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?

栏目:素质教育  时间:2023-03-24
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  总结我们都知道,pi是无穷大的不循环小数,虽然它的计算过程非常复杂,除了专业的研究人员,一般很少有人专门研究它我明白了,但对于他所代表的,我们其实在小学和中学就已经开始接触他了。

  关于这个特殊号,大家经常玩一个有趣的游戏。是比赛中背诵圆周率的位数。数字更敏感。

  

  圆周率的计算

  其实我们在日常生活中实际使用圆周率的时候,并不需要用到那么多的数字,甚至不需要考虑要用多少位小数,因为计算机会帮我们解决这个问题。

  但是熟悉科研领域的朋友应该知道,直到今天,pi的小数点后的位数还在不断扩大。只是借助理论或电脑。科学家们一直没有放弃对这个问题的跟进。

  很多人会觉得很奇怪,这样做有什么意义呢?

  

  由于理论上知道pi是无穷大的不循环小数,永远取不尽,实际生产应用中也没有相应的需求,所以在这个过程中耗费了大量的人力和精力是这在事情上是一种无用的工作吗?

  一般来说,无论用在哪个领域,pi的计算都只会取一些近似数。比如在学习数学的过程中,一般会精确到小数点后两位,也就是3.14,这样可以方便我们的计算。

  

  而在一些工程项目中,无论是建筑物还是设备,即使是精度很高的物体,也需要精确到最多15位左右。

  据科学家调查统计,在所有应用领域中,最准确的记录是圆周率的小数点后40位,很少有超过这个数字的。

  但是你要知道,目前研究人员已经达到了几十万亿位数的pi的水平,那他们为什么要这样做呢?

  

  先说圆周率。其实这个数字的发现由来已久。在古代,因为没有方便的计算方法,也没有电脑这样的设备辅助他们,他们只能靠手算。虽然结果有些误差,但是和今天的计算结果基本是很接近的。

  从历史演进来看,圆周率的计算应该是从古希腊时代开始的,然后才慢慢出现在中国和欧洲的一些地方。

  每个地方的文化历史背景不同,所用的计算方法也不同。当然,这些都是古人智慧的结晶。没有他们,就没有进一步研究的基础。

  

  历史与未来

  中国历史上圆周率的计算在魏晋时期比较有名,当时数学家刘徽创造了一种特殊的方法叫做切圆,最终计算出圆周率的结果是3.1416。

  这和今天的结果基本一样,只是精确和不精确的区别,可见他的方法确实有用,那么什么是切圆术呢?

  其实是一种类似于微积分的方法。将正多边形连续的放在一个圆形图形中,不断相加,使得最终覆盖的面积可以无限接近中心图形的面积。

  

  理论上来说,正多边形越多,最终的结果就越准确。据史料记载,刘徽在放入3000多个正多边形后,最终得出的结果是。刚才计算出来的,还是挺难的。

  南北朝时期另一位著名的数学家就是祖冲之

  。他当时的计算结果与刘辉相差不大,但从圆周率研究的角度来看,其实是非常巨大的进步。

  因为它有最后的数字精确到小数点后7位,而且还给出了一个浮动区间。近1000年来,全世界还没有比这更准确的pi的计算结果。在那个没有电脑的年代,可想而知要达到这样的准确度,需要付出多少精力和时间。

  

  计算机的发明,使人类的计算能力空前提高。

  从上个世纪开始,圆周率的计算完全交给了计算机,从一开始的小数点后两千多位,到70年代的一百万多位,到62.8万亿今天的数字。

  这个小小的数字,见证了人类历史的发展与进步。的相关记录不断被打破。甚至有人认为,按照这种发展趋势,或许有一天人类真的可以计算出pi到最后一位,当然,理论上是不可能的。

  

  那么回到问题,为什么科学家们要坚持这么长时间的做一件看似毫无意义的事情呢?

  一言以蔽之,他们相信宇宙的奥秘就藏在圆周率里。

  

  我们都知道这是无限不循环小数。随着数字的数量不断增加,我们可以找到更多的数字组合。也就是说,从理论上讲,人类所能想象的任何数,都可以在圆周率中找到。

  这些数字代表了人类的生产和生活,比如我们的人口,每个人的生日,社保号,身份证号等等,甚至可以利用不同基数之间的换算来增加它的丰富性可以表示的事物,从而包含整个宇宙。

  

  结语

  当然,这只是一个视角。对于数学家来说,整个世界都可以数字化。一切关系都是数学关系,而当我们穷尽一个无穷大不重复小数的时候,其实是在不断逼近数学的终极奥秘。

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