圆周率已被算到31.4万亿位,科学家如此执着,到底为了什么?
你敢相信,建造于公元前2500年左右的胡夫金字塔和圆周率有关。
圆周率之所以现在还在计算,是因为我们始终抱着一颗好奇之心来判断圆周率能否被算到尽头。
但是如果圆周率被算到尽头的话,那这个后果绝大多数人都承担不起。
从实用性的角度出发,圆周率计算到第32位左右的时候,基本就可以不用再计算了。当然原则上来说计算到39位更好一些,但是现阶段我们已经把圆周率无限度地往外推展,甚至各个国家的科学家都拼了命地去创作,目的就是为了看一看谁的圆周率能够计算得更多更远。
为什么?
这背后自然而然会有一番利益较量,但在此之前我们一定要明白圆周率是怎么来的,也就是那个“派”究竟是什么意思?
在很早以前,人类就意识到大自然中有一个数字非常的神奇,这个数字甚至能够左右人类的命运。所以数不清的科学家前赴后继的目的就是为了探寻这个数字究竟是什么?
于是在公元前1900年到公元前1600年左右在一块古巴比伦石匾上,清楚地记载了圆周率的大小,只不过这个记载并不准确是25:8,通过计算我们得出来它的准确值是3.125。
在同一时期,我们又找到了古埃及的文物,在一个地方记载了圆周率是16:9的平方,而这个数字计算出来之后是3.1605。虽然说这两个数据与真实数据3.1415926......有点天差地别,但是那个年代能够发现圆周率,而且对圆周率做了一个预估值,已经是非常了不得了。
更可怕的是一些科学家和历史学家诡异的发现,埃及人仿佛在很早之前就已经知道圆周率。
比如英国作家就曾经说过,埃及造出来的金字塔,尤其是公元前2500年左右的胡夫金字塔和圆周率好像有关系,比如金字塔的周长和高度之比等于圆周率的两倍。而这个圆周率的两倍就是圆的周长与半径之间的比值。
伴随着时间的延续,在公元前800年到公元前600年的时候,对于圆周率的计算似乎更加精确了,古印度第1本数据当中表示圆周率等于339÷108月=3.139。
阿基米德对于圆周率的贡献在古希腊时期,各种各样的数学家层出不穷,几乎在短时间之内推动了古希腊数学的飞速发展,而阿基米德正是其中的佼佼者之一。
理论上来说,阿基米德也开创了人类历史上通过理论计算圆周率近似值的先河。
他是这样计算的,这个算术方法至今仍然出现在我们的课本当中,它就是割圆术。
这个方法计算的颇为复杂,简单地讲就是通过计算圆内接的一个正96边形和外接的一个正96边形的周长,以此来估算圆的准确周长,再之后通过一系列的数学简单计算,得出圆周率的下限为223÷ 71。
这个一个了不得的数据,为什么?
因为我们通过对这个数据的计算,最终得出来的结果是3.1408,和3.1415926已经不太远了,而通过这个方法得出来的上限数值是22÷7,也就是3.1429,这两个数据之间有一个圆周率,那个圆周率我们叫做“派”。
紧随其后的700多年时间里面,又有一位科学家,准确地说是数学家把圆周率的计算再一次往前推进,那位数学家就是我国的祖冲之。
最终通过外切和内接正多边形计算到了12288边形,与此同时把圆周率的准确数值也推到了7位以后,这个数据记录直接保持了近千年。
我们要注意,在那个时候我们可能压根就没有圆周率这个概念,更多的是通过对于数字,对于模型,对于周长,对于编程的层出不穷的计算,通过这些计算最终得出来的一个圆周率,现阶段科学家对于圆周率的痴迷程度似乎比古代有过之而无不及。
计算机时代的圆周率变化。
当美国制造了世界上第1部电脑之后,圆周率就发生了翻天覆地的变化,自此开始圆周率的计算不需要人为过多参与,只需要通过计算机不间断的进行计算再计算即可。
比如在1950年的时候,一些科学家通过利用电脑计算出来了圆周率的2037位,而计算到了这个位数,也仅仅是用了70个小时而已,如果我们把这些小时换算成时间,差不多两分钟就能够算出一位数来。
再之后圆周率的计算可以说是坐着火箭往上飞,速度越来越快,比如5年之后通过13分钟的简单计算,就计算出来了圆周率的3089个小数位。
而世界上第1个计算出圆周率100万小数位的时间节点是在1973年,这个时间节点也仅仅是时间节点而已,而在1976年的时候,一条新型公式出现这条公式的目的就是为了计算圆周率。
在2010年的时候,日本的计算机奇才通过计算机和云计算的结合计算出来了圆周率的50,000亿位。
在之后的数据还有很多,但是我们似乎再也没有叙述的必要了。
因为理论上来说,当下阶段只要能够保证计算机一直在运行,那么圆周率的计算方式也将会一直不断地往前突破,甚至如果科技达到一定的巅峰值,我们可以让电脑自动计算圆周率,然后自动结再自动计算,在自动更新迭代持续不断下去。
那么有人就问了,圆周率计算到现在有什么用吗?
