مأموریت غیرمنتظره کاوشگر قمری: محاسبه عدد پی، پروژهای برای علاقهمندان ریاضی!
آیا میدانستید یک کاوشگر کوچک قرار است در ماه، عدد پی را محاسبه کند؟ بله، درست شنیدید! در این مقاله به بررسی این پروژه جالب و چگونگی مشارکت علاقهمندان به ریاضی در آن میپردازیم.
بهزودی، یک کاوشگر کوچک به نام CubeRover، محصول شرکت Astrobotic، در سطح ماه به گشتوگذار خواهد پرداخت و یک مأموریت غیرعادی را به انجام میرساند: محاسبه عدد پی. این کاوشگر که اندازه یک جعبه کفش است، به دلیل داشتن قدرت پردازشی مازاد، این فرصت را پیدا کرده تا در اوقات استراحت خود، به این سرگرمی قدیمی و جذاب ریاضیاتی بپردازد.
مهندسان شرکت فضایی Astrobotic پس از آنکه متوجه شدند CubeRover به تمام توان محاسباتی خود نیاز نخواهد داشت، با مت پارکر (Matt Parker)، یک یوتیوبر فعال در زمینه ریاضیات و کمدین، تماس گرفتند و از او خواستند تا ایدهای برای استفاده از این ظرفیت مازاد ارائه دهد. با توجه به سابقه پارکر در محاسبه خلاقانه و جالب عدد پی در کانال یوتیوبش، او بلافاصله پیشنهاد خود را مطرح کرد. پارکر میگوید: “هنوز ایمیل را تمام نکرده بودم که با خودم گفتم ‘پی در ماه!’ و بعد با خودم فکر کردم ‘آیا این یک کلاهبرداری است؟'”
پس از اطمینان از صحت ایمیل و پاسخ سریع به آن، پارکر دست به کار شد. او میخواست اولین کسی باشد که عدد پی را در ماه محاسبه میکند، اما این کار باید فراتر از استفاده از کاوشگر به عنوان یک کامپیوتر معمولی باشد. بنابراین، او کدی را پیشنهاد داد که از اعداد تصادفی تولید شده توسط دادههای ماه که توسط کاوشگر جمعآوری میشوند، برای محاسبه مقادیر دقیقتر عدد پی استفاده میکند.
روشهای گوناگونی برای محاسبه عدد پی (π) با استفاده از اعداد تصادفی وجود دارد و پارکر هنوز در حال انتخاب بهترین گزینه است. به عنوان مثال، کاوشگر میتواند از اعداد تصادفی برای نشان دادن مختصات درون یک مربع ۲×۲ استفاده کند و نسبت نقاطی را که در داخل یک دایره با شعاع ۱ قرار میگیرند، محاسبه کند. این عدد به π/۴ نزدیک میشود که مساحت دایره واحد تقسیم بر مساحت مربع است. پارکر همچنین میتواند از نسبت نقاط تصادفی در سه بعد که در داخل یک کره واحد قرار میگیرند، استفاده کند. گزینه دیگر استفاده از فرمول مساحت سطح یک بخش از کره است که به ویژه جذاب است؛ زیرا شامل ترسیم یک مسیر تصادفی است که بسیار شبیه به مسیری است که یک کاوشگر ممکن است در سطح ماه طی کند.
شرکت Astrobotic حاضر بود این پروژه را بدون کسب سود انجام دهد؛ اما هزینههای مهندسی قابل توجهی برای ادغام کد در کاوشگر و اطمینان از اینکه این کار با هدف اصلی مأموریت تداخلی ندارد، پیشبینی کرد. اگر پارکر میتوانست مبلغ ۱۵۰,۰۰۰ دلار (معادل تقریبی ۸ میلیارد تومان در زمان نگارش این متن) را تأمین کند، میتوانست گوشهای از کاوشگر را به خود اختصاص دهد. بنابراین، او از طریق یوتیوب و سایت جمعسپاری کیکاستارتر (Kickstarter) از مخاطبان خود درخواست کمک کرد تا رویای خود را به واقعیت تبدیل کند. تنها چهار ساعت پس از اعلام این خبر، او به هدف خود رسیده بود!
پارکر که ابتدا از این حمایت شگفتزده شده بود، حدس میزند که دلیل استقبال سریع مردم از این پروژه را درک میکند: “مردم دوست دارند بخشی از یک جامعه باشند.” او تأکید میکند که چگونه اینترنت علاقهمندان به ریاضی را گرد هم میآورد. “شاید شما یکی از معدود دانشآموزانی بودید که در مدرسه عاشق ریاضی بودید. اما اگر بعداً ریاضی را به عنوان شغل دنبال نمیکردید، هرگز متوجه نمیشدید که چه تعداد افراد دیگر عاشق آن هستند… [اکنون] یک جامعه بزرگ از علاقهمندان به ریاضی وجود دارد که همه یکدیگر را پیدا کردهاند.”
آیا محاسبه عدد پی در ماه، بینش یا کشف علمی جدیدی را به همراه خواهد داشت؟ خیر. اما به گفته پارکر، نکته اصلی همین است. “مردم این تصور عجیب را دارند که ریاضی هم مفید است و هم برای آنها نیست… من میخواهم خلاف این را نشان دهم. ریاضی میتواند بیفایده باشد. میتوانید آن را برای تفریح انجام دهید و برای همه است.” به گفته او، مزایای شناختی و اجتماعی ریاضی زمانی به حداکثر میرسد که مردم آن را به خاطر خودش انجام دهند. او قصد دارد در این پروژه با مدارس همکاری کند و به هر گروهی از دانشآموزان که بتوانند ثابت کنند مقدار عدد پی را به صورت دستی محاسبه کردهاند، اجازه شرکت دهد. تا کنون، پارکر میگوید که تقریباً ۱۰۰ مدرسه و بیش از ۲,۰۰۰ دانشآموز برای شرکت در این پروژه ثبتنام کردهاند.
آندرهآ دیویس (Andrea Davis)، مدیر پروژه و مهندس ارشد مکانیک کاوشگر در Astrobotic، به ویژه از مشارکت دانشآموزان هیجانزده است: “امیدوارم کودکی کسی مانند من را ببیند و بگوید ‘من هم میتوانم این کار را انجام دهم. من میتوانم یک طراح کاوشگر باشم. من میتوانم وسایلی را روی ماه بگذارم و من به طور فعال در حال انجام این کار با محاسبه عدد پی هستم.'”
این پروژه نه تنها یک سرگرمی علمی جالب است، بلکه میتواند الهامبخش نسل جدیدی از ریاضیدانان و مهندسان باشد.
نویسنده این مقاله، اما آر. هاسون (Emma R. Hasson) و ویراستار آن سارا لوین فراسیر (Sarah Lewin Frasier) هستند.
