圆周率已算到62.8万亿位,科学家对圆周率如此执着,到底是为什么?

综述

提起圆周率,普遍都会想起初中上数学课的经历,但相信在那个以应试教育为导向的求学时期,我们当中可能没有多少人会静下心来想一想,祖先为何会关注到圆周率,算出它位数的多,其意义究竟是什么?

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截止到目前为止,随着圆周率算法的延续,小数点后已经排到了第62.8万亿位。这一位数的计算,其耗时之多,力度之大,方法之精,确实让人不得不发出一声惊叹。

只是令人百感不解的是,科学家仍然一如既往地,将目光投掷在圆周率位数的计算上,就使我们要为揭开这一谜团而做充分准备。

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数学界的一股旋风

圆周率在书面表达上,利用了希腊字母π,这个字母π,又是怎样神一般的存在呢?据数学家的测算和解答,圆周率说白了等同于无理数,最大的特征就是数字看起来往往杂乱无章,很难理清个头绪。

在无序的一系列排列组合中,要打算找出有序的节奏,十有八九变成在飞机场等待一艘船。

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智慧常常是不分国界的,古巴比伦人和古埃及人,对圆形的考察有着浓厚的兴趣,在考古遗迹的石碑上发现过圆周率计算为3.125,在数学草稿纸上发现过圆周率计算为3.160493。

这倒还不算些什么,更加牛气哄哄的是,注明的胡夫金字塔差不多是按照数学原理整饬后的产物。事实证明,古埃及人已懂得在实际作业中运用圆周率。

而古希腊人阿基米德首创出近似法和迭代法,并在计算过程中将两者相互融合、切换,努力接近最真实的圆周率数据,最终取得圆周率3.141851的近视值。

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再回到我国早期的数学研究,《周髀算经》上曾记载了西周时代商高曾与周公旦的对话,我们所熟悉的勾股定理,就在这样的语境和氛围中诞生。以商高当年所能拥有的眼光和技术手段看来,圆的出现离不开对方的考究,方的出现离不开对矩的考究

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西周尚且缺乏直接计算圆周长及面积的能力,那么根据曲线救国的原则,不妨以方形为初始蓝本,在计算正多边形面积的基础上得出圆周率的数值3。

西汉刘歆也以后来者迎头赶上,一度把圆周率的近视值定在3.1547,这是一个不小的跨越和进步。不过因为各种复杂的历史原因,他的个人成就并未得到肯定和重视。

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南北朝的祖冲之名字,可谓是如雷贯耳,堪称考场背诵的绝杀秘籍之一,正是他推动了刘徽“分割圆”的计算进程,成为16世纪以前世界首位将圆周率移至第七位的数学家。在相隔1000年后,一位来自阿拉伯的科学家,才得以继续增加小数点的位数。

直到2021年8月17日有报道显示,瑞士学者把计算圆周率位数这一光荣任务交给了超级计算机,在整整108天的日夜兼程后,终于将圆周率追踪到了第62.8万亿位。

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偏执背后的奥秘

有关超级计算机性能方面的测试,其实,是完全可以依靠圆周率计算来得出结论。计算机的设置越先进,就自然对圆周率的计算越敏感,每分每秒的速度反应会更快,假如计算机的设置老旧或者出现毛病和问题,看一眼圆周率的计算进展便知。

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英特尔公司在推行奔腾处理器上市之前,圆周率在计算途中及时发现故障,奔腾处理器经调试过后才面向大众。

在这一关键环节上,圆周率为英特尔公司做出了巨大贡献,不然的话,事后引发的公关危机,定能将英特尔公司推上舆论的风口浪尖。

追求优秀是人类的天性,“挑战”这一具有主动性意义的动词,在人类奠定科学技术的旅程中表现得淋漓尽致。对圆周率的人工探索,科学家们走过了漫长的岁月。

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1540年1月28日,鲁道夫·范·科伊伦首先采用阿基米德式测算进行尝试,继尔转用计量方边形周长的方式,把圆周率小数点定格在第35位。

19世纪的威廉·谢克思,也成功将小数点算到了第707位。得益于计算机的发明,圆周率的小数点测算,从第2037位到第100万位,再从第1万亿位到第62.8万亿。

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对圆周率小数位无穷无尽的追踪,也反映出科学家把和圆形相关的理论体系,投射到研究宇宙恒星、行星等天体中去。不过,有一点务必要清醒的是,一旦圆周率的位数被算尽,我们将会颠覆对圆形的一切定义。

到那时,圆形不过是多边形的变体而已,从而引发数学界和物理学界的震荡和革命。甚至有数学家提出大胆假想,弗格森认为当圆周率计算到一定程度,从0到9区间的数字会出现相同概率。

结语

科学家对圆周率保持着一份天然的好奇心,从古至今,见证了人们孜孜不倦地追求。圆周率对计算机文明的发展起到了相当重要的作用,不仅如此,随着应用数学领域的悄然崛起,人们对圆形概念的认识和理解,已不再满足于停留在过去的研究成果。

圆周率所产生的系列效应,将有望在未来得到一一验证。它不光是一串单纯机械的数字,而是直接或间接渗入到社会生活的方方面面,其威力不容小觑!

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