有用好像也没有什么大用,唯一有用的可能就是为了看一下谁在国际上的影响力更大或者谁的计算机更厉害,但更多的是仍然有一部分人在期待着看看有没有什么奇迹出现。
圆周率究竟是一个重复不循环的数据,还是说一直不循环下去?在未来的某个时间阶段里能否算到尽头,还是说算不到尽头?
大家其实也不妨在评论区评论一下,来看看圆周率究竟有没有算到尽头的那一天。
咱们不妨大胆揣测一下,但我在揣测之前请容许我说一组数据,在2021年的8月18日,瑞士研究人员通过超级计算机,经过了整整108天的时间,将圆周率计算到了62.80,000亿位,这个数据创下了迄今为止最精确的记录。
在之后我们来讲一下圆周率它的本质是什么,当然这一点需要很高深的科学家或者研究学家来讲,所以我在这里只能是关公面前耍大刀卖弄一下,我也无法保证我说的100%正确,大家当个乐和来看一看就行。圆周率通过计算来判断是否有尽头,其本质上来说就是一个正多边形在切割多次之后仍然是正多边形还是平滑的曲线。
我们不妨想象一下圆周率是怎么得出来的,在圆内画一个多边形对不对?
那如果说最终得出来的结论是有一个终点值,也就是最终能够得出一个最为精确的能够计算在尽的数值,那是否能够说明这个世界上压根就不存在圆周率。
当然我们只是假设而已,而且这个假设也只是我的胡说八道而已,大家看个热闹就行,但是我们如果认为刚才那一条理论假设成立的话会发生什么?
这就意味着我们包括现阶段的物理数据,以及与物理书籍相关的其他书籍,可能都需要发生某些莫名其妙地变动,而这些变动远不是我们当下阶段能够掌控的。
而现阶段对于圆周率仍然在计算,无非就是从以下3点的角度出发考量。
第1点:来判断一下计算机的性能。
毕竟圆周率的计算需要耗时多天,自己研究出来一个超大型计算机,计算机的性能怎么样呀?不会研究一会计算机自己着了吧,那既然如此,直接把圆周率丢进去,让计算机自己捣鼓去,通过研究圆周率来判断这个计算机的性能,同时进一步甄别判断看看这个计算机能否有在改进的空间。
第2点:密码学领域。
之前有人就说了,你的生日,你的幸运数字,甚至你能够想到的任何一个莫名其妙的数字,都在圆周率里面。只要圆周率是一个无限不循环的数字,就能够满足我们对于任何数字的所有诉求。
如果这是真的,大家能理解把圆周率运用在密码学当中,究竟有多么可怕的威力吗?
具体的威力我就不多讲了,因为这一块又涉及到另一个专业的领域知识,但是大家不妨想象一下。
第3点:名气问题。
说白了,圆周率计算到现在,大家比拼的并不是说能不能把圆周率算尽,或者说能不能把圆周率算出个什么巧妙之处来。
就目前来看,短期之内好像也发生不了什么翻天覆地的变化。大家唯一所希望的就是来看一下究竟哪个国家能够把圆周率的计算数值在原有基础之上往后再推一推。
而大家追求的也无非如此而已,哪怕往前推动1万位数或者1万亿数,在国际上面的影响力都是杠杠的。
圆周率已被算到31.4万亿位,科学家如此执着,到底为了什么?
