圓周率已經達到10萬億位,電腦為何還在不停地計算圓周率?

由于圓周率是一個無理數,它的小數部分是無限不循環小數。在數學上,有一類實數,它顯示出的是一種隨機分布,并且每個數字出現的機會是相同的,這種數字就被稱為:正規數,

在我們生存的這個宇宙當中,存在著許多的常數,比如:光速,普朗克常數,精細結構常數等等。這些常數只要存在些許的差別,這個宇宙就將不復存在。也就是說,這些常數剛剛處于這個數值,才使得宇宙可以穩定地發展下去。甚至現在各種常用的單位制都是通過這些常數來進行定義的,


而在眾多的常數當中,有一個很特別,它就是圓周率。科學家對于這個常數有近乎狂熱的執念,從古至今,有無數的學者都在研究圓周率,其中不乏頂尖的學者,比如:阿基米德,牛頓,祖沖之等等,那么問題來了,為什么學者們都會對這個圓周率有如此強的好奇心?圓周率到底隱藏著什么樣的秘密?


要了解這個問題,我們就從圓周率的定義說起。圓周率是一個典型的數學常數,它的具體定義是圓的周長與其直徑的比值,這個數值近似于3.145926,我們通常用符號π來表示。



學者們非常關心圓周率的小數部分是不是類似于正規數的隨機分布,并試圖去證明圓周率就是正規數,符合正規數的統計分布。不過還沒有能夠非常嚴謹的證明,但主流的數學界還是比較傾向于圓周率是一個正規數。說白了就是,圓周率小數部分不會出現以某個數字的限循環為結尾


如果圓周率真的是一個正規數,那么圓周率小數點部分就可以出現任意一串有限的數字,說白了就是圓周率的小數點部分,可以存在著你自己的生日,銀行賬號,行動電話號碼等等一串有序的數字,

我們舉個例子,密碼通常是六位數的,圓周率的小數部分的前14,118,307位就包含了所有的六位數,最后一個六位數是569540,


再比如,生日一般是八位數的,圓周率小數部分的前10億位內,就可以顯示出所有的8位數的序列,換句話說,你可以在圓周率小數點的部分中找到你的生日,

行動電話號碼是11位的,同樣也是可以的,在圓周率小數點部分的前4606億位以內就可以找全所有的11位數,


于是,就有一些人提出,是不是圓周率當中印著某些某種特殊的資訊,可能是宇宙的設計者留給人類的,也可能是宇宙智慧文明留給人類的,

甚至科學家們的一些行為,好像也迎合了這種看法,從數學誕生開始,學者們就在努力的窮盡圓周率,不停地去計算小數點的部分,有一種不把圓周率算盡就誓不罷休的架勢,在西元五世紀,大陸的劉宋數學家祖沖之就把圓周率精確到小數點后7位數;幾乎同一時期,印度的學者把圓周率精確到小數點五位數,而現在利用超級計算機,人類把圓周率小數點精確到了10^15位 ,也就是十萬億位。甚至還有一些人可以背出圓周率小數點部分的十萬位,這還成為了世界紀錄。


那么問題來了,如果不是圓周率藏著某種資訊,為什么還有那么多人在計算或者背誦圓周率?

實際上,如果圓周率是一個正規數,理論上它可以無限不循環下去,可以顯示出所有任何有限的數字串,這并不是什么特別的資訊,不過,圓周率的精確確實很重要,許多的數學和物理學公式當中都有它的身影。

舉個例子,物理學當中,關于“引力現象”的主流是愛因斯坦的廣義相對論。在廣義相對論當中有一個著名的引力場方程,在這個方程中就有圓周率的存在,


而這個方程與宇宙學有至關重要的關系。不只是宇宙學,在熱力學,力學和電磁學當中,涉及到空間或者幾何形狀時,都會涉及到圓周率。如果圓周率不夠精確,就會影響到這些學科的發展,就拿宇宙學的影響來說,很可能我們連計算宇宙起源的時間都會出現較大的誤差。不過,這些學科對于圓周率的精度要求也不過是幾百位而已,根本用不到十萬億位的程度,舉個例子,精度只要達到39位,計算出來的可觀測宇宙的誤差就不會超過1個原子的大小,可以說是相當的精確了,


那是不是想要把圓周率算盡呢?

如果圓周率真的被算盡,那么我們整個數學大廈都會崩塌,這確實對于數學家來說是一個好事,畢竟這會是一個偉大的成就,不過,科學家早就證明了圓周率不會被算盡,所以這種情況并不存在,

科學家之所以在奮力地運算圓周率,有一定程度上的原因是基于打破記錄的沖動。一旦打破記錄,這個成就往往會成為全世界各地的新聞,其次,計算圓周率還可以很好地考驗超級計算機的算法和性能,同時也能讓科學家根據已經得到的結果評估圓周率到底是不是一個正規數。


3 条回复 A文章作者 M管理員
  1. 我感覺是計算的方式有問題,數學概念的設定有問題,始終覺得圓周率是有窮的。

  2. 沒有一點用。

  3. 你要是知道圓周率的求出方法,就不會說覺得了。