有人說(shuō),圓周率中蘊(yùn)含著宇宙的奧秘,也有人說(shuō),如果解開(kāi)了圓周率,就證明宇宙間沒(méi)有絕對(duì)的圓,以前很多科學(xué)家的理論就是錯(cuò)的,人類(lèi)將顛覆如今的認(rèn)知。
2011年,圓周率小數(shù)點(diǎn)被算到了10萬(wàn)億位。
2019年,圓周率小數(shù)點(diǎn)被算到了31.4萬(wàn)億位,至今仍在計(jì)算,圓周率是真正的無(wú)理數(shù),還是存在盡頭?為什么科學(xué)家如此執(zhí)著?
圓周率的發(fā)展歷史
關(guān)于圓周率,最早的記錄應(yīng)該是公元前2000多年前的古巴比倫,他們算出π=3.125,而古埃及認(rèn)為π=3.1605。
在我國(guó)最早的天文書(shū)籍中也提到過(guò)圓周率,“徑一周三”就是我國(guó)古代科學(xué)家提出的理念,也就是說(shuō),一個(gè)圓的周長(zhǎng),是直徑的3倍多一點(diǎn),至于“多一點(diǎn)”的具體數(shù)值,當(dāng)時(shí)不得而知。
西漢時(shí)期,其實(shí)已經(jīng)有大量學(xué)者開(kāi)始研究數(shù)學(xué)。
到了公元1世紀(jì),王莽找來(lái)劉歆讓他計(jì)算圓周率,劉歆在查閱相關(guān)典籍后,在銅斛的幫助下,他算出圓周率為3.1547。
雖然3.1547跟如今的π并沒(méi)有多準(zhǔn)確,但卻打破了“徑一周三”的純文字理論,開(kāi)始往數(shù)值化方向發(fā)展。
到了三國(guó)時(shí)期,數(shù)學(xué)家劉徽通過(guò)圓內(nèi)接正多邊形的面積來(lái)計(jì)算圓周率。
我國(guó)古代數(shù)學(xué)家在圓周率方面比較有代表性的當(dāng)屬祖沖之,他把圓周率算到了小數(shù)點(diǎn)后7個(gè)數(shù),也就是3.1415926。
當(dāng)然,在西方也有很多古數(shù)學(xué)家,例如阿基米德,他是在計(jì)算圓周率時(shí),采用的就是窮竭法。
簡(jiǎn)而言之就是通過(guò)外切跟內(nèi)接正多邊形來(lái)計(jì)算圓周率,阿基米德的數(shù)據(jù)來(lái)源于正96邊形,最后計(jì)算出的范圍是3.1408~3.1429的區(qū)間。
1610年,德國(guó)的魯?shù)婪颉し丁た埔羵愒诟F盡了大半生的時(shí)光后,終于計(jì)算出了正262邊形的周長(zhǎng),所以他成功將圓周率值后面的小數(shù)點(diǎn)計(jì)算到了35位,也被稱(chēng)為“魯?shù)婪驍?shù)”。
對(duì)于圓周率的計(jì)算,之前用的辦法有些“原始”,直到微積分的出現(xiàn)。
18世紀(jì)初,英國(guó)數(shù)學(xué)家梅欽用快速公式算法,成功將圓周率后的小數(shù)點(diǎn)算到了100位。
19世紀(jì)70年代,謝克斯花費(fèi)了15年,成功將圓周率小數(shù)點(diǎn)算到了707位,不出意外,這是目前人工計(jì)算圓周率的最高紀(jì)錄。
電子計(jì)算機(jī)的出現(xiàn),讓科學(xué)家看到了新的希望,他們開(kāi)始用計(jì)算機(jī)來(lái)計(jì)算圓周率,從1949年計(jì)算出的π小數(shù)點(diǎn)后的2037位,到如今的31.4萬(wàn)億位,電子計(jì)算機(jī)人在馬不停蹄的計(jì)算著。
經(jīng)過(guò)反復(fù)推理,科學(xué)家認(rèn)為圓周率就是一個(gè)無(wú)理數(shù),不管計(jì)算出小數(shù)點(diǎn)后幾百萬(wàn)億位也好,千百萬(wàn)萬(wàn)億位也罷,人類(lèi)永遠(yuǎn)也算不盡圓周率,可一旦算盡呢?
絕對(duì)意義上的圓還存在嗎?
當(dāng)我們看到一個(gè)正6邊形,一眼就能看出它跟圓的差距。
可如果是正12邊形呢?
它跟圓的視覺(jué)差距正在逐步縮小。
假設(shè)多邊形無(wú)限分割,那么它跟圓的差距是不是也在無(wú)限縮小呢?也就是無(wú)限趨于絕對(duì)的圓。
圓周率無(wú)法算盡的理論依據(jù)就是正多邊形無(wú)論分割多少次,本質(zhì)還是正多邊形,它跟真正的平滑曲線始終有著本質(zhì)區(qū)別,可如果圓周率被算盡,反過(guò)來(lái)說(shuō)明,真正的圓跟平滑曲線是不存在的。
那么以前只要涉及到圓跟平滑曲線的理論就都是錯(cuò)的,甚至還會(huì)影響當(dāng)代的集成電路、航天工程等領(lǐng)域。
圓周率已被算到31.4萬(wàn)億位,科學(xué)家如此執(zhí)著,到底為了什么?
1.密碼學(xué)領(lǐng)域的妙用
先來(lái)看看6位數(shù)的銀行卡密碼,也就是說(shuō),圓周率中是否包含所有從“000000”~“999999”的6位數(shù)?
靠人工一點(diǎn)點(diǎn)去找,顯然是天方夜譚,不過(guò)有科學(xué)家在借助計(jì)算機(jī)程序后,認(rèn)為要找到全部6位數(shù),在圓周率小數(shù)點(diǎn)后100萬(wàn)位中的概率是60%,如果小數(shù)點(diǎn)后的位數(shù)高達(dá)200萬(wàn),這個(gè)概率將提升到90%,再看如今圓周率小數(shù)點(diǎn)后的位數(shù),很顯然,圓周率中包含了所有銀行卡密碼數(shù)值。
8位數(shù)的生日同理,從1990-01-01至2021-07-25之間所有人的生日,都可以在圓周率小數(shù)點(diǎn)后額的10億位之內(nèi)被找到。
那么手機(jī)號(hào)碼呢?手機(jī)號(hào)可足足有11位數(shù)。
因?yàn)槭謾C(jī)號(hào)碼開(kāi)頭的1是固定的,所以只要找10000000000~19999999999之間的數(shù)字,通過(guò)科學(xué)家的推斷,圓周率后面的數(shù)值,確實(shí)可以包含所有人的手機(jī)號(hào)碼,但至少需要將圓周率后的小數(shù)點(diǎn)算到4606億位之后。
基于圓周率是無(wú)理數(shù),而且如今的超級(jí)計(jì)算機(jī)已經(jīng)算到了31.4萬(wàn)億位,所以圓周率小數(shù)點(diǎn)后的數(shù)值,確實(shí)包含所有人的手機(jī)號(hào)。
不管是6位數(shù)密碼、生日還是手機(jī)號(hào),其本質(zhì)就是一連串?dāng)?shù)字,如果從已有的特殊數(shù)字中再尋找數(shù)字,被計(jì)算機(jī)破譯的難度就比較低,而好的辦法就是隨機(jī)生成一組數(shù)字。
但如今很多程序在生成數(shù)字時(shí),并不能做到真正的隨機(jī),而據(jù)科學(xué)家研究,圓周率在震蕩方向上是具備隨機(jī)性的,也就是說(shuō),通過(guò)圓周率來(lái)生成的密碼,安全程度相對(duì)較高一些。
2.檢驗(yàn)各大數(shù)學(xué)方程式的優(yōu)劣
在我國(guó)古代,計(jì)算圓周率的方法為“割圓術(shù)”,而現(xiàn)代的計(jì)算方式主要以無(wú)窮級(jí)數(shù)為主,這就涉及到了大量不同的公式。
我們假設(shè)在電腦上提前設(shè)定好幾個(gè)方程式,然后用計(jì)算機(jī)將圓周率運(yùn)算是小數(shù)點(diǎn)后1萬(wàn)位,看看各大公式所耗費(fèi)的時(shí)間為多少。
據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表示,斯托默的公式用了8小時(shí)43分鐘,而高斯的公式用了8小時(shí)零1分鐘,這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)起碼能說(shuō)明,高斯公式在計(jì)算圓周率方面,比斯托默公式來(lái)的更加快捷。
3.用來(lái)測(cè)試一臺(tái)計(jì)算機(jī)的性能
如今很多專(zhuān)家想要知道一臺(tái)計(jì)算機(jī)性能的好壞,他們會(huì)采用“計(jì)算圓周率”的方式,比如有兩臺(tái)計(jì)算機(jī),讓它們分別計(jì)算圓周率,在相同公式下,誰(shuí)計(jì)算的更快更準(zhǔn),那就證明性能就越好。
而且計(jì)算圓周率還能幫助計(jì)算機(jī)找到BUG,例如1986年CR-AR2型號(hào)計(jì)算機(jī)就因?yàn)樵谟?jì)算過(guò)程中出錯(cuò)了,最后才找到了設(shè)計(jì)上的BUG。
此外,也有人相信,如今的數(shù)學(xué)理論不一定是正確的,萬(wàn)一在未來(lái)的哪一天,圓周率真的被算盡了,那么之前用到圓周率的宇宙學(xué),在熱力學(xué),力學(xué)和電磁學(xué)等等,都會(huì)有不同程度的錯(cuò)誤。
就拿宇宙學(xué)舉例,如果圓周率發(fā)生變化,那么通過(guò)計(jì)算得出的宇宙起源時(shí)間,也會(huì)隨之變化,而且在廣義相對(duì)論著名的引力場(chǎng)方程中,也有圓周率的存在,所以看似毫無(wú)意義的計(jì)算,實(shí)則沒(méi)這么簡(jiǎn)單。
你認(rèn)為呢?