圆周率的计算跟每个人息息相关,你的银行卡密码,你的手机号码都与圆周率脱不了关系,关于圆周率还有神奇的故事。
有人说圆周率中蕴含着世界上最美的方程式,宇宙的奥秘与圆周率也有着千丝万缕的关系。也有人说,圆周率不属于三维世界,或许是来自于另一个空间。
作为一个数学符号,圆周率是最为神秘、最有趣、最为吸引人的一个。下面我们就来讲一讲,为什么科学家会如此执着于圆周率的计算?与圆周率有关,还有几个神秘的传说。
圆周率的数学符号为π,它是一个希腊语“周长”的开头字母。表示的意思就是圆的周长与直径之间的关系。这个字母从诞生到推广使用,历经了300多年的历史。
但对于圆周率的计算可以追溯到更早的时期。我们看起来圆就是一个没有角的图形,可是不少数学家认为圆没有角,也许并不准确,可能圆有无限多个角,这真是颠覆了我们的认知。
人类对于圆周率的计算,最早来源于伟大的科学家阿基米德。据说当罗马兵占领希腊城的时候,阿基米德正在全神贯注的计算数学。
完全没有注意身边的罗马士兵,其中一个士兵走上去看看,阿基米德用希腊语大声喊道:“不要碰我的圆圈。”罗马士兵被阿基米德呵斥,十分恼火,手起刀落砍了他的头。
这个故事为许多人熟知,那时候阿基米德就是在计算着π的数值,他是通过正多边形的几何算法来计算的。只是很可惜,那时候他还没有完成他的计算,就魂归天堂。
π这个符号出现在圣经里,它的数值为3,曹魏时期,我国的著名数学家刘徽成功把π的数值计算到了3.1416。
后来到了公元480年,我国著名的数学家祖冲之,他利用的是切割圆的方法,把圆切割成多个多边形,从192边形切割到3072边形,最终他得到了π约等于355除以113,转化成小数的数值就是3.141592920。
德国的科学家鲁道夫一生中大部分的时间都花在了计算圆周率上,他把圆周率的精确数值计算到小数点后第36位。
英国一位业余的科学家威廉,他花费多年的时间采用手工计算的方法计算圆周率,一直计算到707位,可是因为在第527位的时候发生了一个错误,所以他最大的贡献是把圆周率计算到小数点后526位。
后来历代科学家总有人痴迷对圆周率的计算,直到现代计算机时代,人们利用超级计算机来计算圆周率,把圆周率的位数计算到了10万亿位,这是相当了不起的成就。
后来人们把3月14日规定为圆周率日,2019年的圆周率日这几天,一位计算机的爱好者利用超级计算机计算圆周率刷新的世界纪录。圆周率的数值被计算到了31.4万亿位。
今年的8月17日,瑞典的研究人员利用计算机成功地把圆周率的计算数位计算到62.8万亿位,再一次创下了新的世界纪录。
人们如此执着计算圆周率的数值是有着特殊的情结。关于圆周率有几个有趣的传说。在科幻小说里,科学家用11进制的方法来解析π,他们竭尽一生计算π的数值,可是到最后变成了一连串0和1,有人说那里面蕴含了造物主的密码信息。
有人把圆周率小数点后144位数字加起来,总和是666,在西方文化里,666表示的是魔鬼的数字,所以有人认为对圆周率的计算到最后可能会陷入疯魔的境地。
几个世纪以来,埃及的考古学家发现了胡夫金字塔中居然隐藏着圆周率之谜,他们发现这个金字塔的塔基周长和它的高的比例与2π的之间数值的距离相似度达到了99.95%。
有人神奇地发现,圆周率日3月14日竟然跟两个名人的生辰和忌日有关。它是伟大的科学家爱因斯坦的出生日期,也是英国宇宙学家霍金和德国思想家马克思的忌日。这些都仅仅是人们的猜想和通过计算圆周率的数值的过程所得出来的有趣总结。
那么,科学家为什么要执着计算圆周率呢?是因为它确实很重要。1、检验计算机的性能
