الخوارزميات..كيف تفكر الألة؟؟

في عام ١٩٦٢ قامت إحدى الشركات الأمريكية الكبرى بطرح جائزة قيمتها ١٠ آلاف دولار مقابل إيجاد حل لإحدى المشكلات، كانت للمشكلة كالأتي: تريد الشركة توزيع منتجاتها على ٣٣ مدينة في الولايات المتحدة الأمركية، المطلوب هو إيجاد خوارزمية أو طريقة حل لترتيب هذه المدن بحيث تصبح أقصر مسافة ممكنة، عرفت هذه المشكلة فيما بعد بإسم Travelling sales man problem ، فما هي الخوارزميات؟ ولما صنفت هذه الخوارزمية باعتبارها واحدة من أصعب المسائل الرياضية في القرن الواحد والعشرين والتي ستمنح جائزة نوبل لأي شخص يتمكن من حلها؟

الخوارزميات - نسبة إلى عالم الرياضيات محمد بن أبي موسى الخوارزمي - هي طرق منطقية وعلمية لحل مشكلة معينة، وهي تستخدم بشكل أساسي في العلوم الحاسوب بجميع فروعها، حيث يتم وضع خوارزمية لحل مشكلة ما ثم تحويلها إلى كود برمجي وتشغيله على الحاسوب، فهي تخبر الحاسوب ما الذي يجب عليه القيام به بالضبط لحل مشكلة ما، فالخوارزميات هي طريقة تفكير لحل المشاكل أكثر من كونها تقنيات وبرمجيات.

تستخدم الخوارزميات في كل شيئ حولنا، وهناك خوارزميات بسيطة وأخرى فائقة التعقيد، مثل الخوارزميات التي تحدد توزيع السيرفرات وشبكات الحاسوب حول العالم، كذلك الخوارزميات التي تعمل على تناسق هذه السيرفرات وتتأكد من عملها بشكل منظم.

تستخدم الخوارزميات بشكل أساسي في علوم الألة، فهي التي تعلم الألة كيف تفكر في حل مشكلة ما وكيف تتخذ قرارا معينا عند حدوث شيء ما، وتستخدم في برمجة الشبكات العصبية الإلكترونية في الروبوتات، كذلك تستخدم الخوارزميات في علوم تشفير البيانات، فبدون خوارزميات التشفير لن نتمكن من إجراء تحويلاتنا البنكية بأمان.

الأن لنعد لمشكلة خوارزمية الرجل المسافر، ألا يمكننا تصميم برنامج كمبيوتر يقوم بتجربة كل المسارات المحتملة ويختار الطريق الأقصر؟ الحقيقة يمكننا، لكن المشكلة هنا هي الزمن الذي سيستغرقه الحاسوب في القيام بحساب جميع هذه الإحتمالات، فالفكرة ليست فقط في إيجاد الخوارزمية، بل في الزمن الذي سيستغرقه تطبيق هذه الخوارزمية.

يمكنني أن أخبرك أن جميع خوارزميات التشفير قابلة للكسر، ولكن لا يمكننا كسرها في الزمن المتعارف عليه، وبالتالي إذا تمكننا من إيجاد خوارزمية فعالة لحل المششكلات في زمن معقول حينها ستتوقف كل الأنظمة الإلكترونية الحساسة حول العالم لأن جميع البيانات ستصبح مكشوفة، فنحن جميعا نراهن على الوقت ليس إلا.

وأنت، هل إستخدمت يوما الخوارزميات لحل مشكلة ما؟ وهل تعتقد أننا سنتمكن من إيجاد حل لمشكلة الرجل المسافر؟؟