圓周率的計(jì)算跟每個(gè)人息息相關(guān),你的銀行卡密碼,你的手機(jī)號(hào)碼都與圓周率脫不了關(guān)系,關(guān)于圓周率還有神奇的故事。
有人說(shuō)圓周率中蘊(yùn)含著世界上最美的方程式,宇宙的奧秘與圓周率也有著千絲萬(wàn)縷的關(guān)系。也有人說(shuō),圓周率不屬于三維世界,或許是來(lái)自于另一個(gè)空間。
作為一個(gè)數(shù)學(xué)符號(hào),圓周率是最為神秘、最有趣、最為吸引人的一個(gè)。下面我們就來(lái)講一講,為什么科學(xué)家會(huì)如此執(zhí)著于圓周率的計(jì)算?與圓周率有關(guān),還有幾個(gè)神秘的傳說(shuō)。
圓周率的數(shù)學(xué)符號(hào)為π,它是一個(gè)希臘語(yǔ)“周長(zhǎng)”的開(kāi)頭字母。表示的意思就是圓的周長(zhǎng)與直徑之間的關(guān)系。這個(gè)字母從誕生到推廣使用,歷經(jīng)了300多年的歷史。
但對(duì)于圓周率的計(jì)算可以追溯到更早的時(shí)期。我們看起來(lái)圓就是一個(gè)沒(méi)有角的圖形,可是不少數(shù)學(xué)家認(rèn)為圓沒(méi)有角,也許并不準(zhǔn)確,可能圓有無(wú)限多個(gè)角,這真是顛覆了我們的認(rèn)知。
人類(lèi)對(duì)于圓周率的計(jì)算,最早來(lái)源于偉大的科學(xué)家阿基米德。據(jù)說(shuō)當(dāng)羅馬兵占領(lǐng)希臘城的時(shí)候,阿基米德正在全神貫注的計(jì)算數(shù)學(xué)。
完全沒(méi)有注意身邊的羅馬士兵,其中一個(gè)士兵走上去看看,阿基米德用希臘語(yǔ)大聲喊道:“不要碰我的圓圈。”羅馬士兵被阿基米德呵斥,十分惱火,手起刀落砍了他的頭。
這個(gè)故事為許多人熟知,那時(shí)候阿基米德就是在計(jì)算著π的數(shù)值,他是通過(guò)正多邊形的幾何算法來(lái)計(jì)算的。只是很可惜,那時(shí)候他還沒(méi)有完成他的計(jì)算,就魂歸天堂。
π這個(gè)符號(hào)出現(xiàn)在圣經(jīng)里,它的數(shù)值為3,曹魏時(shí)期,我國(guó)的著名數(shù)學(xué)家劉徽成功把π的數(shù)值計(jì)算到了3.1416。
后來(lái)到了公元480年,我國(guó)著名的數(shù)學(xué)家祖沖之,他利用的是切割圓的方法,把圓切割成多個(gè)多邊形,從192邊形切割到3072邊形,最終他得到了π約等于355除以113,轉(zhuǎn)化成小數(shù)的數(shù)值就是3.141592920。
德國(guó)的科學(xué)家魯?shù)婪蛞簧写蟛糠值臅r(shí)間都花在了計(jì)算圓周率上,他把圓周率的精確數(shù)值計(jì)算到小數(shù)點(diǎn)后第36位。
英國(guó)一位業(yè)余的科學(xué)家威廉,他花費(fèi)多年的時(shí)間采用手工計(jì)算的方法計(jì)算圓周率,一直計(jì)算到707位,可是因?yàn)樵诘?27位的時(shí)候發(fā)生了一個(gè)錯(cuò)誤,所以他最大的貢獻(xiàn)是把圓周率計(jì)算到小數(shù)點(diǎn)后526位。
后來(lái)歷代科學(xué)家總有人癡迷對(duì)圓周率的計(jì)算,直到現(xiàn)代計(jì)算機(jī)時(shí)代,人們利用超級(jí)計(jì)算機(jī)來(lái)計(jì)算圓周率,把圓周率的位數(shù)計(jì)算到了10萬(wàn)億位,這是相當(dāng)了不起的成就。
后來(lái)人們把3月14日規(guī)定為圓周率日,2019年的圓周率日這幾天,一位計(jì)算機(jī)的愛(ài)好者利用超級(jí)計(jì)算機(jī)計(jì)算圓周率刷新的世界紀(jì)錄。圓周率的數(shù)值被計(jì)算到了31.4萬(wàn)億位。
今年的8月17日,瑞典的研究人員利用計(jì)算機(jī)成功地把圓周率的計(jì)算數(shù)位計(jì)算到62.8萬(wàn)億位,再一次創(chuàng)下了新的世界紀(jì)錄。
人們?nèi)绱藞?zhí)著計(jì)算圓周率的數(shù)值是有著特殊的情結(jié)。
關(guān)于圓周率有幾個(gè)有趣的傳說(shuō)。在科幻小說(shuō)里,科學(xué)家用11進(jìn)制的方法來(lái)解析π,他們竭盡一生計(jì)算π的數(shù)值,可是到最后變成了一連串0和1,有人說(shuō)那里面蘊(yùn)含了造物主的密碼信息。
有人把圓周率小數(shù)點(diǎn)后144位數(shù)字加起來(lái),總和是666,在西方文化里,666表示的是魔鬼的數(shù)字,所以有人認(rèn)為對(duì)圓周率的計(jì)算到最后可能會(huì)陷入瘋魔的境地。
幾個(gè)世紀(jì)以來(lái),埃及的考古學(xué)家發(fā)現(xiàn)了胡夫金字塔中居然隱藏著圓周率之謎,他們發(fā)現(xiàn)這個(gè)金字塔的塔基周長(zhǎng)和它的高的比例與2π的之間數(shù)值的距離相似度達(dá)到了99.95%。
有人神奇地發(fā)現(xiàn),圓周率日3月14日竟然跟兩個(gè)名人的生辰和忌日有關(guān)。它是偉大的科學(xué)家愛(ài)因斯坦的出生日期,也是英國(guó)宇宙學(xué)家霍金和德國(guó)思想家馬克思的忌日。這些都僅僅是人們的猜想和通過(guò)計(jì)算圓周率的數(shù)值的過(guò)程所得出來(lái)的有趣總結(jié)。
那么,科學(xué)家為什么要執(zhí)著計(jì)算圓周率呢?是因?yàn)樗_實(shí)很重要。
1、檢驗(yàn)計(jì)算機(jī)的性能
我們知道現(xiàn)在是計(jì)算機(jī)的時(shí)代,計(jì)算機(jī)更新?lián)Q代速度十分快速,我們應(yīng)該怎么樣來(lái)檢驗(yàn)一臺(tái)計(jì)算機(jī)的性能呢?又如何衡量一臺(tái)計(jì)算機(jī)更新升級(jí)的速度?那么通過(guò)計(jì)算圓周率就可以得出結(jié)論了。
一臺(tái)計(jì)算機(jī)計(jì)算圓周率的數(shù)位越多,時(shí)間越短,說(shuō)明它的性能越好。超級(jí)計(jì)算機(jī)在社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域中得到廣泛的應(yīng)用,一臺(tái)性能好的超級(jí)計(jì)算機(jī),更是成為科研領(lǐng)域里的熊貓。
所以,計(jì)算圓周率的第一個(gè)好處是可以檢驗(yàn)計(jì)算機(jī)的性能。
2、發(fā)現(xiàn)計(jì)算機(jī)的bug
計(jì)算機(jī)的軟硬件中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)一些bug,有些計(jì)算機(jī)的bug隱藏得十分隱秘,經(jīng)常很難被發(fā)現(xiàn)。
這時(shí)圓周率就可以派上用場(chǎng)了,用這臺(tái)計(jì)算機(jī)來(lái)計(jì)算圓周率就很有可能檢測(cè)到計(jì)算機(jī)的 bug,當(dāng)年英特爾的奔騰系列處理器就是使用這樣的方法找出bug的。
3、利用圓周率數(shù)字來(lái)設(shè)置密碼
科學(xué)家通過(guò)計(jì)算發(fā)現(xiàn),圓周率的數(shù)值是一個(gè)無(wú)限不循環(huán)的小數(shù),它的數(shù)字組合是隨機(jī)出現(xiàn)的,在100萬(wàn)個(gè)數(shù)位中,竟然沒(méi)有出現(xiàn)123456的數(shù)字組合。不過(guò)12345的組合卻出現(xiàn)了八次。
圓周率的數(shù)位數(shù)字從0到9,每一個(gè)數(shù)字出現(xiàn)的次數(shù)是不一樣的,數(shù)字與數(shù)字之間的組合是沒(méi)有任何規(guī)律可循的。這樣的情況非常符合密碼的設(shè)置規(guī)律。
如今是信息時(shí)代,個(gè)人信息的保密十分重要,密碼學(xué)由此誕生了。經(jīng)常上網(wǎng)的人就知道每隔一段時(shí)間某些軟件或者系統(tǒng)就會(huì)要求我們修改自己以前使用的密碼。
最開(kāi)始密碼都是由純數(shù)字構(gòu)成的,從六位數(shù)一直增加到十幾位數(shù),后來(lái)發(fā)現(xiàn)這樣純數(shù)字的數(shù)字組合還不夠嚴(yán)謹(jǐn),于是就添加了數(shù)字與字母符號(hào)的組合。
無(wú)論是哪種方法的密碼設(shè)置,都離不開(kāi)數(shù)字,最開(kāi)始科學(xué)家想到的也是圓周率,他們認(rèn)為可以用數(shù)字中隨機(jī)出現(xiàn)的數(shù)字對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加密,用圓周率中的數(shù)字來(lái)加密安全性非常高。
4、打開(kāi)新的科學(xué)之門(mén)
如今,科學(xué)發(fā)展日新月異,信息時(shí)代瞬息萬(wàn)變,我們不知道十年以后社會(huì)會(huì)發(fā)展到什么樣的狀況,不過(guò)我們知道圓周率小數(shù)點(diǎn)后的數(shù)字會(huì)被廣泛被利用。
它可以用在現(xiàn)在的芯片領(lǐng)域,給人類(lèi)的科技發(fā)展做出突出的貢獻(xiàn)。也可以用在量子力學(xué)中,比如2015年美國(guó)的科學(xué)家在氫原子能級(jí)的量子力學(xué)計(jì)算中,就發(fā)現(xiàn)了與圓周率有著高度相似的計(jì)算公式,這意味著在高端的科學(xué)領(lǐng)域里,也有圓周率的身影。
5、圓周率包含了任何人的出生年月和手機(jī)號(hào)碼
因?yàn)閳A周率是無(wú)限不循環(huán)的小數(shù),數(shù)字出現(xiàn)呈現(xiàn)出隨機(jī)的特點(diǎn),有人對(duì)圓周率的數(shù)字進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn),任意輸入一個(gè)人的出生年月,都可以在圓周率中找出來(lái)相應(yīng)的數(shù)字組合,比如1962年9月5日,就可以在圓周率中找到19620905。
還有人說(shuō)圓周率幾乎包括了人類(lèi)所有的信息,包括每個(gè)人所用的11位數(shù)字組成的手機(jī)號(hào)碼,所有人的銀行卡密碼。
圓周率后來(lái)還被用來(lái)檢驗(yàn)一個(gè)人的記憶能力,世界上就舉辦了多種圓周率背誦比賽,不少人已經(jīng)突破了人類(lèi)的記憶極限。
圓周率的數(shù)值是十分神秘而有趣的,里面可能蘊(yùn)含著宇宙的秘密,愛(ài)因斯坦曾經(jīng)說(shuō)過(guò):如果把圓周率算盡,地球宇宙,銀河系統(tǒng)都要?dú)纭?/p>
圓周率很迷人,是因?yàn)樗鼰o(wú)窮無(wú)盡,就如宇宙的邊緣一樣,無(wú)邊無(wú)際。如果有一天圓周率真的能被算盡,那么,人類(lèi)幾千年所建立的一切可能被推倒重來(lái),我們所建立起來(lái)的復(fù)雜龐大的數(shù)學(xué)和物理體系,可能會(huì)分崩離析。
結(jié)語(yǔ):
說(shuō)到底圓周率不僅是一個(gè)數(shù)字,更是一個(gè)哲理的存在,里面或許蘊(yùn)含著天體運(yùn)行的自然規(guī)律,又或者是跟四維空間有著千絲萬(wàn)縷的關(guān)系。
自然界的運(yùn)行存在著一定的法則和規(guī)律,人與自然都要和諧相處,就如圓周率在3.1415926到3.1415927之間一樣,它是有規(guī)律而和諧的存在著。
對(duì)于圓周率的執(zhí)著追求還體現(xiàn)了人類(lèi)孜孜不倦的求知步伐,或許未來(lái)的某一天,我們?cè)趫A周率計(jì)算中又有新的驚人發(fā)現(xiàn)。
2019年3月14日,谷歌宣布圓周率現(xiàn)已計(jì)算到小數(shù)點(diǎn)后31.4萬(wàn)億位。那么,科學(xué)家如此執(zhí)著,到底為了什么?