我们知道现在是计算机的时代,计算机更新换代速度十分快速,我们应该怎么样来检验一台计算机的性能呢?又如何衡量一台计算机更新升级的速度?那么通过计算圆周率就可以得出结论了。
一台计算机计算圆周率的数位越多,时间越短,说明它的性能越好。超级计算机在社会各个领域中得到广泛的应用,一台性能好的超级计算机,更是成为科研领域里的熊猫。
所以,计算圆周率的第一个好处是可以检验计算机的性能。
2、发现计算机的bug
计算机的软硬件中经常会出现一些bug,有些计算机的bug隐藏得十分隐秘,经常很难被发现。
这时圆周率就可以派上用场了,用这台计算机来计算圆周率就很有可能检测到计算机的 bug,当年英特尔的奔腾系列处理器就是使用这样的方法找出bug的。
3、利用圆周率数字来设置密码
科学家通过计算发现,圆周率的数值是一个无限不循环的小数,它的数字组合是随机出现的,在100万个数位中,竟然没有出现123456的数字组合。不过12345的组合却出现了八次。
圆周率的数位数字从0到9,每一个数字出现的次数是不一样的,数字与数字之间的组合是没有任何规律可循的。这样的情况非常符合密码的设置规律。
如今是信息时代,个人信息的保密十分重要,密码学由此诞生了。经常上网的人就知道每隔一段时间某些软件或者系统就会要求我们修改自己以前使用的密码。
最开始密码都是由纯数字构成的,从六位数一直增加到十几位数,后来发现这样纯数字的数字组合还不够严谨,于是就添加了数字与字母符号的组合。
无论是哪种方法的密码设置,都离不开数字,最开始科学家想到的也是圆周率,他们认为可以用数字中随机出现的数字对数据进行加密,用圆周率中的数字来加密安全性非常高。
4、打开新的科学之门
如今,科学发展日新月异,信息时代瞬息万变,我们不知道十年以后社会会发展到什么样的状况,不过我们知道圆周率小数点后的数字会被广泛被利用。
它可以用在现在的芯片领域,给人类的科技发展做出突出的贡献。也可以用在量子力学中,比如2015年美国的科学家在氢原子能级的量子力学计算中,就发现了与圆周率有着高度相似的计算公式,这意味着在高端的科学领域里,也有圆周率的身影。
5、圆周率包含了任何人的出生年月和手机号码
因为圆周率是无限不循环的小数,数字出现呈现出随机的特点,有人对圆周率的数字进行研究发现,任意输入一个人的出生年月,都可以在圆周率中找出来相应的数字组合,比如1962年9月5日,就可以在圆周率中找到19620905。
还有人说圆周率几乎包括了人类所有的信息,包括每个人所用的11位数字组成的手机号码,所有人的银行卡密码。
圆周率后来还被用来检验一个人的记忆能力,世界上就举办了多种圆周率背诵比赛,不少人已经突破了人类的记忆极限。
圆周率的数值是十分神秘而有趣的,里面可能蕴含着宇宙的秘密,爱因斯坦曾经说过:如果把圆周率算尽,地球宇宙,银河系统都要毁灭。
圆周率很迷人,是因为它无穷无尽,就如宇宙的边缘一样,无边无际。如果有一天圆周率真的能被算尽,那么,人类几千年所建立的一切可能被推倒重来,我们所建立起来的复杂庞大的数学和物理体系,可能会分崩离析。
结语:
说到底圆周率不仅是一个数字,更是一个哲理的存在,里面或许蕴含着天体运行的自然规律,又或者是跟四维空间有着千丝万缕的关系。
自然界的运行存在着一定的法则和规律,人与自然都要和谐相处,就如圆周率在3.1415926到3.1415927之间一样,它是有规律而和谐的存在着。
对于圆周率的执着追求还体现了人类孜孜不倦的求知步伐,或许未来的某一天,我们在圆周率计算中又有新的惊人发现。
圆周率已被算到31.4万亿位,科学家如此执着,到底为了什么?
2019年3月14日,谷歌宣布圆周率现已计算到小数点后31.4万亿位。那么,科学家如此执着,到底为了什么?
