رياضيات

جمع

الجمع — من تشريح الصيغة
7 مقالات ذات صلة · 6 صيغ

الوصف

الجمع هو العملية الرياضية لإضافة سلسلة من الأعداد، مما ينتج عنه مجموعها الكلي. في الفيزياء، يظهر في كل مكان: من جمع القوى لإيجاد القوة المحصلة، إلى جمع المساهمات المتناهية في الصغر في التكاملات التي تصف المجالات أو الطاقات أو الاحتمالات. إنه الأداة الأساسية لتحويل القياسات المنفصلة أو المكونات النظرية إلى كمية واحدة ذات معنى.

التاريخ

تم تقديم رمز الجمع (رمز سيجما، Σ) بواسطة ليونارد أويلر في القرن الثامن عشر، على الرغم من أن مفهوم إضافة الأعداد قديم قدم الحساب نفسه.

كيف يعمل

تأخذ العملية قائمة من الحدود (مثل a1, a2, ..., an) وتنتج مجموعها: a1 + a2 + ... + an. في الفيزياء، يُستخدم الجمع غالبًا مع المؤشرات لتمثيل مجموعات كبيرة من المساهمات بشكل مضغوط، مثل الجمع على جميع الجسيمات في نظام أو على جميع الحالات الممكنة في ميكانيكا الكم. عندما تصبح الحدود صغيرة جدًا ومتعددة، يتحول الجمع إلى تكامل، لكن الجوهر المفاهيمي يبقى نفسه: التراكم.

في التطبيق

يُستخدم في كل عملية حسابية فيزيائية تقريبًا، من حساب الطاقة الكلية في الديناميكا الحرارية إلى جمع القوى في الميكانيكا والجمع على الحالات الكمومية في الفيزياء الإحصائية.

حقيقة طريفة

اختار أويلر رمز Σ للجمع لأنه الحرف اليوناني الكبير المقابل لـ 'S'، والذي يرمز إلى 'sum' (مجموع).

Concept graph →

صيغ

$$S = -\sum_i p_i \ln p_i$$
Measure of uncertainty in a probability distribution.
ما في الصيغة
SمتغيرShannon entropy — الإنتروبيا
p_iمتغيرProbability of the i-th outcome — احتمال
\sum_iمؤثرSum over all possible outcomes i — جمع
\lnمؤثرNatural logarithm (base e) — لوغاريتم طبيعي
$$H = -it \sum_j \gamma_{2j} \gamma_{2j+1}$$
Hamiltonian for a Kitaev chain with Majorana fermion pairing.
ما في الصيغة
HمتغيرHamiltonian operator — هاميلتوني joule
tمتغيرhopping amplitude — طاقة joule
γ_{2j}متغيرMajorana operator at site 2j — majorana operator
γ_{2j+1}متغيرMajorana operator at site 2j+1 — majorana operator
∑مؤثرsum over lattice sites j — جمع
$$\sigma_f = \sqrt{\sum_i \left(\frac{\partial f}{\partial x_i} \sigma_{x_i}\right)^2}$$
Combines independent uncertainties in a function of multiple variables.
ما في الصيغة
\sigma_fمتغيرCombined uncertainty of the function f — عدم يقين varies
fمتغيرFunction of multiple measured variables — function varies
x_iمتغيرi-th measured variable — variable varies
\sigma_{x_i}متغيرUncertainty of the i-th measured variable — عدم يقين varies
\partial f / \partiaمؤثرPartial derivative of f with respect to x_i, giving the sensitivity of f to that variable — مشتقة جزئية
\sqrt{}مؤثرSquare root of the sum of squared terms — جذر تربيعي
\sum_iمؤثرSum over all independent variables i — جمع
$$S_q = k \frac{1 - \sum_{i=1}^W p_i^q}{q-1}$$
Generalized entropy for non-extensive systems with parameter q.
ما في الصيغة
qمتغيرentropic index characterizing non-extensivity — entropic index
p_iمتغيرprobability of microstate i — احتمال
Wمتغيرnumber of accessible microstates — number of states
S_qمتغيرTsallis entropy — الإنتروبيا joule per kelvin
kثابتBoltzmann constant (or a generalized constant depending on context) — ثابت بولتزمان = 1.380649e-23 joule per kelvin
∑مؤثرsum over all microstates — جمع
$$D_{\text{TV}}(P, Q) = \frac{1}{2} \sum_x |P(x) - Q(x)|$$
Maximum difference in probability assigned to any event.
ما في الصيغة
PمتغيرProbability distribution over x — توزيع احتمالي
QمتغيرProbability distribution over x — توزيع احتمالي
xمتغيرOutcome index
∑مؤثرSummation over the discrete sample space — جمع
|·|مؤثرTakes the non-negative magnitude — قيمة مطلقة
$$\mathcal{L} = -\sum_i y_i \log(p_i)$$
Measures difference between predicted and true probability distributions.
ما في الصيغة
\mathcal{L}متغيرCross-entropy loss value — loss
y_iمتغيرTrue probability (or one-hot label) for class i — احتمال
p_iمتغيرPredicted probability for class i — احتمال
\sum_iمؤثرAdds the terms for each class — جمع
\logمؤثرComputes the logarithm to base e — لوغاريتم طبيعي