圓周率(Pi)是圓的周長(zhǎng)與直徑的比值,一般用希臘字母π表示,是一個(gè)在數(shù)學(xué)及物理學(xué)中普遍存在的數(shù)學(xué)常數(shù)。π也等于圓形之面積與半徑平方之比。是精確計(jì)算圓周長(zhǎng)、圓面積、球體積等幾何形狀的關(guān)鍵值 。
在我們現(xiàn)實(shí)生活,實(shí)際應(yīng)用中,圓周率一般取3.14就可以了。當(dāng)然對(duì)于科學(xué)家們來(lái)說(shuō)π是在3.1415926和3.1415927之間的一個(gè)數(shù)字是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。
以前的人計(jì)算圓周率,是要探究圓周率是否循環(huán)小數(shù)。1965年,英國(guó)數(shù)學(xué)家約翰·沃利斯出版了一本數(shù)學(xué)專(zhuān)著,其中他推導(dǎo)出一個(gè)公式,發(fā)現(xiàn)圓周率等于無(wú)窮個(gè)分?jǐn)?shù)相乘的積。自從1761年蘭伯特證明了圓周率是無(wú)理數(shù)。1882年林德曼證明了圓周率是超越數(shù)后,圓周率的神秘面紗就被揭開(kāi)了。
為了算盡圓周率,許多科學(xué)家特別執(zhí)著的都在努力。在計(jì)算機(jī)沒(méi)有出現(xiàn)之前,數(shù)學(xué)家們靠手算,經(jīng)過(guò)努力將它算到了528位,這是計(jì)算機(jī)沒(méi)有出現(xiàn)之前人類(lèi)的最高紀(jì)錄。隨著人類(lèi)科技的快速發(fā)展,計(jì)算機(jī)橫空出世,它的到來(lái)讓數(shù)字計(jì)算邁上了新臺(tái)階,1949年時(shí),可以算至小數(shù)點(diǎn)后2037位。到了1973年可以算到100萬(wàn)位,1987算至1億位,到了2002年1萬(wàn)億位。到了2011年,已經(jīng)超過(guò)了10萬(wàn)億位。幾十年來(lái),計(jì)算機(jī)不斷更新升級(jí),創(chuàng)造的一個(gè)又一記錄。最令人震驚的是2019年3月14日,谷歌直接宣布圓周率現(xiàn)已計(jì)算到小數(shù)點(diǎn)后31.4萬(wàn)億位。
當(dāng)然圓周率計(jì)算到31.4萬(wàn)億位依然不是π這個(gè)字母的終點(diǎn),今后還會(huì)有奇跡出現(xiàn),讓我們拭目以待吧。那么圓周率是如何發(fā)現(xiàn)的呢?從有記載史來(lái)年看,中國(guó)古算書(shū)《周髀算經(jīng)》(約公元前2世紀(jì))中就有圓周率的記載。到了公元480年左右,南北朝時(shí)期的杰出數(shù)學(xué)家祖沖之便癡迷于π,為探索π的奧秘,祖沖之奮筆疾書(shū),廢寢忘食,一心撲在數(shù)理研究上。他在劉徽開(kāi)創(chuàng)的探索圓周率的精確方法的基礎(chǔ)上,首次將“圓周率”精算到小數(shù)第七位,他的科研成果讓世界為之震撼,也為后世研究π奠定了堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。祖沖之對(duì)圓周率數(shù)值的精確推算值,對(duì)于中國(guó)乃至世界是一個(gè)重大貢獻(xiàn),后人將“約率”用他的名字命名為“祖沖之圓周率”,簡(jiǎn)稱(chēng)“祖率”。直到16世紀(jì),阿拉伯?dāng)?shù)學(xué)家阿爾·卡西才打破了這一紀(jì)錄。
人類(lèi)的記憶也是無(wú)限的,對(duì)于背誦圓周率位數(shù)不斷刷新。世界上背誦圓周率最多的人:日本人原口證,背誦到圓周率小數(shù)后第100000位數(shù)。我國(guó)的西北農(nóng)林科技大學(xué)碩士研究生呂超,不間斷無(wú)差錯(cuò)地背誦圓周率至小數(shù)點(diǎn)后67890位,成為了中國(guó)第一人。
隨著科技發(fā)展,科學(xué)家對(duì)圓周率的不斷深入研究,甚至是空間和時(shí)間的奧秘。它已不僅僅是一個(gè)數(shù)字那么簡(jiǎn)單,有科學(xué)家認(rèn)為它可能背后隱藏著一個(gè)更大的奧秘,關(guān)乎人類(lèi)文明未來(lái)的命運(yùn)。無(wú)獨(dú)有偶,例如數(shù)學(xué)家目前只證明了圓周率在二進(jìn)制的情況下是正規(guī)數(shù),但是我們?nèi)匀辉趫A周率中有了一些重大發(fā)現(xiàn)。例如:在圓周率小數(shù)點(diǎn)后第82267377位,找到了19491001這個(gè)數(shù)字,它是我國(guó)我國(guó)舉行開(kāi)國(guó)大典的日子。在小數(shù)點(diǎn)后95198109位找到了20031015,它是神舟五號(hào)升空日。在129003819位找到了20080808,它是北京舉辦奧運(yùn)會(huì)開(kāi)幕式的日子??茖W(xué)家也無(wú)法解釋這些現(xiàn)象,說(shuō)是巧合但是也太巧了吧。
而也有人認(rèn)為,圓周率有可能蘊(yùn)含著宇宙的奧秘,只要我們能夠?qū)⑺耆平?,或許就可以揭開(kāi)宇宙的一部分的真相。
個(gè)人觀點(diǎn),謝謝閱讀。
再怎么算到無(wú)窮無(wú)盡的位數(shù),都是3.1415926到3.1415927之間,算得再多,有用嗎?誤差無(wú)處不在
據(jù)說(shuō)想找到3和4之間的整數(shù)。找到之后可以打開(kāi)另一個(gè)維度空間。
兀是二維和三維甚至四維的一個(gè)臨界值,在一維數(shù)軸上無(wú)法表示,表現(xiàn)出來(lái)就是無(wú)限不循環(huán),就像根號(hào)二是一個(gè)二維數(shù),無(wú)法在一維數(shù)軸上表示,因?yàn)槎S信息丟失,如果放到二維上表示出來(lái)非常簡(jiǎn)單,就是(1,1),兀是一個(gè)高維數(shù),是一個(gè)臨界值,在低維度無(wú)法表示,如果在高維上表示出來(lái),就打開(kāi)了維度之門(mén)。
圓從宇宙開(kāi)始開(kāi)始,
那奇點(diǎn)從一次擴(kuò)張,
就開(kāi)始畫(huà)一個(gè)個(gè)圓圈,
直到一天它不再膨脹,
兀就此中止,
再長(zhǎng)的3.14也沒(méi)意義,
就象你坐望萬(wàn)千天地,
也不過(guò)一碗飯一張嘴,
就能喂飽你的空虛,
懵懵懂懂不再思考兀的問(wèn)題。
人類(lèi)的超級(jí)計(jì)算機(jī)鍥而不舍地計(jì)算圓周率,一方面是為了測(cè)試超級(jí)計(jì)算機(jī)的性能,因?yàn)樵诠潭〞r(shí)間內(nèi),計(jì)算出的小數(shù)點(diǎn)位數(shù)越多越精確,說(shuō)明超級(jí)計(jì)算機(jī)的性能越優(yōu)越。
另一方面也是科學(xué)實(shí)驗(yàn)的需要,比如在航天領(lǐng)域、物理學(xué)研究領(lǐng)域等,對(duì)于數(shù)據(jù)精度、儀器的靈敏度都有極高的要求。
現(xiàn)在許多人也通過(guò)記憶圓周率小數(shù)點(diǎn)后面的數(shù)字來(lái)鍛煉人的記憶力,相關(guān)的比賽也是常有的。
一個(gè)園只要畫(huà)出來(lái),只要真實(shí)存在,就有內(nèi)徑和外徑,而且內(nèi)徑和外徑只能無(wú)限接近,不能相等,相等了,園就不存在了!外徑減去內(nèi)徑=無(wú)窮小時(shí),才有真正意義上的周長(zhǎng),否則這個(gè)周長(zhǎng)是接不上的(有縫隙的,或者說(shuō)不真正存在的)!因?yàn)橹睆胶椭荛L(zhǎng)之間的換算有一個(gè)無(wú)窮小的參與,所以他們之間的關(guān)系一定是算不盡的!
你敢相信,建造于公元前2500年左右的胡夫金字塔和圓周率有關(guān)。
圓周率之所以現(xiàn)在還在計(jì)算,是因?yàn)槲覀兪冀K抱著一顆好奇之心來(lái)判斷圓周率能否被算到盡頭。
但是如果圓周率被算到盡頭的話,那這個(gè)后果絕大多數(shù)人都承擔(dān)不起。
從實(shí)用性的角度出發(fā),圓周率計(jì)算到第32位左右的時(shí)候,基本就可以不用再計(jì)算了。當(dāng)然原則上來(lái)說(shuō)計(jì)算到39位更好一些,但是現(xiàn)階段我們已經(jīng)把圓周率無(wú)限度地往外推展,甚至各個(gè)國(guó)家的科學(xué)家都拼了命地去創(chuàng)作,目的就是為了看一看誰(shuí)的圓周率能夠計(jì)算得更多更遠(yuǎn)。
為什么?
這背后自然而然會(huì)有一番利益較量,但在此之前我們一定要明白圓周率是怎么來(lái)的,也就是那個(gè)“派”究竟是什么意思?
在很早以前,人類(lèi)就意識(shí)到大自然中有一個(gè)數(shù)字非常的神奇,這個(gè)數(shù)字甚至能夠左右人類(lèi)的命運(yùn)。所以數(shù)不清的科學(xué)家前赴后繼的目的就是為了探尋這個(gè)數(shù)字究竟是什么?
于是在公元前1900年到公元前1600年左右在一塊古巴比倫石匾上,清楚地記載了圓周率的大小,只不過(guò)這個(gè)記載并不準(zhǔn)確是25:8,通過(guò)計(jì)算我們得出來(lái)它的準(zhǔn)確值是3.125。
在同一時(shí)期,我們又找到了古埃及的文物,在一個(gè)地方記載了圓周率是16:9的平方,而這個(gè)數(shù)字計(jì)算出來(lái)之后是3.1605。雖然說(shuō)這兩個(gè)數(shù)據(jù)與真實(shí)數(shù)據(jù)3.1415926......有點(diǎn)天差地別,但是那個(gè)年代能夠發(fā)現(xiàn)圓周率,而且對(duì)圓周率做了一個(gè)預(yù)估值,已經(jīng)是非常了不得了。
更可怕的是一些科學(xué)家和歷史學(xué)家詭異的發(fā)現(xiàn),埃及人仿佛在很早之前就已經(jīng)知道圓周率。
比如英國(guó)作家就曾經(jīng)說(shuō)過(guò),埃及造出來(lái)的金字塔,尤其是公元前2500年左右的胡夫金字塔和圓周率好像有關(guān)系,比如金字塔的周長(zhǎng)和高度之比等于圓周率的兩倍。而這個(gè)圓周率的兩倍就是圓的周長(zhǎng)與半徑之間的比值。
伴隨著時(shí)間的延續(xù),在公元前800年到公元前600年的時(shí)候,對(duì)于圓周率的計(jì)算似乎更加精確了,古印度第1本數(shù)據(jù)當(dāng)中表示圓周率等于339÷108月=3.139。
阿基米德對(duì)于圓周率的貢獻(xiàn)在古希臘時(shí)期,各種各樣的數(shù)學(xué)家層出不窮,幾乎在短時(shí)間之內(nèi)推動(dòng)了古希臘數(shù)學(xué)的飛速發(fā)展,而阿基米德正是其中的佼佼者之一。
理論上來(lái)說(shuō),阿基米德也開(kāi)創(chuàng)了人類(lèi)歷史上通過(guò)理論計(jì)算圓周率近似值的先河。
他是這樣計(jì)算的,這個(gè)算術(shù)方法至今仍然出現(xiàn)在我們的課本當(dāng)中,它就是割圓術(shù)。
這個(gè)方法計(jì)算的頗為復(fù)雜,簡(jiǎn)單地講就是通過(guò)計(jì)算圓內(nèi)接的一個(gè)正96邊形和外接的一個(gè)正96邊形的周長(zhǎng),以此來(lái)估算圓的準(zhǔn)確周長(zhǎng),再之后通過(guò)一系列的數(shù)學(xué)簡(jiǎn)單計(jì)算,得出圓周率的下限為223÷ 71。
這個(gè)一個(gè)了不得的數(shù)據(jù),為什么?
因?yàn)槲覀兺ㄟ^(guò)對(duì)這個(gè)數(shù)據(jù)的計(jì)算,最終得出來(lái)的結(jié)果是3.1408,和3.1415926已經(jīng)不太遠(yuǎn)了,而通過(guò)這個(gè)方法得出來(lái)的上限數(shù)值是22÷7,也就是3.1429,這兩個(gè)數(shù)據(jù)之間有一個(gè)圓周率,那個(gè)圓周率我們叫做“派”。
緊隨其后的700多年時(shí)間里面,又有一位科學(xué)家,準(zhǔn)確地說(shuō)是數(shù)學(xué)家把圓周率的計(jì)算再一次往前推進(jìn),那位數(shù)學(xué)家就是我國(guó)的祖沖之。
最終通過(guò)外切和內(nèi)接正多邊形計(jì)算到了12288邊形,與此同時(shí)把圓周率的準(zhǔn)確數(shù)值也推到了7位以后,這個(gè)數(shù)據(jù)記錄直接保持了近千年。
我們要注意,在那個(gè)時(shí)候我們可能壓根就沒(méi)有圓周率這個(gè)概念,更多的是通過(guò)對(duì)于數(shù)字,對(duì)于模型,對(duì)于周長(zhǎng),對(duì)于編程的層出不窮的計(jì)算,通過(guò)這些計(jì)算最終得出來(lái)的一個(gè)圓周率,現(xiàn)階段科學(xué)家對(duì)于圓周率的癡迷程度似乎比古代有過(guò)之而無(wú)不及。
計(jì)算機(jī)時(shí)代的圓周率變化。
當(dāng)美國(guó)制造了世界上第1部電腦之后,圓周率就發(fā)生了翻天覆地的變化,自此開(kāi)始圓周率的計(jì)算不需要人為過(guò)多參與,只需要通過(guò)計(jì)算機(jī)不間斷的進(jìn)行計(jì)算再計(jì)算即可。
比如在1950年的時(shí)候,一些科學(xué)家通過(guò)利用電腦計(jì)算出來(lái)了圓周率的2037位,而計(jì)算到了這個(gè)位數(shù),也僅僅是用了70個(gè)小時(shí)而已,如果我們把這些小時(shí)換算成時(shí)間,差不多兩分鐘就能夠算出一位數(shù)來(lái)。
再之后圓周率的計(jì)算可以說(shuō)是坐著火箭往上飛,速度越來(lái)越快,比如5年之后通過(guò)13分鐘的簡(jiǎn)單計(jì)算,就計(jì)算出來(lái)了圓周率的3089個(gè)小數(shù)位。
而世界上第1個(gè)計(jì)算出圓周率100萬(wàn)小數(shù)位的時(shí)間節(jié)點(diǎn)是在1973年,這個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)也僅僅是時(shí)間節(jié)點(diǎn)而已,而在1976年的時(shí)候,一條新型公式出現(xiàn)這條公式的目的就是為了計(jì)算圓周率。
在2010年的時(shí)候,日本的計(jì)算機(jī)奇才通過(guò)計(jì)算機(jī)和云計(jì)算的結(jié)合計(jì)算出來(lái)了圓周率的50,000億位。
在之后的數(shù)據(jù)還有很多,但是我們似乎再也沒(méi)有敘述的必要了。
因?yàn)槔碚撋蟻?lái)說(shuō),當(dāng)下階段只要能夠保證計(jì)算機(jī)一直在運(yùn)行,那么圓周率的計(jì)算方式也將會(huì)一直不斷地往前突破,甚至如果科技達(dá)到一定的巔峰值,我們可以讓電腦自動(dòng)計(jì)算圓周率,然后自動(dòng)結(jié)再自動(dòng)計(jì)算,在自動(dòng)更新迭代持續(xù)不斷下去。
那么有人就問(wèn)了,圓周率計(jì)算到現(xiàn)在有什么用嗎?
