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圓周率1000億位

生活 更新时间:2024-10-04 04:25:49

圓周率與我們的生活息息相關,想必大家在學生時期就已經學過了圓周率,對圓周率已經有了初步的認識,不知道大家是否知道圓周率究竟有多少位數?随着高性能計算機的發展,一個小小的圓周率背後的奧秘不斷地揭示出來。科學家們現在争先恐後的通過最先進的手段将圓周率的位數逐漸的提升到以萬億為單位,2022年最新的數據顯示,人類已經将圓周率的位數計算到了100萬億位,成功的刷新了2021年62.8萬億位的記錄。你想過嗎,如果将圓周率計算完,人類世界将會發生什麼?

圓周率1000億位(圓周率突破100萬億位)1

衆所周知,圓周率在1761年被德國數學家蘭伯特證明為是一個無理數,也就是通常意義上的無理不循環小數,那麼既然已經知道圓周率是算不盡的,為什麼科學家還在執着于計算圓周率呢?

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早在數千年前,人類就已經發現了圓周率的存在,最初的時候,在生活中要用到圓周率的地方,先人們會取圓周率的近似值3來代替圓周率,随着時代和科技的發展,人們生活中對圓周率的精确度有了更高的要求。

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雖然說在古代的時候計算條件沒有現代這麼先進,但是古人對圓周率的計算精确度與現在計算機計算出來的結果相差不大,東西方科學家用各自的方法對圓周率進行了計算,以古希臘和中國數學家為代表,分别計算出了圓周率的大概值。首先來看古希臘的阿基米德,他在公元前2世紀的時候通過當時最先進的疊代算法和兩側數值逼近的辦法,将圓周率的上界值計算為71分之233,下界值計算為7分之22,最終選取了上界值和下界值的平均數3.141851作為圓周率的近似值,阿基米德也成為世界上第一位計算出圓周率近似值的數學家。

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再來看東方的數學家,也就是中國的圓周率計算,在公元263年,劉徽使用當時最先進的割圓術來計算圓周率的數值,最先計算出圓周率為3.14,但是仍舊感覺與真實的圓周率有較大差距,最後割圓到了正一千五百三十六邊形,計算出正三千零七十二邊形的面積,最後将圓周率的近似值計算到了3.1416;兩百年後,中國的另一位數學家祖沖之進一步通過優化後的割圓術将圓周率的近似值計算到小數點後第七位,使得在随後的八百年時間裡祖沖之計算的圓周率近似值一直領先于世界,祖沖之計算出來的圓周率就是我們在平常所用到的介于3.1415926和3.1415927之間。

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阿基米德、劉徽和祖沖之等3位數學家在那樣的時代裡能将圓周率計算到這麼精準,着實非常不容易,尤其是中國數學家所使用的割圓術計算量巨大,在沒有計算機的情況之下可想難度有多大?直到1761年才被數學家證實圓周率是個無理數,那麼既然已經證明了圓周率是無理數,為什麼還要用最先進的計算機一直計算下去呢?

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随着時代的發展,在很多精準度要求極高的領域裡都要用到圓周率,但是最多幾十位就足夠用了,隻需要用圓周率小數點後40位來計算宇宙的容積率就可以将誤差縮小至氫原子那麼大。由此看來,将圓周率計算到小數點後數十萬億位沒有什麼實際意義,更多的隻能體現計算機優良的性能,人類不斷地挑戰新的世界記錄,其實就是在不斷的超越自我極限。

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在現實中,圓周率龐大的計算量是檢驗超級計算機最主要的方式,就比如此次将圓周率計算到百萬億位的是美國的谷歌雲計算,總共花費的時間為157天23小時31分鐘,相較于2019年隻計算到31.4萬億位就花費了足足的121天,足以看出在兩年的時間裡,人類的計算能力有了很大提升。假如出現了圓周率被計算完的那天,除非是計算工具出了故障,否則就是人類的數學理論基礎出現了問題。

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如果圓周率被計算完,就意味着1761年數學家所證明的圓周率是無理數是錯誤的理論,那麼很多建立在圓周率是無理數基礎上的數學原理将不複存在,數代科學家建立起來的數學理論大廈将會轟然倒塌。對物理和航天技術的發展也會有影響。

不過,從目前來看,人類在短時間裡還不會遇到圓周率被計算完所引發的災難,圓周率不僅僅是很多理論的基礎,在我們的實際生活中也起到非常重要的作用。您是怎樣看待圓周率突破100萬億位這件事情,歡迎留言評論。

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