لماذا تعتبر الرياضيات مهمة في تقنيات اليوم

اكتشف أحدث أخبار وأحداث التكنولوجيا المالية!

اشترك في النشرة الإخبارية لـ FinTech Weekly

يقرأها التنفيذيون في JP Morgan وCoinbase وBlackrock وKlarna وغيرهم

غير معروف لدى معظم الناس، فإن الرياضيات هي العمود الفقري للتقدمات التكنولوجية. يعتمد تعلّم الآلة وتحليل البيانات بشكل كبير على النماذج الرياضية والإحصاءات.

تعتمد كذلك الأمن السيبراني والتشفير على مفاهيم رياضية مختلفة. إذا كنت مهتمًا بالرياضيات، فابدأ بالسعي للحصول على ماجستير عبر الإنترنت في الإحصاء. فيما يلي بعض الطرق التي تبرز فيها أهمية الرياضيات في التقنيات المعاصرة.

المبادئ الأساسية والخوارزميات

تستند التقنيات الحديثة إلى مبادئ أساسية وخوارزميات مختلفة مستمدة من الرياضيات. يستخدم علم الحاسوب منطقًا رياضيًا ونظرية الأعداد لتطوير هياكل البيانات وخوارزميات الحاسوب. حتى الإضافة والضرب البسيطان يشكلان أيضًا العمود الفقري للعمليات المعقدة على الحاسوب.

تُبنى خوارزميات حاسوبية متقدمة، مثل البحث والفرز لمتغيرات، من مفاهيم رياضية مثل نظرية الرسوم (الگراف) ونظرية التكرار. كما أن الجبر الخطي يدعم مبادئ تعلّم الآلة، التي تقود تحليل البيانات والذكاء الاصطناعي. تُعدّ التقنيات المتقدمة في الأساس نتيجة الابتكارات والأبحاث المستمرة في مجال الرياضيات.

تحليل البيانات وتعلّم الآلة

يعدّ تعلّم الآلة وتحليل البيانات الريادة في التقدمات التكنولوجية الحديثة. تدفع هذه التقنيات الابتكارات عبر جميع الصناعات. تؤدي الرياضيات دورًا حاسمًا في تعلّم الآلة وتحليل البيانات عبر:

*       

تساعد نظرية الاحتمالات المستخدمين على فهم العشوائية وعدم اليقين داخل مجموعات البيانات.

    
*       

تساعد الأساليب والنماذج الإحصائية الإحصائيين على تلخيص البيانات غير المهيكلة وتفسيرها وإجراء الاستنتاجات منها.

    
*       

تستخدم نماذج تحليل الانحدار معادلات رياضية لإثبات كيفية ارتباط المتغيرات المختلفة ببعضها. وهذا مثالي لتحليل الاتجاهات والتنبؤات.

    
*       

تساعد تقنيات التحسين، التي تعتمد على حساب التفاضل والتكامل، على ضبط نماذج تعلّم الآلة بدقة وتقليل الأخطاء أثناء التدريب. تساعد أكواد مصادقة الرسائل ووظائف الهاش على تحسين سلامة البيانات وتقليل الأخطاء أثناء التدريب. 

التكنولوجيا المالية والتحليل الكمي

تعتمد التكنولوجيا المالية والتحليل الكمي أيضًا بشكل كبير على الرياضيات. فيما يلي بعض الطرق التي تساعد بها الرياضيات هذه المجالات:

*       

التحليل الكمي: استخدام نماذج رياضية وأساليب عددية لتحليل البيانات المالية. يستخدم الإحصائيون هذه النماذج لتحديد الاتجاهات والأنماط.

    
*       

التكنولوجيا المالية: تستخدم FinTech نماذج رياضية لتقييم الجدارة الائتمانية وكشف الاحتيال وتقييم المخاطر.

    
*       

تسعير المشتقات: تُستخدم نماذج رياضية مثل بلاك سكولز وغيرها لإرشاد تسعير الخيارات. تساعد هذه النماذج الكميين (quants) على تحديد اتجاهات السوق والتنبؤ بأسعار الأصول بدقة أكبر.

    
*       

إدارة المخاطر: تُعدّ القيمة المعرضة للخطر (Value at Risk) واختبارات الضغط أدوات مهمة تساعد على حساب المخاطر المالية.

الأنظمة التشفيرية والأمن السيبراني

تستخدم أنظمة التشفير والأمن السيبراني كذلك خوارزميات رياضية لتأمين قنوات الاتصال والمعلومات الحساسة. تستخدم عمليات التشفير وخوارزميات التشفير الرياضيات. على سبيل المثال، صُمّم تشفير المفتاح العام انطلاقًا من نظرية الأعداد. يستخدم خبراء الأمن السيبراني أيضًا مفاهيم رياضية لتصميم المصادقة والتواقيع الرقمية. تعمل أكواد مصادقة الرسائل ووظائف الهاش على تحسين سلامة البيانات.

التحسين والمحاكاة

يساعد التحسين والمحاكاة مختلف الصناعات على تعزيز قدرات اتخاذ القرار والكفاءة وحل المشكلات. تتيح التقنيات الرياضية التي يتم توظيفها للمهنيين إيجاد حلول من بين عدد لا نهائي من الخيارات المتاحة. تتضمن النماذج الرياضية المستخدمة في التحسين والمحاكاة:

*       

البرمجة الخطية: تُستخدم لتحسين تخصيص الموارد والكفاءة في صناعات التصنيع والتمويل والنقل.

    
*       

البرمجة الصحيحة: تتضمن استخدام متغيرات قرار منفصلة لحل المشكلات.

    
*       

تحليل العناصر المحدودة: نموذج محاكاة عددي يُستخدم لتحليل الإجهاد ولغيره من الأنظمة المعقدة.

    
*       

محاكاة مونت كارلو: تستخدم تقنيات أخذ عينات عشوائية للتنبؤ باحتمال نتائج مختلفة في الأنظمة غير المهيكلة.

الخاتمة

من المؤكد أن الرياضيات لا غنى عنها في التقنيات الحديثة. تستمد المبادئ الأساسية والنماذج التي تقف خلف الابتكارات الحديثة أصولها من مفاهيم رياضية. يُنصح بشدة بأن تحتضن الرياضيات لتنجح في عالم التكنولوجيا المعتمد على التقنيات الحالية.