有用好像也沒(méi)有什么大用,唯一有用的可能就是為了看一下誰(shuí)在國(guó)際上的影響力更大或者誰(shuí)的計(jì)算機(jī)更厲害,但更多的是仍然有一部分人在期待著看看有沒(méi)有什么奇跡出現(xiàn)。
圓周率究竟是一個(gè)重復(fù)不循環(huán)的數(shù)據(jù),還是說(shuō)一直不循環(huán)下去?在未來(lái)的某個(gè)時(shí)間階段里能否算到盡頭,還是說(shuō)算不到盡頭?
大家其實(shí)也不妨在評(píng)論區(qū)評(píng)論一下,來(lái)看看圓周率究竟有沒(méi)有算到盡頭的那一天。
咱們不妨大膽揣測(cè)一下,但我在揣測(cè)之前請(qǐng)容許我說(shuō)一組數(shù)據(jù),在2021年的8月18日,瑞士研究人員通過(guò)超級(jí)計(jì)算機(jī),經(jīng)過(guò)了整整108天的時(shí)間,將圓周率計(jì)算到了62.80,000億位,這個(gè)數(shù)據(jù)創(chuàng)下了迄今為止最精確的記錄。
在之后我們來(lái)講一下圓周率它的本質(zhì)是什么,當(dāng)然這一點(diǎn)需要很高深的科學(xué)家或者研究學(xué)家來(lái)講,所以我在這里只能是關(guān)公面前耍大刀賣(mài)弄一下,我也無(wú)法保證我說(shuō)的100%正確,大家當(dāng)個(gè)樂(lè)和來(lái)看一看就行。圓周率通過(guò)計(jì)算來(lái)判斷是否有盡頭,其本質(zhì)上來(lái)說(shuō)就是一個(gè)正多邊形在切割多次之后仍然是正多邊形還是平滑的曲線。
我們不妨想象一下圓周率是怎么得出來(lái)的,在圓內(nèi)畫(huà)一個(gè)多邊形對(duì)不對(duì)?
那如果說(shuō)最終得出來(lái)的結(jié)論是有一個(gè)終點(diǎn)值,也就是最終能夠得出一個(gè)最為精確的能夠計(jì)算在盡的數(shù)值,那是否能夠說(shuō)明這個(gè)世界上壓根就不存在圓周率。
當(dāng)然我們只是假設(shè)而已,而且這個(gè)假設(shè)也只是我的胡說(shuō)八道而已,大家看個(gè)熱鬧就行,但是我們?nèi)绻J(rèn)為剛才那一條理論假設(shè)成立的話會(huì)發(fā)生什么?
這就意味著我們包括現(xiàn)階段的物理數(shù)據(jù),以及與物理書(shū)籍相關(guān)的其他書(shū)籍,可能都需要發(fā)生某些莫名其妙地變動(dòng),而這些變動(dòng)遠(yuǎn)不是我們當(dāng)下階段能夠掌控的。
而現(xiàn)階段對(duì)于圓周率仍然在計(jì)算,無(wú)非就是從以下3點(diǎn)的角度出發(fā)考量。
第1點(diǎn):來(lái)判斷一下計(jì)算機(jī)的性能。
畢竟圓周率的計(jì)算需要耗時(shí)多天,自己研究出來(lái)一個(gè)超大型計(jì)算機(jī),計(jì)算機(jī)的性能怎么樣呀?不會(huì)研究一會(huì)計(jì)算機(jī)自己著了吧,那既然如此,直接把圓周率丟進(jìn)去,讓計(jì)算機(jī)自己搗鼓去,通過(guò)研究圓周率來(lái)判斷這個(gè)計(jì)算機(jī)的性能,同時(shí)進(jìn)一步甄別判斷看看這個(gè)計(jì)算機(jī)能否有在改進(jìn)的空間。
第2點(diǎn):密碼學(xué)領(lǐng)域。
之前有人就說(shuō)了,你的生日,你的幸運(yùn)數(shù)字,甚至你能夠想到的任何一個(gè)莫名其妙的數(shù)字,都在圓周率里面。只要圓周率是一個(gè)無(wú)限不循環(huán)的數(shù)字,就能夠滿足我們對(duì)于任何數(shù)字的所有訴求。
如果這是真的,大家能理解把圓周率運(yùn)用在密碼學(xué)當(dāng)中,究竟有多么可怕的威力嗎?
具體的威力我就不多講了,因?yàn)檫@一塊又涉及到另一個(gè)專(zhuān)業(yè)的領(lǐng)域知識(shí),但是大家不妨想象一下。
第3點(diǎn):名氣問(wèn)題。
說(shuō)白了,圓周率計(jì)算到現(xiàn)在,大家比拼的并不是說(shuō)能不能把圓周率算盡,或者說(shuō)能不能把圓周率算出個(gè)什么巧妙之處來(lái)。
就目前來(lái)看,短期之內(nèi)好像也發(fā)生不了什么翻天覆地的變化。大家唯一所希望的就是來(lái)看一下究竟哪個(gè)國(guó)家能夠把圓周率的計(jì)算數(shù)值在原有基礎(chǔ)之上往后再推一推。
而大家追求的也無(wú)非如此而已,哪怕往前推動(dòng)1萬(wàn)位數(shù)或者1萬(wàn)億數(shù),在國(guó)際上面的影響力都是杠杠的。
首先圓周率的精度,對(duì)日常的生活和學(xué)習(xí)雖沒(méi)有什么影響,知道,14就夠了。但對(duì)工業(yè)制造有影響,特別是高精度度的制造業(yè),一般都要用到圓周率十幾位。如公要用于宇宙觀測(cè),用于可觀測(cè)到的直經(jīng)計(jì)算,要用到圓周率的39位數(shù)。而在航天領(lǐng)域,則需要圓周率幾百位的精度。
圓周率對(duì)科研是有幫助的,如超越計(jì)算機(jī)的測(cè)試,尖端超精度的高科技研發(fā),都離不開(kāi)圓周率,今最新圓周率以算到了,62,8萬(wàn)億位,為什么還要算下去呢?就是看圓周率是不是一個(gè)具體的數(shù)字,若是一個(gè)具體的數(shù)字,就證明圓就不是圓,而且一個(gè)多邊形。那么我們建立千年的數(shù)學(xué)體系,和物理體系,將是錯(cuò)誤的了。
圓周率的計(jì)算探索,科學(xué)家認(rèn)為圓周率隱藏著宇宙的秘密,可揭秘宇宙起源的秘密,和包括人類(lèi)意識(shí)形成的秘密等。而宇宙都是可計(jì)算出來(lái)的,有對(duì)未來(lái)超知能的機(jī)器人設(shè)計(jì),不但可以讓他們有智能和意識(shí),還有超越邏輯思維的能力。
1、好奇,人類(lèi)對(duì)未知領(lǐng)域充滿了好奇,正式這份好奇心,才能不斷發(fā)現(xiàn)新事物,新科技,新領(lǐng)域。
2、測(cè)試計(jì)算機(jī)運(yùn)算速度,一臺(tái)計(jì)算機(jī)的性能高低取決于計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度,;
3、測(cè)試算法:不同的算法效率不一樣。同樣算力的計(jì)算機(jī),算法不同,運(yùn)算速度不同。找到最優(yōu)算法。
因?yàn)榈厍蛏洗蠹s有50W左右的科學(xué)家或?qū)W者一生就是吃這個(gè)“π”的,不研究去喝西北風(fēng)?
如果圓周率被算盡,那么又會(huì)出現(xiàn)什么后果?
我們知道現(xiàn)在數(shù)學(xué)中有許多公式和計(jì)算方法都與圓周率有關(guān),尤其幾何學(xué),一但圓周率被算出完整數(shù)值來(lái),相信會(huì)有很多公式、驗(yàn)證方法都會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題,那就意味著數(shù)學(xué)家們不得不耗費(fèi)大量精力去重新修改、推算、驗(yàn)證新的公式方法,這對(duì)于現(xiàn)代數(shù)學(xué)的震動(dòng)無(wú)疑巨大的。
如果圓周率被算盡,代表微積分是錯(cuò)誤的。那么現(xiàn)在利用微積分知識(shí)制作的集成電路將不存在,我們用的電子儀器也不會(huì)出現(xiàn),航空工程中運(yùn)用微積分制作模擬軌道也不會(huì)出現(xiàn),或者又說(shuō)出現(xiàn)了一切都是瞎蒙的。物理學(xué)中很多常數(shù)都與圓周率有關(guān),如果圓周率算盡,那么組成物質(zhì)的分子原子電子軌道可能不穩(wěn)定,物質(zhì)難以凝聚形成,整個(gè)世界都會(huì)被牽連。
如果圓周率被算盡,那么在戰(zhàn)場(chǎng)上截獲的情報(bào)很有可能被破譯,計(jì)算機(jī)系統(tǒng)也會(huì)出現(xiàn)重大漏洞。
但是在日常中,我們很少使用高等數(shù)學(xué),所以大家還是該吃吃該喝喝,繼續(xù)去努力吧![靈光一閃][靈光一閃][靈光一閃]
眾所周知,圓周率小數(shù)點(diǎn)后面是無(wú)限不循環(huán)小數(shù),生命有限,但科學(xué)探索是無(wú)止境的,圓周率的精確度越高,誤差越小,越接近真理,越能體現(xiàn)科學(xué)探索的目的和科學(xué)家生命的意義,這是世俗追名逐利之輩難以接受和理解的。
毫無(wú)意義
圓周率是我們?nèi)粘9ぷ骱蛯W(xué)習(xí)經(jīng)常使用的一個(gè)常量,每個(gè)人對(duì)它估計(jì)都是既熟悉又陌生,熟悉的是這個(gè)變量是圓的周長(zhǎng)和直徑的比值,很容易理解;陌生的是這個(gè)變量是一個(gè)無(wú)限不循環(huán)小數(shù),我們窮極一生也不能掌握它的全貌。
有人說(shuō),圓周率里面包含著宇宙的奧秘,一旦解開(kāi)這個(gè)奧秘,我們對(duì)宇宙的認(rèn)知就將進(jìn)入一個(gè)嶄新的高度。為了探究圓周率的奧秘,最直接的做法就是盡可能多地計(jì)算出小數(shù)點(diǎn)之后的位數(shù)。2019年,科學(xué)家利用大型計(jì)算機(jī),圓周率被計(jì)算到小數(shù)點(diǎn)后31.4萬(wàn)億位。不過(guò),我們?nèi)粘9ぷ魃詈蛯W(xué)習(xí)中,用到小數(shù)點(diǎn)后5位都算多的了,直覺(jué)是計(jì)算出這么多位,似乎沒(méi)有什么用。
圓周率的計(jì)算歷史
在很久以前的古代,人們就意識(shí)到圓的周長(zhǎng)和直徑之間,似乎存在著某種密切的聯(lián)系。公元前2000多年前,古巴比倫的數(shù)學(xué)家計(jì)算出π的值約為3.125,而古埃及計(jì)算出數(shù)值約為3.1605,雖然都與現(xiàn)在掌握的圓周率相差較多,但考慮到幾千年以前的科技和數(shù)學(xué)水平,已經(jīng)很不容易了。
古希臘阿基米德在圓周率計(jì)算方面,也做出很大貢獻(xiàn),利用圓外切和內(nèi)接正多邊形的窮竭法,測(cè)算出圓周率處在3.1408與3.1429之間。
我國(guó)對(duì)于圓周率的計(jì)算,歷史也很長(zhǎng),在西漢以前普遍遵循“徑一周三”的原則,即一個(gè)圓的周長(zhǎng)是直徑的3倍多一點(diǎn),屬于非常粗略的估測(cè)。后來(lái),到西漢時(shí)期,曾參與《山海經(jīng)》編撰的劉歆,打破了長(zhǎng)期遵循的“徑一周三”圓周率原則,通過(guò)查閱大量古書(shū)典籍,在銅斛的幫助下,測(cè)算出圓周率為3.15471。因此,圓周率在我國(guó)也被稱(chēng)為“劉歆率”。
到南北朝時(shí)期,我國(guó)古代數(shù)學(xué)家祖沖之對(duì)圓周率做出了重大貢獻(xiàn),在三國(guó)時(shí)期劉微開(kāi)創(chuàng)的圓內(nèi)接正多邊形計(jì)算法基礎(chǔ)上,精確地將圓周率數(shù)值測(cè)算到小數(shù)點(diǎn)后7位,即在3.1415926與3.1415927之間。這個(gè)測(cè)算值的精確度,在當(dāng)時(shí)和后來(lái)很長(zhǎng)時(shí)間一直保持著世界領(lǐng)先,直到16世紀(jì)才被阿拉伯?dāng)?shù)學(xué)家打破。
到18世紀(jì)70年代,科學(xué)家利用手工計(jì)算的方式,將圓周率計(jì)算到小數(shù)點(diǎn)后707位,這差不多成為人工計(jì)算的紀(jì)錄了。因?yàn)殡S著計(jì)算機(jī)的發(fā)展,這項(xiàng)工作已經(jīng)轉(zhuǎn)移到計(jì)算機(jī)來(lái)進(jìn)行了,而且效率、速度、準(zhǔn)確性都更高,犯不上再耗費(fèi)大腦了。
從1949年早期計(jì)算機(jī)計(jì)算到2000多位,到2011年計(jì)算到10萬(wàn)億位,再到前兩年的31.4萬(wàn)億位,一步步突破著紀(jì)錄。
科學(xué)家為何如此執(zhí)著?
