圓周率是數(shù)學、物理學領域當中,一個經(jīng)常要用到的數(shù)學常數(shù),通過這個常數(shù),我們可以輕松通過圓的半徑、直徑,求得它的周長、面積。 最基礎的圓周率計算,就是圓的周長除以直徑,最后求得的數(shù)值就是圓周率。 但值得一提的是,圓周率有一個特點,雖然我們張口就能說出圓周率等于3.1415926,但從嚴格意義上來說,這卻并不嚴謹。 因為圓周率是無限不循環(huán)小數(shù),在6的后面還有無數(shù)位數(shù)字,因此,只能說圓周率約等于多少。 那問題來了,我們有沒有可能算盡圓周率呢?如果圓周率被算盡了,又會出現(xiàn)什么后果呢? 人類為了算圓周率有多瘋狂?圓周率最早被人類發(fā)現(xiàn),可以追溯到公元前1900年至公元前1600年。 當時在古巴比倫,有人刻下了一塊石匾,石匾清楚記載了圓周率等于3.125,而在同一時期,萊因德數(shù)學紙草書也記錄了,圓周率等于16/9的平方,約等于3.1605。 雖然這些數(shù)值與現(xiàn)在的圓周率數(shù)值差距很大,但也已經(jīng)非常厲害。 直到公元480年左右,我國數(shù)學家祖沖之,才將圓周率精確到了小數(shù)點后七位。 他計算的圓周率數(shù)值為3.1415926到3.1415927之間,已經(jīng)與我們今天的圓周率小數(shù)點后7位幾乎一致,應用在生活的絕大部分地方,已經(jīng)都不是問題。 祖沖之計算的圓周率,精確程度之高,在往后的近800年間,世界上都沒有數(shù)學家能突破。 不過發(fā)展到近現(xiàn)代之后,小數(shù)點后7位的圓周率,在一些領域已經(jīng)無法滿足我們的使用,另一方面,隨著數(shù)學的發(fā)展,數(shù)學家有了更多理論去精確求解圓周率,這也就讓他們開始執(zhí)迷于,對這個無限不循環(huán)小數(shù)的求解。 尤其是在1949年,電腦誕生后,科學家開始用電腦求解圓周率的數(shù)值。 通過這臺名叫ENIAC(ElectronicNumerical Integrator And Computer)的電腦,科學家用了70個小時來對圓周率進行計算,最終算到了圓周率小數(shù)點后2037位,創(chuàng)造了世界紀錄。 發(fā)展到現(xiàn)代,超級計算機的出現(xiàn),則更是將圓周率精確到了小數(shù)點后數(shù)萬億位。 2019年3月14日,谷歌通過超級計算機將圓周率精確到了小數(shù)點后31.4萬億位。 而在2024年3月14日,根據(jù)美國趣味科學網(wǎng)站的報道,美國加州的計算機存儲公司Solidigm,用了75天時間,100萬GB數(shù)據(jù),最終將圓周率精確到了小數(shù)點后105萬億位,這也成了迄今為止,圓周率計算的世界紀錄。 當然了,如果有更多時間,更多算力,圓周率還能被計算地更加精確,因為它是無限不循環(huán)小數(shù),理論上無法算盡。 因為早在1947年,就有一位名叫伊萬·尼文的數(shù)學家,曾用微積分跟反證法對圓周率是無理數(shù)進行過證明。 伊萬·尼文(Ivan Niven) 通過證明得知,圓周率就是一個無限不循環(huán)小數(shù),就是一個無理數(shù),因此,從理論上,是不可能被算盡的。 圓周率如果被算盡會發(fā)生什么?雖然圓周率不可能被算盡,但是,假如有一天,圓周率被算盡了,那接下來發(fā)生的事情,你可能根本無法想象。 圓周率被算盡就意味著,我們可以通過無限分割的方式,把一個圓,最終分割為一個多邊形,看似光滑的圓弧,最后會成為一段段小線段的集合,而針對去面覆蓋面積進行計算的微積分,也將會被證明不可靠。 微積分作為現(xiàn)代數(shù)學的基石,一旦被證明不可靠,整座數(shù)學大廈都將受到致命的影響。 畢竟,我們是要繼續(xù)使用錯誤的微積分維持數(shù)學大廈,還是推翻微積分,建立新的理論重建數(shù)學大廈,這是一個“致命”的問題。 而反映到我們的生活里,其影響則更加不可思議。 現(xiàn)如今,我們所接觸的工程學、經(jīng)濟學、生物學、醫(yī)學等諸多領域,都需要用到圓周率和微積分,尤其是微積分。 倘若圓周率被算盡,微積分理論被推倒,那我們整個社會的發(fā)展都會因此受到致命影響。 最典型的就是各種精密儀器設備,比如衛(wèi)星、火箭等,都需要用到微積分制作軌道模型,沒有微積分,科學家無法預測它們的軌道,更無法將它們發(fā)射升空。 除此之外,圓周率還是檢驗超級計算機性能的關鍵度量。 當初英特爾推出奔騰系列,就是通過計算圓周率發(fā)現(xiàn)了一個關鍵BUG,因為圓周率是無限不循環(huán)小數(shù),計算機只要運算系統(tǒng)存在問題,運算過程中,就會出錯,將圓周率算錯。 根據(jù)這一特性,也有科學家將圓周率用在了密碼學,從圓周率里截取對應位數(shù)的數(shù)字作為密碼,讓人無規(guī)律可循,極大保障了信息的安全性。 但圓周率被算盡,這種密碼將變得不安全,屆時所有用它加密的數(shù)據(jù),都將被公開,這是非常危險的,尤其是涉及到國家機密,更是如此…… 寫在最后基于此,圓周率一旦被算盡,算盡的瞬間,我們現(xiàn)有的人類文明,可能就會被顛覆。 這樣的結局實在無法想象。 但好在,從現(xiàn)有的科學理論上,圓周率是無法被算盡的…… |
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