已被算到62.8万亿位!科学家为何如此执着,非要计算圆周率?

综述

我们都知道,圆周率是一个无限不循环小数,虽然它的计算过程非常复杂,除了专业的研究人员之外,一般很少会有人专门去了解,不过对他所代表的意义,我们其实他中小学阶段就已经开始接触了。

关于这个特别的数字,大家经常都会做一个有趣的游戏,那就是比赛背诵圆周率的位数,谁背得越多,也就意味着他的记忆力越好,对数字越敏感。

圆周率的计算

其实,在生活当中实际用到圆周率的时候,其实并不需要用上这么多位数,甚至我们自己也不用去思考要用到小数点后几位,因为电脑会帮我们解决这个问题。

但是对科学研究领域熟悉的朋友应该知道,其实直到今天,关于圆周率小数点后面的位数,依然在不断地延伸,不过是借助理论还是计算机,科学家们从来没有放弃过对这个问题的追索。

有很多人就会感到非常奇怪,这么做的意义是什么呢?

既然从理论上已经知道了圆周率就是一个无限不循环小数,是永远不可能穷尽的,而且在实际的生产应用当中也没有相应的需求,那么耗费大量的人力和精力在这件事上面,难道不是一种无用功吗?

一般来说,无论是被运用于哪一个领域,圆周率的计算都只会取一些近似数,比如我们在数学学习的过程当中,一般都会精确到小数点后两位,也就是3.14,这样做可以方便我们的计算。

而在一些工程项目当中,不管是建筑还是器械,即使是精确度再高的物体,也最多需要精确到15位左右

根据科学家的调查统计,在所有的应用领域当中,最高的精确记录是圆周率的小数点后40位,超过这个数字的寥寥无几。

但是要知道,目前研究者们对于圆周率的位数追索,已经达到了几十万亿的级别,那他们到底为什么要这样做呢?

先来说一下圆周率,其实这个数字的发现有很长一段时间的历史。在古人的时期,因为没有便捷的计算方法,也没有像计算机这样的仪器设备辅助,所以他们只能够用手算,虽然结果有一些误差,但是基本上和今天的计算结果已经非常相近了。

从历史沿革上来看,圆周率的计算最早应该是从古希腊时代开始的,在这之后才慢慢出现在中国,以及欧洲的一些地方。

每个地方的文化和历史背景不同,所使用的计算方法也各有差异,当然这些都是古人的智慧结晶,如果没有他们,也没有后来能够进行进一步研究的基础。

历史与未来

中国历史上的圆周率计算比较有名的是魏晋时期,当时的数学家刘徽独创了一个特别的方法,名叫割圆术,并最后计算出圆周率的结果是3.1416。

这基本上已经和今天的结果没有什么差别了,只是精确和不精确的区分,可见他的方法是确实有用的,那么什么叫作割圆术呢?

其实就是类似微积分的方法,在一个圆形图形当中不断地放入正多边形,将它们不断地累加,让最终覆盖的面积可以无限接近圆心图形的面积。

从理论上来说,正多边形的数量越多,最后能够得到的结果也就是精确,按照历史资料的记载,刘徽最后得到的结果是放入了3000多个正多边形之后,才推算出来的,可以说是相当不容易了。

另外一个比较有名的数学家,就是南北朝时期的祖冲之,他当时所计算出来的结果其实和刘徽差的不是很多,但是站在圆周率研究的角度来看,其实是一个非常巨大的进步。

因为它将最后的数字精确到了小数点后7位,而且还给出了一个浮动的区间,在这最后的1000多年时间当中,整个世界都没有比他更准确的圆周率计算结果了。在那个没有计算机的年代,可以想象要得出这样的精确程度,需要花费多少精力和时间。

计算机的发明让人类的计算能力得到了前所未有的提高。

从上个世纪开始,圆周率计算就已经完全交给了电脑,从最初的小数点后两千多位,到70年代的100多万位,再到今天的62.8万亿位。

这个小小的数字见证了人类历史的发展和进步,关于它的纪录不断被打破,有人甚至会认为,按照这样的发展趋势,也许有一天人类真的可以把圆周率计算到最后一位,当然这在理论上来说是不可能做到的。

所以还是回到那个问题,为什么科学家要在这么长的时间当中坚持继续一件看起来没有意义的事情呢?

一句话来说就是,他们相信在圆周率当中隐藏着关于宇宙的秘密

我们都知道这是一个无限不循环小数,随着位数的不断增长,我们可以从中发现更多的数字组合,也就是说理论上,人类可以想象到的任何数字,都是可以在圆周率当中找到的。

这些数字代表着人类的生产生活,比如我们的人口数,每个人的生日,社保编号,身份证号等等,甚至可以再利用不同进制之间的转换,来增加它能够代表的事物的丰富性,从而囊括整个宇宙。

结语

当然,这只是一种角度,对于数学家而言,整个世界都是可以被数字化的,所有的关系都是数学关系,而当我们在穷尽一个无限不循环小数的时候,其实就是在不断地接近关于数学的最终极的奥秘。

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页面更新:2024-04-19

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