大家估計(jì)都或多或少看到過(guò)這樣的報(bào)道,說(shuō)誰(shuí)誰(shuí)誰(shuí)一口氣背誦多少多少位的圓周率,甚至有人背誦出1萬(wàn)多位,我們?cè)谛纳宸?,同樣也?huì)思索背誦這么多有什么用?利用計(jì)算機(jī)算出那么多位的圓周率,不可能只是供人們背誦、鍛煉記憶力的吧。也不可能是提高計(jì)算圓面積精確性,畢竟小數(shù)點(diǎn)后5-6位已經(jīng)足夠用了。
當(dāng)然,科學(xué)家們對(duì)計(jì)算圓周率這么執(zhí)著,還有著更深層次的作用,主要說(shuō)來(lái),可能有以下幾個(gè)方面的因素。
第一是為了驗(yàn)證圓周率的無(wú)限不循環(huán)。雖然目前圓周率已經(jīng)是公認(rèn)的無(wú)限不循環(huán)小數(shù),是無(wú)限多個(gè)分?jǐn)?shù)相乘的積,但推導(dǎo)就是推導(dǎo),要想研究圓周率和深層次特性,必須將其盡可能多地展開(kāi),“用數(shù)字說(shuō)話”。
第二可以測(cè)試計(jì)算機(jī)的性能。無(wú)論是通過(guò)內(nèi)接圓算法,還是近似公式,或者微積分方法,精度越高,所需的計(jì)算量越大,那么,利用相同的算法,在較短時(shí)間內(nèi)完成特定相同位數(shù)計(jì)算的計(jì)算機(jī),性能就越好。同時(shí),也可以提高運(yùn)算的上限,測(cè)試計(jì)算機(jī)在高強(qiáng)度運(yùn)算下的穩(wěn)定性。
第三能夠衡量計(jì)算公式的優(yōu)劣。目前,計(jì)算圓周率的方法,基本上不用原來(lái)的“割圓術(shù)”了,因?yàn)樘^(guò)復(fù)雜,現(xiàn)在普遍用一些無(wú)窮級(jí)數(shù)的表示法,比如斯托默計(jì)算公式、高斯計(jì)算公式等。同一計(jì)算機(jī),利用不同公式計(jì)算相同位數(shù)圓周率的時(shí)間如果不同,那么計(jì)算速度快的,則表明這個(gè)公式的便捷性更高。
第四在密碼方面的應(yīng)用?,F(xiàn)在很多程序在生成密碼時(shí),數(shù)字的隨機(jī)性不強(qiáng),從而影響安全性。而圓周率小數(shù)點(diǎn)之后的數(shù)字,在振蕩方向上具備非常強(qiáng)的隨機(jī)性,因此安全性較高。
另外,對(duì)于一些加密標(biāo)準(zhǔn)很高的需求,還可以構(gòu)造圓周率加密矩陣算法,完成由數(shù)字、漢字、特殊字符、英文字母等構(gòu)成的密碼,安全性則大為提升。
因?yàn)閳A周率代表了圓的程度,如果能算到盡頭,那就證明了存在絕對(duì)的圓,那也就是說(shuō)明這個(gè)世界并不是由粒子組成,因?yàn)橹灰橇W咏M成,它就不是一個(gè)絕對(duì)的圓,如果不是粒子組成,那代表了人類(lèi)對(duì)原子內(nèi)部的推導(dǎo)模型是錯(cuò)誤的,更別提量子力學(xué)了,那也是錯(cuò)誤的,所以,只有圓周率永遠(yuǎn)算下去,無(wú)窮無(wú)盡,才能說(shuō)明這個(gè)世界的粒子是可以無(wú)限微分的。一直可以微分到人類(lèi)定義的最基礎(chǔ)的粒子:量子。這個(gè)量子也就代表了人為定義的絕對(duì)基礎(chǔ)粒子
上班不能光喝茶水看報(bào)紙,也得工作。[呲牙]
數(shù)學(xué)是研究數(shù)量、結(jié)構(gòu)、變化、空間以及信息等概念的一門(mén)學(xué)科。
對(duì)于圓周率π,相信每一個(gè)朋友都不陌生,它是任意一個(gè)圓周長(zhǎng)和直徑的比值,這個(gè)數(shù)約等于3.14,它是我們第一個(gè)接觸的無(wú)理數(shù),它沒(méi)有極限值,可以無(wú)限循環(huán)下去。圓周率的歷史非常悠久,早在古希臘時(shí)期,它已經(jīng)開(kāi)始被應(yīng)用。
公元480年左右,南北朝時(shí)期的數(shù)學(xué)家祖沖之進(jìn)一步得出精確到小數(shù)點(diǎn)后7位的結(jié)果,由此可見(jiàn),圓周率這個(gè)數(shù)字出現(xiàn)的時(shí)間至少也有幾千年的時(shí)間了,它到底是如何出現(xiàn)的,以及它的源頭在什么時(shí)候,現(xiàn)在仍然是一個(gè)謎。
有時(shí)候,我們很難想象,圓周率這個(gè)偉大的數(shù)字,古人是如何發(fā)現(xiàn)的,讓我們不得不感慨古人的智慧絲毫不亞于現(xiàn)代人類(lèi),甚至在某些方面還遠(yuǎn)超現(xiàn)代人類(lèi)的智慧。圓周率這個(gè)數(shù)字出現(xiàn)后,從古至今,數(shù)不盡的數(shù)學(xué)家開(kāi)始對(duì)它進(jìn)行計(jì)算,想要看看這個(gè)數(shù)字的極限在哪里。
在計(jì)算機(jī)沒(méi)有出現(xiàn)之前,數(shù)學(xué)家依靠手工計(jì)算,努力一生有可能只能夠計(jì)算到小數(shù)點(diǎn)后數(shù)萬(wàn)位??墒亲詮挠?jì)算機(jī)出現(xiàn)后,數(shù)學(xué)家脫離了手工計(jì)算,在超級(jí)計(jì)算機(jī)的幫下下,圓周率的位數(shù)也不斷創(chuàng)新高,目前人類(lèi)已經(jīng)將圓周率算到了10萬(wàn)億位,是不是非常了不起。
圓周率的極限在哪里無(wú)人知道,目前科學(xué)家還在通過(guò)超級(jí)計(jì)算機(jī)繼續(xù)對(duì)它進(jìn)行計(jì)算,這個(gè)時(shí)候有些人就產(chǎn)生了這樣一個(gè)疑問(wèn):人類(lèi)已經(jīng)將圓周率算到10萬(wàn)億位了,繼續(xù)算下去還有什么意義?可能有人會(huì)覺(jué)得,繼續(xù)計(jì)算圓周率是在浪費(fèi)時(shí)間,事實(shí)真的是這樣嗎?
當(dāng)然不是,科學(xué)家告訴我們,不要小看這一個(gè)圓周率,它對(duì)于人類(lèi)的貢獻(xiàn)是巨大的,那么圓周率到底有哪些應(yīng)用呢?在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域,圓周率π在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域是一把標(biāo)尺,用于檢驗(yàn)計(jì)算機(jī)性能。我們都知道,計(jì)算機(jī)的更新升級(jí)速度非???,兩臺(tái)計(jì)算機(jī)的性能到底哪一個(gè)更強(qiáng),通過(guò)計(jì)算圓周率就可以得出結(jié)論。
另外,計(jì)算機(jī)的軟硬件經(jīng)常會(huì)存在一些BUG,這些BUG的隱藏性非常好,有時(shí)很難被發(fā)現(xiàn)。而計(jì)算機(jī)在運(yùn)算圓周率的時(shí)候,就有可能檢測(cè)到計(jì)算機(jī)硬件的BUG。當(dāng)年,英特爾在發(fā)布奔騰系列處理器時(shí),也利用運(yùn)算圓周率找到了設(shè)計(jì)上的BUG。
圓周率本身就是一個(gè)數(shù)字,因?yàn)樗跀?shù)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用也非常廣泛。圓周率還有一個(gè)重要的應(yīng)用就是在密碼學(xué)領(lǐng)域。相信很多朋友都知道,為了防止信息泄露和篡改,我們通常會(huì)將一些重要的信息進(jìn)行加密,于是密碼學(xué)就誕生了。
密碼學(xué)中數(shù)字加密是比較常見(jiàn)的,可是加密的數(shù)字從何而來(lái),于是有科學(xué)家想到了圓周率,它是一個(gè)無(wú)限不循環(huán)小學(xué),如果能夠利用圓周率完全隨機(jī)的數(shù)字來(lái)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加密,那被破解的可能性將會(huì)非常小。事實(shí)也證實(shí),利用圓周率的數(shù)字來(lái)進(jìn)行加密的數(shù)據(jù),其安全性是非常高的。
圓周率在現(xiàn)代芯片領(lǐng)域也有應(yīng)用,由此可見(jiàn),圓周率對(duì)于人類(lèi)科技的發(fā)展也是做出了突出的貢獻(xiàn)。除了這些之外,數(shù)學(xué)家之所以持之以恒,一直堅(jiān)持運(yùn)算圓周率,還有一個(gè)原因就是想要完全破解圓周率。圓周率雖然是一個(gè)普通的數(shù)字,但是它的神秘越來(lái)越引起了科學(xué)家的興趣。
科學(xué)就是將很多不可能的事情變成可能,圓周率是無(wú)限不循環(huán)小數(shù),似乎是真理,可是科學(xué)家認(rèn)為,浩瀚的宇宙中,很難存在永恒的東西,圓周率是否有極限,是否能夠被算盡,一直以來(lái)都是科學(xué)界討論的一個(gè)話題。有些科學(xué)家認(rèn)為,圓周率有可能也是有終點(diǎn),也是能夠被算盡的。
可是以人類(lèi)現(xiàn)在的數(shù)學(xué)體系,有可能是無(wú)法將圓周率算盡的,即使我們的超級(jí)計(jì)算機(jī)的運(yùn)算能力再?gòu)?qiáng)大幾十倍,幾百倍,也是無(wú)法將圓周率算盡的。有可能圓周率已經(jīng)超出了現(xiàn)在數(shù)學(xué)體系的認(rèn)知,想要將它算盡,揭開(kāi)神秘面紗的背后,需要更強(qiáng)大的數(shù)學(xué)體系才有可能。
看完這些,相信朋友們已經(jīng)明白了,原來(lái)圓周率如何不簡(jiǎn)單??墒且坏┰谖磥?lái)圓周率被算盡,有可能會(huì)引發(fā)整個(gè)科技圈大震動(dòng),同時(shí)也會(huì)擊垮很多的科學(xué)體系認(rèn)知。如此不平凡的一個(gè)圓周率,它到底有何特殊之處,引起科學(xué)家的關(guān)注和探索?
正是圓周率的特殊和神秘,有人猜測(cè),它有可能根本不是來(lái)源于三維空間,而是來(lái)源于更高維度的四維空間。它攜帶著時(shí)間的奧秘,如果我們能夠?qū)ζ渫耆平猓锌赡軙?huì)給人類(lèi)文明帶來(lái)巨大的飛躍。
吃吃沒(méi)事干,拿著高薪磨羊工。
圓周率,相信很多人都能背出小數(shù)點(diǎn)之后的幾位數(shù)字,拿筆者來(lái)說(shuō),可以背出“3.14159265”,而在現(xiàn)實(shí)中,圓周率已經(jīng)被計(jì)算機(jī)成功計(jì)算到了31.4萬(wàn)億倍,可是,圓周率仍然沒(méi)有被算盡,它仍然在沒(méi)日沒(méi)夜的計(jì)算之中,很多科學(xué)家們也將搞清楚圓周率,當(dāng)作了自己畢生的事業(yè)和追求,希望有生之年,可以揭開(kāi)圓周率的真相,那么,為何圓周率令很多科學(xué)家和愛(ài)好者如此癡迷?它究竟隱藏了什么秘密?
