TẠI SAO THUẬT TOÁN ĐƯỢC GỌI LÀ THUẬT TOÁN? MỘT LƯỢC SỬ VỀ VỊ HỌC GIẢ BA TƯ RẤT CÓ THỂ BẠN CHƯA TỪNG NGHE TỚI
Các thuật toán đã trở thành một phần không thể thiếu trong cuộc sống của chúng ta. Từ các ứng dụng truyền thông xã hội đến Netflix, các thuật toán tìm hiểu sở thích của bạn và ưu tiên nội dung bạn thấy được. Google Maps và trí tuệ nhân tạo sẽ chẳng là gì nếu không có các thuật toán.
Thế thì, tất cả chúng ta đều đã nghe nói về chúng, nhưng từ “thuật toán” [algorithm] đến từ đâu?
Hơn 1.000 năm trước khi có ứng dụng internet và điện thoại thông minh, nhà khoa học và bác học người Ba Tư Muhammad ibn Mūsā al-Khwārizmī đã phát minh ra khái niệm thuật toán.
Trên thực tế, bản thân “algorithm” bắt nguồn từ phiên bản Latin hóa tên của ông, “algorithmi”. Và, như bạn cũng đoán được, khái niệm này cũng liên quan đến đại số.
Hầu hết đã thất lạc theo thời gian
Al-Khwārizmī sống từ năm 780 đến 850 CN, trong Thời kỳ hoàng kim của Hồi giáo. Ông được coi là “cha đẻ của đại số” và đối với một số người, là “ông tổ của khoa học máy tính”.
Tuy nhiên, chúng ta biết rất ít chi tiết về cuộc đời của ông. Nhiều tác phẩm gốc bằng tiếng Ả Rập của ông đã thất lạc theo thời gian.
Người ta tin rằng al-Khwārizmī sinh ra ở vùng Khwarazm phía nam Biển Aral thuộc Uzbekistan ngày nay. Ông sống trong triều đại Nhà Abbas [Abbasid Caliphate], thời kỳ có tiến bộ khoa học đáng chú ý ở Đế quốc Hồi giáo.
Al-Khwārizmī đã có những đóng góp quan trọng cho toán học, địa lý, thiên văn học và lượng giác. Để giúp cung cấp bản đồ thế giới chính xác hơn, ông đã sửa lại cuốn sách bản đồ cổ điển Geographia của nhà bác học Ptolemy người Alexandrian.
Ông thực hiện các phép tính để theo dõi chuyển động của Mặt trời, Mặt trăng và các hành tinh. Ông cũng viết về các hàm lượng giác và tạo ra bảng (giá trị của) hàm tan đầu tiên.
Al-Khwārizmī là một học giả tại Ngôi nhà Trí tuệ (Bayt al-Hikmah) ở Baghdad. Tại trung tâm trí tuệ này, các học giả đã dịch kiến thức từ khắp nơi trên thế giới sang tiếng Ả Rập, tổng hợp chúng nhằm đạt được tiến bộ có ý nghĩa trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Trong đó có toán học, một lĩnh vực có mối liên hệ sâu sắc với đạo Hồi.
‘Cha đẻ của đại số’
Al-Khwārizmī là một nhà thông thái và một người sùng đạo. Các bài viết khoa học của ông bắt đầu bằng lời đề tặng cho Allah và Nhà tiên tri Muhammad. Và một trong những dự án chính mà các nhà toán học Hồi giáo thực hiện tại Ngôi nhà Trí tuệ là phát triển đại số.
Khoảng năm 830 CN, vị Khalip al-Ma’mun đã khuyến khích al-Khwārizmī viết một chuyên luận về đại số, Al-Jabr (hay The Compendious Book on Calculation by Completion and Balancing – tạm dịch: Sách tóm tắt về cách tính toán bằng phương pháp hoàn thiện hóa và cân bằng). Đây đã trở thành công việc quan trọng nhất của ông.
Tại thời điểm này, “đại số” [algebra] đã tồn tại hàng trăm năm, nhưng al-Khwārizmī là người đầu tiên viết một cuốn sách kinh điển về nó. Mục đích ban đầu của công trình này là để làm công cụ giảng dạy thực tế. Bản dịch tiếng Latin của quyển sách là nền tảng cho sách giáo khoa đại số ở các trường đại học châu Âu cho đến tận thế kỷ 16.
