جهان بوده و اغلب از هندسه برای مدل کردن استفاده می کرده، می خواهیم با استفاده از تجربیات او سلسه مطالبی را پیرامون ارتباط موسیقی با علوم هندسه، فیزیک و ریاضی آغاز کنیم.

مثلث متساول الاضلاع معادل یک آکورد افزوده
شما باز هم می توانید مثلث های دیگری درست کنید. به شکل بعدی نگاه کنید که آکوردهای دو ماژور و لا مینور را نمایش میدهد. این دو مثلث (آکورد) خصوصیات جالبی دارند اولا" اضلاع آنها باهم برابر است، ثانیا" نسبت به خطی که از D کشیده میشود و به G# خطم میشود متقارن می باشند، حتما" می دانید که مینور نسبی گام دو ماژور، لامینور می باشد. به این طریق شما می توانید یک روش ساده برای پیدا کردن گامهای مینور و ماژور نسبی پیدا کنید، هر چند اینکار در پیانو بخاطر وضوح دیداری که چیدمان نت ها وجود دارد ساده می باشد.
مثلث های متساوی الساقین هم جالب هستند یکی از آنها آکورد sus2 را تشکیل میدهد که در شکل مشاهده میکنید و همچنین میتوانید آکوردهای کاسته را نیز باز با یک مثلث متساوی الساقین درست کنید. اگر دقت کنید این مثلث متساوی الساقین حالت آکورد sus2 برای C و حالت آکورد sus4 برای G دارد. بنابراین می توان به ارتباط نزدیک آکوردهای sus در حالت های 2 و 4 برای فاصله های پنجم با یکدیگر پی برد. این نکته هم جالب خواهد بود اگر شما راس D در این مثلث را نسبت به راس C قرینه کنید به آکورد sus2 دیگری می رسید که یک پرده عقب تر است آکورد Csus4 قرار دارد.

آکوردهای بزرگ، کوچک، sus2 و sus4
شما می توانید دامنه مدل کردن را ادامه دهید و راجع به سایر مثلث ها فکر کنید، همچنین می توانید آکوردهای چهار صدایی را با انواع چهار ضلعی ها مدل کنید. سئوالی که پیش می آید این است که آیا هستند افرادی که با شنیدن موسیقی این اشکال در ذهن آنها نقش ببندد؟
فراکتال
فراکتال ها(fractals) جزء معدود چیزهایی است که واقعا از دیدن شان لذت می برم و دوست شان دارم. این اشکال زیبا که به شکل دیوانه کننده ای وحشی، غیر قابل پیش بینی و بدیعند به نوعی بیان کننده حقیقت حاکم بر طبیعت نیزهستند.
بی نهایت در بی نهایتند و حد و مرزی را نمی شناسند. بسیار ساده اند به سادگی یک فرمول چند حرفی. در عین حال بسیار پیچیده اند به پیچده گی کل طبیعت. چنان آشوبناکند که حرکت و شکلشان غیر قابل پبش بینی است. با این حال از چنان نظمی پیروی می کنند که در کمتر چیزی این نظم را می توان به عینه دید. وجودشان تشکیل شده از تکراریک قانون کوچک ومشخص در ابعاد مختلف. اشکالی که از آنها به دست می آید در بسیاری ازمواقع بسیار شبیه شیئی مشخص در طبیعت است مانند برگها و گیاهان. به نظر من چیزی که تا حدی در این تصاویر جالب است، نزدیکی آن به هنرهای تصویری ایرانی است که آنها هم بر گرفته از طبیعت و دارای عنصر مهم تکرار هستند. ، آن چیزی که باعث ایجاد و گسترش گرافیک فراکتالی شده قطعا کامپیوترو برنامه نویسی بوده است. در واقع با سریعتر شدن کامپیوترها شرایط برای ایجاد و آزمایش این فرمولها که از قبل شناخته شده بود مهیا شد
فلسفه هفت سین چیست؟ به طور مقدمه باید دانست که عدد "هفت" نزد ایرانیان قدیم مقدس بود و به خاطر ستارگان هفتگانه یعنی زهره ، مشتری ، عطارد ، زحل ، مریخ ، زمین و خورشید عدد هفت را گرامی می داشتند. نیاکان ما که زرتشتی بودند ، اعتقاد داشتند که عقل مقدس یعنی " اهورامزدا " که به او "سپند مینو" نیز می گفتند ، شش وزیر بزرگ به نام "امشاسپندان" دارد که یعنی مقدسان جاویدان و این شش امشاسپند با "سپندمینو" تشکیل (هفت سپند) می دهند.
علت این که هفت سین به راستی هفت سین است ، اشاره به هفت "امشاسپند" است و چون کلمه "سپند" با سین شروع می شده ، روی این اصل به علامت آن هفت مقدس جاودانی ، چیزهائی در نظر گرفته شده که هم با حرف سین شروع شده باشند و هم مورد استفاده مثبت بشر واقع شوند.
عدد هفت در قدیم : مردم بابل عدد هفت را مقدس می شمردند ، طبقات آسمان و زمین و سیارات هفت بوده است ، ایام هفته هفت روز است.
هفت از نظر مذاهب: به عقیده هندیها در آئین برهما انسان هفت بار می میرد . عروس و داماد باید هفت قدم به اتفاق هم بردارند. هفت قدم جلو رفته و قسم می خورند ، در آئین زرتشت هفت فرشته مقرب وجود دارد. در تورات مذکور است که هفت نر و ماده را با خود برگیر تا نسلی بر جهان بماند.
هفت در آئین مسیح : هفت معجزه ، از 33 معجزه را مسیح در انجیل ذکر کرده است ، در انجیل از هفت روح پلید صحبت شده است ، به نظر فرقه کاتولیک ، هفت نوع شادی و هفت غسل تعمید وجود دارد.
هفت در اسلام: آسمان هفت طبقه دارد . فرعون در خواب هفت گاو چاق و هفت گاو لاغر را دید که گفتند هفت سال خشکسالی و هفت سال فراوانی می شود. جهنم هفت طبقه دارد . گناهان اصلی هفت عدد است . پیش از اسلام در بین اعراب ، هفت بار طواف دور کعبه مرسوم بوده و در سنت اسلامی نیز چنین است . هفت نفر قاری قرآن معروف بودند ، هفت بار شستن اشیاء ناپاک و قرار گرفتن هفت عضو بدن هنگام نماز بر زمیننیز مذکور است .
هفت در تصوف : هفت وادی سلوک در تصوف معروف است 1) طلب ، 2)عشق ، 3)معرفت ، 4) استغنا ، 5)توحید ، 6) حیرت ، 7)فنا ، مولوی می گوید:
هفت شهر عشق را عطار گشت .........................ما هنوز اندر خم یک کوچه ایم
هفت در تاریخ : همراهان داریوش با خود او هفت نفر بودند، در نقش رستم در بالای آرامگاه داریوش ، هفت نقش ملاحظه می شود . جنگهای هفت ساله در زمان لوئی 11 واقع شد. اژدهای هفت سر معروف است . هفت پسر گشتاسب به هفت راهزن تبدیل شدند و هفت خوان رستم و اسفندیار معروف است.
معابد هفت طبقه: در بابل و آشور هر معبدی هفت طبقه داشت و هر طبقه به نام یکی از سیارات و هفت رنگ بود (سرخ ، سیمین، سفید، سیاه، ارغوانی، آبی و سبز). حصار اکباتان هفت دیوار داشت و آرامگاه کورش هفت پله دارد .