公元前1900年,古巴比倫就已經(jīng)對(duì)圓周率有了研究,從出土的同期石匾上可以看出,圓周率等于3.125,同一個(gè)時(shí)期的古埃及,也同樣對(duì)圓周率有研究,認(rèn)為圓周率等于3.1605,而且,從考古來(lái)看,古埃及人發(fā)現(xiàn)圓周率,并且對(duì)它進(jìn)行研究的時(shí)間,要早于古巴比倫很久,或許,在公元前2500年,古埃及人就已經(jīng)對(duì)圓周率有了很深的研究。
從古至今,無(wú)數(shù)的科學(xué)家都希望自己可以計(jì)算出圓周率,一直到1965年,英國(guó)數(shù)學(xué)家約翰在他出版的一本數(shù)學(xué)專(zhuān)著里,第一次表明,圓周率是無(wú)窮盡的,不過(guò),當(dāng)時(shí)很多數(shù)學(xué)家都不以為然,一直到70年之后,科學(xué)家們通過(guò)量子力學(xué)的計(jì)算,發(fā)現(xiàn)了相同的圓周率計(jì)算公式,也發(fā)現(xiàn)了圓周率無(wú)窮盡的秘密。
如今,谷歌的超級(jí)計(jì)算機(jī)仍然在不停地計(jì)算著圓周率,已經(jīng)計(jì)算到31.4萬(wàn)億倍,而且數(shù)值一直在不斷增加,科學(xué)家們對(duì)于圓周率好奇,想要將圓周率徹底計(jì)算明白,也有以下幾個(gè)原因:
1.有觀點(diǎn)認(rèn)為,圓周率與宇宙有關(guān),或者說(shuō),宇宙的所有奧秘,都隱藏在圓周率之中,只有不斷地計(jì)算圓周率,并且找到數(shù)字與宇宙之間的聯(lián)系,我們就可以通過(guò)圓周率來(lái)破解宇宙密碼,真正成為超級(jí)文明。
2.圓周率中包羅萬(wàn)象,科學(xué)家曾經(jīng)做過(guò)研究,無(wú)論是生日、還是銀行卡賬號(hào),等等,甚至是你說(shuō)過(guò)的話換算成數(shù)字,都可以在圓周率中找到對(duì)應(yīng)的內(nèi)容,這表明,圓周率很可能存在預(yù)言功能,如果我們?nèi)蘸蟪晒ζ平鈭A周率,那么人類(lèi)未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)和走向,也會(huì)倍提前知曉。
3.有觀點(diǎn)認(rèn)為,圓周率可能是超級(jí)文明留給我們的信息,因?yàn)閺目脊叛芯縼?lái)看,圓周率與古埃及的胡夫金字塔有關(guān),而胡夫金字塔一直以來(lái)都非常神秘,很多人都認(rèn)為,金字塔的建造是與外星文明有關(guān)的,同樣,世界上很多地方都不約而同的研究圓周率,或許也是因?yàn)槠鋬?nèi)部隱藏的信息,非常令人好奇。
4.圓周率可能與麥田怪圈有關(guān),2018年,科學(xué)家在英國(guó)的一處麥田怪圈中,發(fā)現(xiàn)了一串神秘?cái)?shù)字,這些數(shù)字也隱藏在圓周率之中,這也讓圓周率變得越發(fā)神秘。
5.對(duì)于普通人來(lái)說(shuō),圓周率就是用來(lái)計(jì)算圓周長(zhǎng)和直徑比值的,頂多就是一個(gè)公式,對(duì)自己沒(méi)有任何影響。一直這樣研究圓周率,貌似是沒(méi)用的。實(shí)際上并不是如此,圓周率的計(jì)算很有意義,它并不是一個(gè)簡(jiǎn)單的數(shù)字,其中涉及到天文領(lǐng)域、航天領(lǐng)域、生物領(lǐng)域,可以說(shuō)很多東西都跟它有關(guān)。有時(shí)候一個(gè)數(shù)字的錯(cuò)誤,就有可能導(dǎo)致飛機(jī)無(wú)法起飛,飛船無(wú)法正常進(jìn)入軌道。所以看似沒(méi)有任何作用的計(jì)算圓周率,實(shí)際上是科研不可缺少的存在。
6.圓周率是一個(gè)無(wú)限不循環(huán)的小數(shù),它的關(guān)鍵點(diǎn)就在于不循環(huán)。很多人認(rèn)為,世界上所有東西都是有規(guī)律的,沒(méi)有東西可以逃出規(guī)律。研究圓周率,也是為了數(shù)字和科研的嚴(yán)謹(jǐn)性?,F(xiàn)在計(jì)算機(jī)的計(jì)算能力,都是以萬(wàn)億為單位的,如果科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了圓周率的最終結(jié)果,那么很有可能發(fā)現(xiàn)宇宙的奧秘。上到哲理下到運(yùn)算,圓周率對(duì)生活有著非同一般的意義,這也是人們不停計(jì)算圓周率的理由。
7.計(jì)算圓周率可以驗(yàn)證計(jì)算機(jī)的性能好壞。因?yàn)槟壳盀橹谷祟?lèi)對(duì)圓周率的計(jì)算會(huì)被局限的已經(jīng)只有電腦的性能了,在相同的時(shí)間使用相同的計(jì)算公式的情況下,根據(jù)圓周率的計(jì)算速度快慢、算出位數(shù)的多少,就能推出計(jì)算機(jī)性能的好壞了。
8.利用圓周率,我們也能找出計(jì)算機(jī)上的BUG,如果計(jì)算機(jī)對(duì)與圓周率的計(jì)算出現(xiàn)了錯(cuò)誤,那就說(shuō)明計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)上可能出現(xiàn)了問(wèn)題。
9.計(jì)算圓周率另外一個(gè)作用就是對(duì)我們?nèi)祟?lèi)大腦的鍛煉了。一直以來(lái)人們都把背誦圓周率也當(dāng)成一種風(fēng)潮和檢驗(yàn)人實(shí)力的標(biāo)準(zhǔn),假如你能在初中的家長(zhǎng)會(huì)上當(dāng)著你爸爸媽媽同學(xué)家長(zhǎng)的面兒背個(gè)幾百位的圓周率,那你絕對(duì)是當(dāng)天最閃亮的星,秒殺大部分成績(jī)優(yōu)秀的同學(xué)。
10.圓周率的無(wú)限可能還在密碼學(xué)上有所運(yùn)用,我們?nèi)祟?lèi)也始終有著極高的興趣,寄望或許圓周率中也包含著宇宙的信息和秘密。
11.如果圓周率算盡了,那也就是說(shuō)多邊形分割到一定的程度就會(huì)成為圓形,真正的圓形和真正的平滑曲線都是不存在的,顯然,事實(shí)并不是這樣,如果事實(shí)如此,整個(gè)數(shù)學(xué)體系就會(huì)崩塌,我們所見(jiàn)的很多集成電路、航天工程都是錯(cuò)誤的。
因?yàn)椴凰憔蜔o(wú)所事事啦,正因?yàn)樗悴煌晁赃@么多人才有工作可做,在一個(gè)原因是因?yàn)槌燥柫耍?/p>
我不知道科學(xué)家們是怎么想的,但是,我想起了我培訓(xùn)時(shí)講的一個(gè)案例:
有位專(zhuān)家,焚膏繼晷,皓首窮經(jīng),研究杜甫到底是怎么死的。經(jīng)過(guò)他二十多年的研究,寫(xiě)出三十多萬(wàn)字的論文,得出的結(jié)論是:杜甫是吃土豆炒牛肉,沒(méi)炒熟,夾生,給撐死的。
這個(gè)結(jié)論有什么意義?我問(wèn)學(xué)員。
我想得到的答案是:科學(xué)研究,必須是國(guó)家需要,人民需要,社會(huì)需要,是有實(shí)用意義的。
誰(shuí)知有學(xué)生回答:“這個(gè)研究提醒現(xiàn)在的詩(shī)人:別經(jīng)常吃土豆炒牛肉,小心夾生撐死人!”
我無(wú)語(yǔ)。
從我的角度理解,認(rèn)為無(wú)用。從學(xué)生的角度理解,認(rèn)為有用。
同樣的,從我的角度理解,把圓周率推算到31.4萬(wàn)億位之后,和7位之后,意義是一樣的,都是拿來(lái)算圓的面積的。
但是我不知道的是,也許在圓周率計(jì)算的過(guò)程中,得出什么宇宙的密碼,或者得出人類(lèi)命運(yùn)的密碼,這對(duì)我們來(lái)說(shuō),就太有用了。
莊子說(shuō):夏蟲(chóng)不可語(yǔ)冰,井蛙不可語(yǔ)海。是一樣的道理。
科學(xué)家們?nèi)ネ扑銏A周率,把圓周率推算到31.4萬(wàn)億位之后,至少有以下的作用:
也許,可能,他們會(huì)從中找到宇宙的密碼呢?
也許其中蘊(yùn)含著人類(lèi)的來(lái)源及未來(lái)呢?
至少,他們?nèi)パ芯繄A周率,總比他們研究秸稈焚燒污染大氣、自行車(chē)影響生態(tài)環(huán)境好。
我是犁子,職場(chǎng)精英培訓(xùn)師。對(duì)此大家有什么看法請(qǐng)?jiān)谠u(píng)論區(qū)留言。
圓周率的問(wèn)題其實(shí)看看三體就明白了,自己信了還是不信?堅(jiān)持還是不堅(jiān)持?我相信所有的執(zhí)著于圓周率的數(shù)學(xué)家自身都是在矛盾的堅(jiān)持中。就像悖論的相對(duì)論一樣永遠(yuǎn)突破不了絕對(duì)論一樣??赡芪覀儽绘i住了吧。為什么不能換個(gè)感覺(jué)是荒謬思維去思考。?
什么是圓?在一個(gè)平面內(nèi),以一定長(zhǎng)度的線段為半徑,固定其中一點(diǎn),另一點(diǎn)繞固定的一點(diǎn)移動(dòng)360度,得出的圖形是一個(gè)純圓。
圓的周長(zhǎng)公式
C=2兀r
實(shí)際上這個(gè)公式不是圓周長(zhǎng)公式,而是一個(gè)無(wú)窮邊形的周長(zhǎng)公式。因?yàn)樨J且粋€(gè)無(wú)理數(shù),兩千多年來(lái)一直沒(méi)有算盡,即使再過(guò)兩千年還是算不盡。
所以說(shuō)為了不走入誤區(qū),還是要分清什么是無(wú)窮邊形,什么是純圓。如果這個(gè)問(wèn)題清楚了那么兀也就不迷惑人了。
這就是個(gè)象征,可以證明一下計(jì)算機(jī)的性能。就好比搞計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的人,每個(gè)算法都會(huì)用lenna的照片驗(yàn)證下算法。而lenna其實(shí)是個(gè)playboy女郎,和計(jì)算機(jī)毫無(wú)關(guān)系,但因?yàn)樵谟?jì)算機(jī)圖形學(xué)方面“以身試算法”的杰出貢獻(xiàn),被邀請(qǐng)參加圖形學(xué)的國(guó)際頂尖學(xué)術(shù)會(huì)議。[大笑][大笑][大笑]
太厲害了,我就能背到祖沖之算得!