圆周率(Pi)是圆的周长与直径的比值,一般用希腊字母π表示,是一个在数学及物理学中普遍存在的数学常数。π也等于圆形之面积与半径平方之比。是精确计算圆周长、圆面积、球体积等几何形状的关键值 。
在我们现实生活,实际应用中,圆周率一般取3.14就可以了。当然对于科学家们来说π是在3.1415926和3.1415927之间的一个数字是远远不够的。
以前的人计算圆周率,是要探究圆周率是否循环小数。1965年,英国数学家约翰·沃利斯出版了一本数学专著,其中他推导出一个公式,发现圆周率等于无穷个分数相乘的积。自从1761年兰伯特证明了圆周率是无理数。1882年林德曼证明了圆周率是超越数后,圆周率的神秘面纱就被揭开了。
为了算尽圆周率,许多科学家特别执着的都在努力。在计算机没有出现之前,数学家们靠手算,经过努力将它算到了528位,这是计算机没有出现之前人类的最高纪录。随着人类科技的快速发展,计算机横空出世,它的到来让数字计算迈上了新台阶,1949年时,可以算至小数点后2037位。到了1973年可以算到100万位,1987算至1亿位,到了2002年1万亿位。到了2011年,已经超过了10万亿位。几十年来,计算机不断更新升级,创造的一个又一记录。最令人震惊的是2019年3月14日,谷歌直接宣布圆周率现已计算到小数点后31.4万亿位。
当然圆周率计算到31.4万亿位依然不是π这个字母的终点,今后还会有奇迹出现,让我们拭目以待吧。那么圆周率是如何发现的呢?从有记载史来年看,中国古算书《周髀算经》(约公元前2世纪)中就有圆周率的记载。到了公元480年左右,南北朝时期的杰出数学家祖冲之便痴迷于π,为探索π的奥秘,祖冲之奋笔疾书,废寝忘食,一心扑在数理研究上。他在刘徽开创的探索圆周率的精确方法的基础上,首次将“圆周率”精算到小数第七位,他的科研成果让世界为之震撼,也为后世研究π奠定了坚实的理论基础。祖冲之对圆周率数值的精确推算值,对于中国乃至世界是一个重大贡献,后人将“约率”用他的名字命名为“祖冲之圆周率”,简称“祖率”。直到16世纪,阿拉伯数学家阿尔·卡西才打破了这一纪录。
人类的记忆也是无限的,对于背诵圆周率位数不断刷新。世界上背诵圆周率最多的人:日本人原口证,背诵到圆周率小数后第100000位数。我国的西北农林科技大学硕士研究生吕超,不间断无差错地背诵圆周率至小数点后67890位,成为了中国第一人。
随着科技发展,科学家对圆周率的不断深入研究,甚至是空间和时间的奥秘。它已不仅仅是一个数字那么简单,有科学家认为它可能背后隐藏着一个更大的奥秘,关乎人类文明未来的命运。无独有偶,例如数学家目前只证明了圆周率在二进制的情况下是正规数,但是我们仍然在圆周率中有了一些重大发现。例如:在圆周率小数点后第82267377位,找到了19491001这个数字,它是我国我国举行开国大典的日子。在小数点后95198109位找到了20031015,它是神舟五号升空日。在129003819位找到了20080808,它是北京举办奥运会开幕式的日子。科学家也无法解释这些现象,说是巧合但是也太巧了吧。
而也有人认为,圆周率有可能蕴含着宇宙的奥秘,只要我们能够将它完全破解,或许就可以揭开宇宙的一部分的真相。
个人观点,谢谢阅读。
圆周率已被算到31.4万亿位,科学家如此执着,到底为了什么?
再怎么算到无穷无尽的位数,都是3.1415926到3.1415927之间,算得再多,有用吗?误差无处不在
圆周率已被算到31.4万亿位,科学家如此执着,到底为了什么?
据说想找到3和4之间的整数。找到之后可以打开另一个维度空间。
圆周率已被算到31.4万亿位,科学家如此执着,到底为了什么?
兀是二维和三维甚至四维的一个临界值,在一维数轴上无法表示,表现出来就是无限不循环,就像根号二是一个二维数,无法在一维数轴上表示,因为二维信息丢失,如果放到二维上表示出来非常简单,就是(1,1),兀是一个高维数,是一个临界值,在低维度无法表示,如果在高维上表示出来,就打开了维度之门。
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