Trong phần đầu tiên, ông giới thiệu các khái niệm và quy tắc của môn đại số cũng như các phương pháp tính thể tích và diện tích của các hình. Trong phần thứ hai, ông đưa ra những bài toán thực tế và cách giải chi tiết, chẳng hạn như các trường hợp thừa kế, phân chia đất đai và tính toán trong buôn bán.
Al-Khwārizmī không sử dụng ký hiệu toán học thời hiện đại với các chữ số và ký hiệu. Thay vào đó, ông viết bằng văn xuôi đơn giản và sử dụng sơ đồ hình học:
Bốn nghiệm bằng hai mươi, thì một nghiệm bằng năm, và bình phương của nó bằng hai mươi lăm.
Theo ký hiệu hiện đại, chúng ta sẽ viết như sau:
4x = 20, x = 5, x 2 = 25
Ông tổ của khoa học máy tính
Các tác phẩm toán học của Al-Khwārizmī đã giới thiệu các chữ số Hindu-Ả Rập cho các nhà toán học phương Tây. Đây là mười ký hiệu mà tất cả chúng ta sử dụng ngày nay: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0.
Các chữ số Hindu-Ả Rập rất quan trọng đối với lịch sử điện toán vì chúng sử dụng số 0 và hệ thập phân cơ số mười. Điều quan trọng, đây là hệ thống số làm nền tảng cho công nghệ điện toán hiện đại.
Nghệ thuật tính toán các vấn đề toán học của Al-Khwārizmī đã đặt nền móng cho khái niệm thuật toán. Ông đã cung cấp những giải thích chi tiết đầu tiên về cách sử dụng ký hiệu thập phân để thực hiện bốn phép tính cơ bản (cộng, trừ, nhân, chia) và tính toán phân số.
Phương pháp tính toán này hiệu quả hơn hẳn so với việc sử dụng bàn tính. Để giải một phương trình toán học, al-Khwārizmī đã đi một cách có hệ thống qua một chuỗi các bước để tìm ra câu trả lời. Đây là khái niệm cơ bản của một thuật toán.
Thuật toán học, một thuật ngữ Latin thời Trung cổ được đặt theo tên của al-Khwārizmī, đề cập đến các quy tắc thực hiện phép tính số học bằng hệ thống chữ số Hindu-Ả Rập. Được dịch sang tiếng Latin, cuốn sách về chữ số Hindu của al-Khwārizmī có tựa đề Algorithmi de Numero Indorum.
Vào đầu thế kỷ 20, từ thuật toán đã có định nghĩa và cách sử dụng như hiện nay: “quy trình để giải một bài toán trong một số bước hữu hạn; trình tự từng bước một để giải quyết một vấn đề”.
Muhammad ibn Mūsā al-Khwārizmī đóng vai trò trung tâm trong sự phát triển của toán học và khoa học máy tính như chúng ta biết ngày nay.
Lần tới khi bạn sử dụng bất kỳ công nghệ kỹ thuật số nào – từ bảng tin mạng xã hội, tài khoản ngân hàng trực tuyến cho đến ứng dụng Spotify – hãy nhớ rằng tất cả những thứ đó sẽ không thể thành hiện thực nếu không có công trình tiên phong của một học giả Ba Tư cổ đại.
Tác giả
Thành viên nghiên cứu sức khỏe kỹ thuật số, Đại học Melbourne
Tuyên bố công khai
Debbie Passey không làm việc, tư vấn, sở hữu cổ phần trong hoặc nhận tài trợ từ bất kỳ công ty hoặc tổ chức nào có thể hưởng lợi từ bài viết này và không có sự trực thuộc nào ngoài giới chuyên môn của mình.
Huỳnh Thị Thanh Trúc dịch
Nguồn: Why are algorithms called algorithms? A brief history of the Persian polymath you’ve likely never heard of, The Conversation, May 9, 2024.
Phân tích kinh tế 
.png){kind=link}