不可思議啊,永無(wú)止境,還需繼續(xù)探索
簡(jiǎn)單地說(shuō),之所以如此執(zhí)著地刷新著圓周率的精度無(wú)外乎驗(yàn)證計(jì)算機(jī)的性能、提出新的計(jì)算思路、尋找新的數(shù)字規(guī)律和興趣愛(ài)好等幾種情況。
圓周率π,即圓的周長(zhǎng)和直徑的比值,這應(yīng)該是大家最熟悉也是應(yīng)用范圍最廣泛的無(wú)理數(shù)之一,無(wú)論是幾何學(xué)、工程學(xué)、天體物理學(xué)還是量子力學(xué)都有它的存在。
作為一個(gè)無(wú)限不循環(huán)的小數(shù),理論上您可以從他無(wú)限擴(kuò)展的數(shù)位中尋找到任何一組數(shù)組,包括您的身份證號(hào),手機(jī)號(hào),QQ號(hào),這也是有人將圓周率稱(chēng)為“宇宙密碼”的原因,有很多“民科”在孜孜不倦地計(jì)算圓周率,意圖從其中發(fā)現(xiàn)點(diǎn)宇宙的規(guī)律。
下面,土鱉君就給大家盤(pán)一盤(pán)圓周率為啥如此迷人。
壹丨圓周率簡(jiǎn)史
從現(xiàn)有史料來(lái)看,發(fā)現(xiàn)圓周率是常數(shù)的是古巴比倫人,他們通過(guò)對(duì)不同直徑的圓的周長(zhǎng)和直徑之比進(jìn)行不斷地測(cè)量,得出了“圓周總是直徑的3倍”這一結(jié)論。隨后這一成果被傳到四面八方,在中國(guó)、印度、中亞地區(qū)普遍使用。我國(guó)最早的天文和數(shù)學(xué)著作《周髀算經(jīng)》中就有“周三徑一”的記載。新朝的劉歆在制造律嘉量斛時(shí)也曾通過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)測(cè)繪得出一些大小不一的圓周率近似值。
但在天文學(xué)和數(shù)學(xué)家眼中,這種用測(cè)繪得出的結(jié)論是非常不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)?,于是他們開(kāi)始設(shè)計(jì)更加科學(xué)和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)挠?jì)算方法。
古希臘的阿基米德應(yīng)該算是首位用計(jì)算的方式推導(dǎo)圓周率的數(shù)學(xué)家。他通過(guò)內(nèi)、外接正多邊形的方式計(jì)算出了 π 的上下邊界為223/71 和22/7,從理論上提供了求得圓周率精確值的方法。
我國(guó)魏晉時(shí)期的數(shù)學(xué)家劉徽也創(chuàng)造出“不斷地利用勾股定理,來(lái)計(jì)算正N邊形的邊長(zhǎng)”的割圓術(shù),將圓周率精確地推算到了3.141024 至 3.142704范圍之內(nèi)。這個(gè)方法與阿基米德的方法有著異曲同工之妙。我們現(xiàn)在常用的π=3.14,即從劉徽開(kāi)始,我們也將其稱(chēng)之為“徽率”。
南北朝時(shí),祖沖之老先生橫空出世,將圓周率精確至小數(shù)點(diǎn)后7位數(shù),也就是我們熟悉的“3.1415926到3.1415927之間”,并給出了22/7和335/113兩個(gè)分?jǐn)?shù),這一紀(jì)錄在全世界范圍內(nèi)領(lǐng)先了九百多年。
直到1424年,阿拉伯天文學(xué)家、數(shù)學(xué)家卡西通過(guò)計(jì)算了805,306,368邊內(nèi)接與外切正多邊形周長(zhǎng)的方法,求出π =3.14159265358979325,將圓周率精確值小數(shù)點(diǎn)后17位數(shù),才把“祖率”的紀(jì)錄打破。
用幾何法推算圓周率是一項(xiàng)十分艱巨的工程,德國(guó)人魯?shù)婪驇缀跤昧艘簧臅r(shí)間才將圓周率推后到小數(shù)點(diǎn)后35位,算是登峰造極了。
16世紀(jì),數(shù)學(xué)分析法走上歷史舞臺(tái),為圓周率的計(jì)算提供了新的數(shù)學(xué)工具。人們開(kāi)始用“無(wú)窮連乘積”來(lái)替代計(jì)算量實(shí)在過(guò)于巨大的幾何法。
首個(gè)通過(guò)數(shù)學(xué)分析法計(jì)算圓周率的數(shù)學(xué)家,是法國(guó)的“代數(shù)學(xué)之父”弗朗索瓦·韋達(dá)先生,他在1593年給出了一個(gè)只有2的加、減、乘、除和開(kāi)平方的優(yōu)美公式,這是歷史上第一個(gè)圓周率分析表達(dá)式。在韋達(dá)先生的啟發(fā)之下,歐洲的數(shù)學(xué)家們像接力賽一樣紛紛給出了自己的表達(dá)式,似乎要將人工計(jì)算圓周率的馬拉松無(wú)限度堅(jiān)持下去。
1948年,英國(guó)數(shù)學(xué)家弗格森和美國(guó)數(shù)學(xué)家倫奇共同發(fā)表論文,將圓周率的精確值定格在了小數(shù)點(diǎn)之后808位,人工計(jì)算π的頂峰再也沒(méi)人逾越。當(dāng)然這個(gè)紀(jì)錄不是無(wú)法超越,而是沒(méi)有必要再去超越。因?yàn)殡娮佑?jì)算機(jī)的時(shí)代已經(jīng)來(lái)臨。
1949年,首臺(tái)電子計(jì)算機(jī)ENIAC通過(guò)對(duì)“梅欽公式”的計(jì)算,僅用了70個(gè)小時(shí)就推后到了小數(shù)點(diǎn)后2053位。從此之后,圓周率的小數(shù)位級(jí)開(kāi)始爆發(fā)式的增長(zhǎng),1973年,到了小數(shù)點(diǎn)后100萬(wàn)位;1989年突破10億大關(guān),1995年10月超過(guò)64億位。到了2019年,谷歌的工程師們耗時(shí)4個(gè)月,將圓周率精確到了小數(shù)點(diǎn)后31.4萬(wàn)億位。只要有足夠的資金和時(shí)間,這些記錄將會(huì)不斷地刷新。
貳丨超高位圓周率魅力何在?
其實(shí)過(guò)于精確的圓周率已經(jīng)沒(méi)有了任何實(shí)用價(jià)值,使用卡西計(jì)算出的結(jié)果就足以把地球的周界精確到一英寸之內(nèi)。如果使用魯?shù)婪虻慕Y(jié)果那足以把太陽(yáng)系那么大的圓的周長(zhǎng)誤差控制在質(zhì)子的級(jí)別。
那么超高位圓周率的魅力到底在哪呢?
眾所周知,我們的計(jì)算機(jī)主要的性能指標(biāo)就是計(jì)算速度和運(yùn)算過(guò)程的穩(wěn)定性。計(jì)算機(jī)芯片制造商可以通過(guò)測(cè)試圓周率這種已經(jīng)足夠精確的無(wú)理數(shù)的運(yùn)算過(guò)程可以驗(yàn)證出CPU的性能和BUG,從而進(jìn)一步改進(jìn)。
其二,設(shè)計(jì)新的方法計(jì)算圓周率是某些數(shù)學(xué)家的愛(ài)好,也是重要的學(xué)術(shù)成果。印度的天才數(shù)學(xué)家拉馬努金就曾經(jīng)提出了許多計(jì)算圓周率的公式。比如前文提到的德國(guó)數(shù)學(xué)家魯?shù)婪蚣叭毡緰|京大學(xué)金田康正教授等人甚至將計(jì)算圓周率作為自己的終身事業(yè)來(lái)做。更有一批數(shù)學(xué)愛(ài)好者癡迷于采用手工計(jì)算的方式來(lái)打破弗格森809位的極限。還有人喜歡研究圓周率中蘊(yùn)藏的數(shù)字規(guī)律,著名德國(guó)數(shù)學(xué)家希爾伯特就曾設(shè)想過(guò)圓周率的十進(jìn)展開(kāi)中是否有“10個(gè)連續(xù)的9”存在。土鱉君讀研究生時(shí)的一位同學(xué)則沉迷于將他發(fā)現(xiàn)的所謂的圓周率的規(guī)律運(yùn)用到他自己創(chuàng)建的金融衍生品量化模型中。
其三,就是某些民間科學(xué)家利用圓周率做文章。有人堅(jiān)稱(chēng)圓周率的二進(jìn)制展開(kāi)是宇宙的密碼,有人說(shuō)圓周率中隱藏著暗物質(zhì)的總質(zhì)量,還有人說(shuō)圓周率是尋找“蟲(chóng)洞”的鑰匙。理論上說(shuō),這個(gè)圓周率這個(gè)無(wú)限展開(kāi)的無(wú)理數(shù)可以包括人類(lèi)能想到的所有數(shù)字。不僅圓周率可以,同樣作為超越數(shù)的自然常數(shù)e一樣也可以。
好了,以上就是我的回答,很期待能與您在評(píng)論區(qū)深入探討一番。
我是土鱉君,一位愛(ài)極了中國(guó)的書(shū)生。
點(diǎn)關(guān)注,不迷路。
為您持續(xù)輸出有質(zhì)量的答案。
科學(xué)家要計(jì)算一下人類(lèi)和現(xiàn)實(shí)世界是不是被計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)出來(lái)的。
我覺(jué)得方向錯(cuò)了,用π來(lái)表示并不科學(xué)。
例如1=1/3+2/3。
但是你分開(kāi)來(lái)算還等于1嗎?
1/3等于多少?有具體的值嗎?
人生終輪回,輪回分先后,繼出現(xiàn)先后又何談?shì)喕兀【退?,相貌所有外部特?00%復(fù)制,記憶100%復(fù)制,有一個(gè)最重要的條件,你的再次出生注定你已不是你,你已經(jīng)分了先后。圓周率算盡之時(shí),就是人類(lèi)發(fā)現(xiàn)宇宙盡頭之時(shí)!圓周率算盡之時(shí),就是人類(lèi)發(fā)現(xiàn)最大位數(shù)之時(shí)!圓周率算盡之時(shí)就是人類(lèi)進(jìn)化到終極之時(shí)!
圓周率的圓與直徑你都不可能量的這么精確,你怎么會(huì)算的精確?
愛(ài)因斯坦曾經(jīng)說(shuō)過(guò),當(dāng)圓周率被人類(lèi)計(jì)算到盡頭時(shí),人類(lèi)便能明白天地萬(wàn)物來(lái)源歸處,更能飛天遁地來(lái)去無(wú)形!到那時(shí),才能發(fā)現(xiàn)不僅人類(lèi),以及目前我們科技所限到達(dá)不了的銀河系其他星球上智慧生命多如牛毛不可勝數(shù),可是依然被宇宙中某雙無(wú)形的手牢牢掌控一如螻蟻 …!
謝邀!
呵呵!
人的思想一旦被狹隘的術(shù)術(shù)思維,或曰絕對(duì)的物質(zhì)思維所誤導(dǎo),就會(huì)走向陰陽(yáng)不調(diào)的極端。
所以,科學(xué)不是萬(wàn)能的,也不是無(wú)限的,科學(xué)只是一條點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的線,它只存在于人類(lèi)思想發(fā)展的啟蒙過(guò)程中。
所以,把現(xiàn)在以知的圓周率約等于縮小萬(wàn)億倍,都可以把宇宙的圓周率精度,確定在厘米級(jí)了;但是,前提是宇宙必須是個(gè)純圓形的平面圓體而不是純圓面球體。
球體的宇宙或應(yīng)該是個(gè)橢圓體,亦或是個(gè)螺旋橢圓麻花體。有誰(shuí)見(jiàn)過(guò)或聽(tīng)說(shuō)過(guò)有什么東西是純圓體的嗎?從星球或星系的形態(tài)、再到運(yùn)行軌跡,橢圓及重復(fù)螺旋橢圓式,才是維持宇宙平衡最好的形態(tài)或運(yùn)行形式。
也許,不管是在機(jī)械中亦或是在宇宙中,只要以軸心作圓軌的遠(yuǎn)動(dòng),那么,其運(yùn)動(dòng)就是橢圓運(yùn)功。此論如果成立,圓周率不外乎就是一個(gè)眼見(jiàn)為實(shí)的數(shù)學(xué)教條證明而已。
也許,在不遠(yuǎn)的將來(lái),圓周率或許應(yīng)該叫做圓周運(yùn)動(dòng)曲率。
所以,以純圓的圓周率所計(jì)算的只能是人的妄念與妄想,而不是求真知、真理①的實(shí)事求是。
妄想就只能用意念的緊箍咒來(lái)套,而不能以自然知識(shí)計(jì)算。
因?yàn)?,人?lèi)計(jì)算的結(jié)果只能是證明抽象的具象、或具象的抽象表達(dá)法,而永遠(yuǎn)也不能計(jì)算出陰陽(yáng)之相反相成。
所以,教條的圓周率也好,具象與抽象的多螺旋隨圓形式也罷,當(dāng)我們?nèi)祟?lèi)的思想升華或跨越到了一個(gè)新層次的時(shí)侯,就會(huì)發(fā)覺(jué),思想也只不過(guò)是一個(gè)不確定式的規(guī)律而已。
因?yàn)?,一切也只不過(guò)是個(gè)無(wú)大也無(wú)小的正反相因橢圓多螺旋形式而已。
∞∞∞
①真理:矛盾。
中華經(jīng)典《黃帝內(nèi)經(jīng)》曰:“上古之人,其知道者,法于陰陽(yáng),合于數(shù)術(shù)”。大千世界一切皆有定數(shù),物理世界重在數(shù)學(xué),其數(shù)越精確越接近道,也就越接近物質(zhì)的真正本質(zhì)。物質(zhì)世界是如此,人類(lèi)各領(lǐng)域皆如此,故有“物有本末,事有終始,知所先后,則近道矣”(經(jīng)典《大學(xué)》語(yǔ))之說(shuō)??茖W(xué)家是對(duì)物質(zhì)世界本質(zhì)本源的探索者和應(yīng)用者。物理世界的規(guī)律發(fā)展,科技創(chuàng)新的不斷進(jìn)步,在于對(duì)物質(zhì)世界本源法則的探索和發(fā)現(xiàn),總歸要合于道,推動(dòng)人類(lèi)真正進(jìn)步。于圓周率而言,是一個(gè)在數(shù)學(xué)及物理學(xué)中普遍存在的數(shù)學(xué)常數(shù),是精確計(jì)算圓周長(zhǎng)、圓面積、球體積等幾何形狀的關(guān)鍵值。原則上講越精確,其計(jì)算出來(lái)的數(shù)越準(zhǔn)確,其應(yīng)用價(jià)值度越高。故而科學(xué)家鍥而不舍的追求極致。關(guān)鍵點(diǎn)則在于,圓周率是一個(gè)無(wú)理數(shù),即無(wú)限不循環(huán)小數(shù),如果用中華傳統(tǒng)文化語(yǔ)言表述,理論上講就是一個(gè)無(wú)限接近于道的數(shù)!只是目前物理科學(xué)技術(shù)的硬件條件還達(dá)不到完整應(yīng)用圓周率進(jìn)行計(jì)算的基礎(chǔ)要求。如果要達(dá)到這些要求和條件,則需要科學(xué)家的精神修為素養(yǎng)與物理科學(xué)技術(shù)完美的結(jié)合匹配,才能突破限制,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)圓周率的完整應(yīng)用。這是我們有所期待的!因有所感,一點(diǎn)思考而已。
據(jù)說(shuō),圓周率中能找到所有人的生日、銀行卡密碼、手機(jī)號(hào)等,而且很多人不知道的是起初圓周率和π并沒(méi)有任何關(guān)系,圓周率到底隱藏了多少秘密?
