ثمّة مبدأ أساس يعتمده البحث العلمي، ألا وهو التكرار، أي القدرة على الوصول بشكل متكرر إلى نتيجة يمكن التنبؤ بها في ظل ظروف تجريبية محددة. وهذا يعني في جميع فروع العلم تقريباً حالة عدم يقين، أو هامش ارتياب، وهو موضوع لراؤول تمبون فيه دراية وثيقة.

يوضح تمبون، أحد أعضاء هيئة التدريس المؤسسين في جامعة الملك عبدالله للعلوم والتقنية والباحث الرئيسي في مجموعة أبحاث الرقميات العشوائية: "من حيث الجوهر أنا محلل رقمي يرى في البيانات وعلوم المحاكاة وحدة واحدة". 

يحظى تمبون، أستاذ الرياضيات التطبيقية والعلوم الحاسوبية، بسمعة عالمية كبرى كخبير رائد في مجال كوانتوم عدم اليقين أو كمية الارتياب UQ. وقد تسلّم مؤخراً جائزة أستاذية ألكسندر فون هومبولت في جامعة RWTH Aachen الألمانية. وستسمح له هذه الأستاذية التي تستمر خمس سنوات، بمواصلة بحثه في رياضيات الارتياب مع مجموعة جديدة متنوعة من المتعاونين، منهم مهندسون وكيميائيون وعلماء أحياء.

البروفيسور راؤول تمبون، الباحث الرئيسي في مجموعة أبحاث الرقميات العشوائية (Stochastic Numerics Research Group).

شهادة حق على أهمية أبحاث جامعة الملك عبدالله

يأتي التعيين ليعني أن ثمّة مجموعة كبيرة ومتعددة الاختصاصات من المراجعين النظراء يؤمنون بضرورة الاعتراف بالبروفيسور تمبون كرائد عالمي في مجاله. وبرأي تمبون أن هذا دليل على أنّ التنفيذ الناجح لمبادرة جامعة الملك عبدالله الاستراتيجية لتقدير كمية الارتياب (SRI-UQ) قد ساهم بشكل كبير في نيله هذه الجائزة.

ويقول تمبون: "تعد هذه الجائزة تقديراً كبيراً لأعضاء هيئة تدريس جامعة الملك عبدالله الذين طوروا مجموعة كبيرة من نتائجهم العلمية في الجامعة". ويضيف: "من شأن الجائزة أن تعزّز الإنتاج العلمي لمجموعة أبحاث الرقميات العشوائية في الجامعة. ونحن نعتقد أن الرؤية الهائلة لهذه الأنشطة ستفيد كلاً من جامعة الملك عبدالله وجامعة RWTH، المؤسسة الألمانية المضيفة. كما أنها ستتيح التلاقح بين مجموعات الأبحاث الأوروبية ونظيراتها في كاوست، ما يعزز القدرة على اجتذاب المواهب إلى الجامعة".

العلوم التطبيقية لتقدير كمية الارتياب

قبل أن يركّز تمبون على الرياضيات، تدرّب في الأصل كمهندس ميكانيكي صناعي، وكان الدافع وراء تطبيقاته هو تطوير الدراسة النظرية نحو تحقيق أهداف ملموسة.

ويقول: "لديّ دائماً ما يشغلني في ذهني. مشكلة تحفزني. ورائع أن أكون عالم رياضيات، فهذا يسمح بممارسة تأثير فوري".

يتمثل أحد الجوانب البحثية التطبيقية لراؤول تمبون ومجموعته في العمل على مصادر الطاقة المتجددة. فالبيانات الكبيرة ومكونات النمذجة معنيّة بالقياس الكمي والتنبؤ بالطاقة الناتجة من طاقة الرياح والطاقة الشمسية.

ويشرح قائلاً: "التنبّؤات ليست مثالية أبداً. عندما يتعلق الأمر بالرياح مثلاً، قد يتغير الوضع بسرعة، في غضون ساعات أحياناً".

من خلال إدراك أن التنبؤات المتاحة ليست مثالية، يمكن للمحللين العدديين تطوير نظام للتنبؤ بمستوى الارتياب في تنبّؤات الرياح. بعد ذلك، يمكن استخدام نظام استمثال optimization system يشتمل على هذه التنبؤات المعززة لكي يساعد مرافق الكهرباء على تقليل تكلفة تلبية المتطلبات الحيوية من الطاقة. وفي الواقع فمع الاعتراف بوجود هامش ارتياب في التنبؤات تصبح القرارات المثلى الناتجة أكثر قوة، وفي المتوسط أقل تكلفة.

ويشير تمبون إلى أنه "في الأساس، فإن تقدير كمية الارتياب هو مظلة تشمل باحثين من تخصصات عديدة". ويضيف: "ما نفعله هو تطوير منهجية فعالة للحسابات المتعلقة بالمشاكل التي تخضع للارتياب".

الأبحاث العابرة للتخصصات

عملت مجموعة تمبون أيضاً على بحوث الاحتراق والتفاعلات الكيميائية. تعمل مجموعة أبحاث الرقميات العشوائية التابعة له مثلاً مع مجموعة علم الزلازل الحاسوبية في جامعة الملك عبدالله، والتابعة للبروفيسور مارتن ماي، على تطوير أساليب ارتياب حاسوبية لفهم مصدر الزلازل بشكل أفضل.

يقول تمبون: "يركز هذا المجال الحديث في الرياضيات التطبيقية على تحديد كمية الارتياب في التنبؤات الحسابية التي تتضمن آليات تتعلق بالطبيعة وبالتقنية، تنشأ مثلاً عن بارامترات مجهولة في نموذج المحاكاة وعن أخطاء قياس البيانات. ويكتسي هذا المجال بأهمية حاسمة في صنع القرار القائم على المحاكاة في العديد من التطبيقات، مثل إدارة الموارد المائية أو تحسين نظم الطاقة التي تتضمّن مكونات مهمّة من مصادر طاقة الرياح والطاقة الشمسية".

ويتطلع تمبون إلى العمل الوثيق مع مجموعته الجديدة من المتعاونين في ميادين تخصصية متنوعة، لمواصلة التقدم الذي أحرزه في مجالات التحليل العددي والتحكم الأمثل بالمعاملات العشوائية، وتقدير كمية الارتياب.

ويقول: "سأواصل العمل على التطوير المنهجي والرياضي لأساليب فعالة في الهندسة الحاسوبية وعلوم البيانات. إنها مواضيع بحث استراتيجية مهمة تؤثر على العديد من التطبيقات التكنولوجية والعلمية".