مقالات ذات صلة · 6

الجهد الكيميائي والتعلم الآلي: كيف نحسب امتزاج السوائل على المستوى الذري
عندما يقع السكر في الشاي، يذوب. لكن لماذا لا يعود للترسب؟ الأمر كله يتعلق بالجهد الكيميائي (chemical potential) — كمية ديناميكية حرارية تُظهر مدى "ارتياح" المادة في مكان وحالة معينين. بالنسبة لمادة نقية، من السهل حسابها، أما بالنسبة لخليط من عدة مكونات، فهي أحجية حقيقية. الجهد الكيميائي يمكن قياسه من خلال كيفية تحرك الجسيمات عشوائيًا في السائل.
التوافقيات2026-05-171 دarXiv:2605.17594سريع
مفاتيح لا تتقاطع
يمكنك تحسس جسم غير مألوف بالطول، بالعرض، وبالقطر — في كل مرة تحصل على معلومات جديدة. ولكن ماذا لو كانت طريقة واحدة من التحسس لا تخبرك بشيء إطلاقًا عما ستظهره طريقة أخرى؟ هذا هو بالضبط ما تعنيه الأسس غير المنحازة بشكل متبادل في ميكانيكا الكم: القياس في أحدها يتركنا في جهل تام بشأن النتيجة في الآخر. وجد مؤلفو العمل الجديد وصفة أنيقة لإعداد مثل هذه المجموعات.
وصفة نجمية على الورق
يُضغط نابض بقوة هائلة. كلما ضغطت أكثر، زادت كثافته، لكن عند نقطة معينة يتوقف الانضغاط عن كونه منتظمًا — في مكان ما يستجيب النابض بسهولة أكبر، وفي مكان آخر يكون أكثر صلابة. هذا تقريبًا ما تفعله المادة داخل النجم النيوتروني — وهو جسم وُلد في لهب المستعر الأعظم. إنه كرة بحجم مدينة، لكن كتلته تتجاوز كتلة الشمس.
الضوء مفروزًا على الرفوف
الجسيم المشحون الذي يلفه المجال المغناطيسي لا يلتزم الصمت: فهو يُصدر ضوءًا. يُسمى هذا الضوء بالإشعاع السينكروتروني، ويوجد في كل مكان — من المجرات البعيدة إلى المسرعات المختبرية. لفهم كمية الضوء المنبعث عند كل طول موجي، يستخدم الفيزيائيون دالة خاصة — تُحسب عدديًا أو عبر معادلات تقريبية. وجد مؤلفو العمل طريقًا أنيقًا للالتفاف حول هذه المشكلة.
الملح والماء والأبخرة غير المرئية
الملح في كوب الماء هو حشد من الجسيمات المشحونة. ما دام الماء وفيرًا، يسبح كل جسيم منفردًا، محاطًا بغلاف كثيف من جزيئات الماء. ولكن إذا واصلت إضافة الملح، يبدأ الماء في النفاد للجميع، وتبدأ الجسيمات في البحث عن بعضها البعض. في البداية تتشابك في أزواج، ثم في عناقيد أكبر. وفي لحظة ما تصبح العناقيد ثقيلة جدًا لدرجة أنها تسقط في القاع — وهذا هو حد الذوبان.
العمق كمقياس للتعقيد الطبيعي
تخيل فريقًا يجمع لغزًا (puzzle) من قطع عشوائية: كم خطوة متزامنة تحتاج لتكوين الصورة؟ إذا كانت القطع مستقلة، توضع جميعها دفعة واحدة. إذا كانت كل قطعة تعتمد على سابقتها، يجب التحرك واحدة تلو الأخرى. وكذلك الأنظمة: بعض الحالات تُجمع فورًا، وبعضها يتطلب عملًا تسلسليًا طويلًا. المقياس الذي يقترحه المؤلف يُسمى العمق المتوازي.