科學(xué)家認(rèn)為,圓周率中很可能蘊(yùn)含著宇宙的奧秘,甚至可以解密宇宙的起源以及人腦的意識(shí)。
2019年3月14日,谷歌宣布圓周率已經(jīng)被算到小數(shù)點(diǎn)后31.4萬(wàn)億位,不惜耗費(fèi)巨大的人力物力將圓周率計(jì)算到小數(shù)點(diǎn)后如此多位,到底為了什么?
先來(lái)簡(jiǎn)單了解一下圓周率的發(fā)展。
?圓周率的初創(chuàng)期。
2600年前,古埃及人建金字塔時(shí)依照的周長(zhǎng)與高的比值為22:7,這個(gè)值是3.142。在公元前2000年左右古蘇薩城的一塊石碑上,圓周率的值為25/8=3.125。當(dāng)然那個(gè)時(shí)候還沒(méi)有圓周率的概念,但這個(gè)數(shù)字的確有神奇的魔力,可以認(rèn)為是圓周率的近似值。
讓時(shí)間回到古希臘時(shí)代,這個(gè)時(shí)期出現(xiàn)了一個(gè)偉大的科學(xué)家—阿基米德,可以說(shuō)他奠定了圓周率的初創(chuàng)時(shí)代。
那么,阿基米德是怎么研究圓周率的呢?
如圖,有一個(gè)圓內(nèi)接n多邊形,三角形中高為h,底為b,所有三角形面積和(A)肯定小于圓的面積,設(shè)圓的面積為S,則A=n(1/2hb),為了使得A和S相等,只能讓n無(wú)窮大,即在圓內(nèi)劃分出無(wú)數(shù)個(gè)小三角形。
根據(jù)極限的理論,當(dāng)n趨近于無(wú)窮大時(shí),lim A=S=πr2,到那個(gè)時(shí)期并極限并沒(méi)有出現(xiàn)。
怎么解決這個(gè)問(wèn)題呢?阿基米德采用了內(nèi)接多邊形和外接多邊形的方法。如圖,五邊形內(nèi)有一個(gè)內(nèi)接圓,同樣在六邊形內(nèi)也有一個(gè)內(nèi)接圓,那么圓的面積肯定介于五邊形和六邊形的面積之間,按照這個(gè)思維,無(wú)限增加多邊形的邊數(shù),兩個(gè)邊數(shù)相鄰的多邊形內(nèi)接圓的面積也必然無(wú)限接近,而多邊形的面積是很容易求出來(lái)的。
利用這個(gè)方法,阿基米德得到了比較準(zhǔn)確的圓周率數(shù)值,即3.140845<π<3.142857。
?阿基米德之后圓周率的發(fā)展。
在阿基米德之后,來(lái)說(shuō)說(shuō)我國(guó)數(shù)學(xué)界圓周率的發(fā)展。其實(shí)早在秦漢之前,就已經(jīng)出現(xiàn)了對(duì)圓周率的研究,并且認(rèn)為其值是3。張衡在《靈憲》中記錄了圓周率的近似值為π=736/232=3.1724。
除此之外,三國(guó)時(shí)期有一位對(duì)數(shù)學(xué)很感興趣的人,叫王蕃,他對(duì)數(shù)學(xué)非常感興趣,而且計(jì)算出了圓周率小數(shù)點(diǎn)后的幾位數(shù)字。公元250年他給出了圓周率的近似分?jǐn)?shù)表達(dá)式π=142/45=3.155555。
然而,提到我國(guó)圓周率的發(fā)展就不得不再提兩位數(shù)學(xué)家,即劉徽和祖沖之。
劉徽的數(shù)學(xué)成就基本都體現(xiàn)在注釋《九章算術(shù)》的過(guò)程當(dāng)中,劉徽建議用π≈3.14的近似值,而且進(jìn)一步精確了圓周率的值,π=3.141592104。在1999年密克羅尼西亞聯(lián)邦發(fā)行的一張郵票中,說(shuō)明了中國(guó)數(shù)學(xué)家劉徽所給出的計(jì)算圓周率的方法。
在劉徽之后,祖沖之采用了不同于割圓術(shù)的思想來(lái)研究π,即“綴術(shù)”。但“綴術(shù)”到底是什么?已經(jīng)無(wú)從考證,相當(dāng)一部分學(xué)者認(rèn)為“綴術(shù)”也是一種“割圓術(shù)”,祖沖之的這種當(dāng)?shù)貙ⅵ杏?jì)算到了小數(shù)點(diǎn)后7位,π的值在3.1415926和3.1415927之間,這個(gè)結(jié)果直到1000多年后才被其他國(guó)家超越。
然而,π和圓周率在起初是兩個(gè)毫不相關(guān)的概念,直到1736年,古希臘科學(xué)家歐拉將兩者巧妙的結(jié)合在一起,喜歡在各種場(chǎng)合用π代替圓周率,所以才有了如今的π等同于圓周率。
對(duì)于一般的學(xué)科來(lái)說(shuō),只需要知道π=3.14就已經(jīng)夠了,為啥科學(xué)家沉迷于π的計(jì)算中?
?宇宙的奧秘和圓周率息息相關(guān)。
圓周率π被譽(yù)為最接近“神”的數(shù)字,為啥這么說(shuō)呢?因?yàn)閳A周率本來(lái)就是用來(lái)圓面積的一個(gè)重要值,而細(xì)細(xì)想來(lái),地球、太陽(yáng)、太陽(yáng)系、銀河系都大體呈圓形,不妨大膽假設(shè),無(wú)邊無(wú)際的宇宙也呈圓形。
現(xiàn)代物理學(xué)和天文學(xué)認(rèn)為,宇宙處于不斷的膨脹狀態(tài),即宇宙是無(wú)窮無(wú)盡更是沒(méi)法具體測(cè)量其大小的,起碼就目前的科學(xué)水平來(lái)說(shuō)。如果這種假設(shè)成立,事情就不簡(jiǎn)單了,那么我們是不是可以利用π的大小來(lái)計(jì)算宇宙的大小呢?一旦可以計(jì)算,將會(huì)解開(kāi)很多當(dāng)今未解之謎,例如宇宙的起源甚至人類(lèi)的起源。
科學(xué)家之所以一直在用超級(jí)計(jì)算機(jī)計(jì)算π的大小,就是想知道π到底能不能算盡,又或者說(shuō)π是無(wú)理數(shù)還是有理數(shù)。
在未來(lái)的某一天,π被算盡,不論是小數(shù)點(diǎn)后多少位,只要能算盡,就可以說(shuō)明π是一個(gè)有理數(shù)。如果這種情況真的發(fā)生,那么圓就不是“圓”,和圓形相關(guān)的所有理論和公式都會(huì)崩塌,而且對(duì)于整個(gè)數(shù)學(xué)體系來(lái)說(shuō),也是致命的打擊。
?圓周率能否算盡影響閉合結(jié)構(gòu)是否會(huì)發(fā)生斷裂。
在一般的科技領(lǐng)域,圓周率需要知道小數(shù)點(diǎn)后十幾位,計(jì)算宇宙的可觀測(cè)直徑需要知道小數(shù)點(diǎn)后39位,而對(duì)于航空航天等高精尖領(lǐng)域,則需要知道圓周率小數(shù)點(diǎn)后幾百位。
雖然對(duì)于普通領(lǐng)域來(lái)說(shuō),圓周率的精確度意義不是那么大,但對(duì)于高精尖領(lǐng)域,圓周率的意義非凡,尤其是航空航天領(lǐng)域。
但如果圓周率被算盡,會(huì)發(fā)生很多不可思議的事情。簡(jiǎn)單分析一下,圓周率被算盡,意味著圓這個(gè)圖形會(huì)存在理論上的斷點(diǎn),從而是不連續(xù)的。而圓本身是閉合的,所以從這個(gè)角度來(lái)說(shuō),任何閉合的形狀都是存在斷點(diǎn)、不連續(xù)的。
所以一些以圓形為主的閉合結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生理論上斷裂的可能性。
這是很危險(xiǎn),也是很可怕的事情。例如飛機(jī)上的窗戶(hù)是圓形的,某些導(dǎo)彈發(fā)射筒也是圓形的,在圓周率是有理數(shù)的情況下,我們不知道這些圓形結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生斷裂情況,而一旦發(fā)生,后果是無(wú)法承擔(dān)的。
此外,不光影響高精尖領(lǐng)域,還會(huì)影響我們的生活,比如一些建筑物呈圓形結(jié)構(gòu),我們平時(shí)用的很多工具也是圓形的,而圓只是閉合結(jié)構(gòu)的一種情況。
?圓周率可以測(cè)試超級(jí)計(jì)算機(jī)的性能。
之所以人類(lèi)對(duì)于圓周率的計(jì)算從未停止腳步,除了探索圓周率本身以外,還可用于測(cè)試超級(jí)計(jì)算機(jī)的性能。
歷史上可以用計(jì)算圓周率的準(zhǔn)確程度來(lái)衡量一個(gè)國(guó)家的數(shù)學(xué)發(fā)展水平,其實(shí)放到現(xiàn)在同樣是這個(gè)道理,如今依靠人工計(jì)算圓周率已經(jīng)完全不現(xiàn)實(shí)了,取而代之的是大型超級(jí)計(jì)算機(jī),而超級(jí)計(jì)算機(jī)不管對(duì)于民用還是軍用都有極其重要的作用。
圓周率的計(jì)算,已經(jīng)成為了檢驗(yàn)一臺(tái)超級(jí)計(jì)算機(jī)性能的重要指標(biāo)。舉個(gè)例子,比如同時(shí)讓兩臺(tái)計(jì)算機(jī)計(jì)算圓周率至相同的位數(shù),則在較短時(shí)間內(nèi)出結(jié)果的計(jì)算機(jī)性能更好。
尤其是在軍事領(lǐng)域中,超級(jí)計(jì)算機(jī)有不可替代的作用。例如模擬核試爆就需要用到超級(jí)計(jì)算機(jī),憑借超級(jí)計(jì)算速度,可以模擬核武器試爆,進(jìn)而提供大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),用于提升核武器的性能等。此外,還可以提供各種模擬試爆場(chǎng)景,以測(cè)試武器裝備在不同情況下的水平。
目前,我國(guó)擁有以“神威·太湖之光”和“天河”E級(jí)為主的兩款超級(jí)計(jì)算機(jī),性能方面在國(guó)際上都處于領(lǐng)先水平,這也從側(cè)面說(shuō)明了我國(guó)的整體實(shí)力在不斷提升。
?結(jié)語(yǔ)。
除此之外,如果圓周率被算盡,那么現(xiàn)代物理學(xué)和數(shù)學(xué)體系會(huì)在頃刻之間崩塌,量子力學(xué)和萬(wàn)有引力定律同樣面臨被推翻的可能性。
圓周率能否被算盡,你是怎樣看的呢?
圓周率如果有限小數(shù)的話,證明絕對(duì)的圓不存在,按照我們通俗的想法,圓既然是線條構(gòu)成的,那么無(wú)限小的兩點(diǎn)直接可以是直線,但是如果這樣的話,那就不是絕對(duì)意義上的的圓,所以圓如果存在的話,那就是個(gè)無(wú)限不循環(huán)的無(wú)理數(shù)。
圓周率在3.1415926到3.1415927之間,大家都莫算了。
