對(duì)于數(shù)字這門(mén)學(xué)科相信大家都不陌生,我們?cè)谏蠈W(xué)的時(shí)候,老師告訴我們:學(xué)好數(shù)理化,走遍天下都不怕。事實(shí)上也的確如此,這個(gè)世界的一切奧秘都離不開(kāi)數(shù)學(xué),物理,化學(xué)這三門(mén)學(xué)科。而在數(shù)理化中,數(shù)學(xué)又排名了第一位,可見(jiàn)它的重要性。
數(shù)學(xué)是一門(mén)神奇而重要的學(xué)科,是一切科學(xué)分類(lèi)的鼻祖和基礎(chǔ),沒(méi)有數(shù)學(xué)的指引,其他的學(xué)科都無(wú)法進(jìn)入探索下去。所以每一位偉大的科學(xué)家,都有非常高的數(shù)學(xué)造詣,例如牛頓和愛(ài)因斯坦,他們的數(shù)學(xué)同樣非常牛逼,尤其是愛(ài)因斯坦,為了自己物理學(xué)有好的成就,曾經(jīng)專(zhuān)門(mén)花費(fèi)了10年時(shí)間重修數(shù)學(xué),將數(shù)學(xué)的修為推到了一個(gè)很高的層次,于是才有了后來(lái)偉大的物理學(xué)成就。
數(shù)學(xué)是研究數(shù)量、結(jié)構(gòu)、變化、空間以及信息等概念的一門(mén)學(xué)科,從某種角度看屬于形式科學(xué)的一種,也是人類(lèi)自誕生以來(lái)最早接觸研究的學(xué)科,從人類(lèi)還沒(méi)有文字出現(xiàn)之前,數(shù)學(xué)已經(jīng)被人類(lèi)的祖先發(fā)現(xiàn)并進(jìn)行簡(jiǎn)單的應(yīng)用。
研究探索數(shù)學(xué)的奧秘,自然離不開(kāi)大量的數(shù)學(xué)公式和各種神奇的數(shù)字,在數(shù)學(xué)的殿堂中有很多神奇不可思議的數(shù)字,其中不少至今還無(wú)法破解,身上披著神秘的面紗。而在眾多的數(shù)字中,有一個(gè)數(shù)字是我們非常熟悉的,可是卻一直困擾著科學(xué)家,至今難以破解其背后的奧秘。
這個(gè)數(shù)字就是圓周率,是我們?cè)谛W(xué)階段就接觸的一個(gè)無(wú)厘米。對(duì)于圓周率相信大家都不陌生,它是圓的周長(zhǎng)與直徑的比值,一般用希臘字母π表示,是一個(gè)在數(shù)學(xué)及物理學(xué)中普遍存在的數(shù)學(xué)常數(shù)。
我們?cè)谏闲W(xué)的時(shí)候,老師告訴我們:圓周率是一個(gè)無(wú)限不循環(huán)小數(shù),它的位數(shù)是無(wú)窮無(wú)盡的,無(wú)法真正算盡。而在人類(lèi)文明的歷史上,有很多的數(shù)學(xué)家一生都在計(jì)算圓周率,可是都沒(méi)有將它算盡,那么圓周率真的無(wú)法算盡嗎?
圓周率這個(gè)神奇神秘的數(shù)字自然吸引了無(wú)數(shù)科學(xué)家的探索研究,那么它是何時(shí)出現(xiàn)的?對(duì)于圓周率出現(xiàn)的時(shí)間,目前還沒(méi)有形成一個(gè)統(tǒng)一的答案,可能很多人會(huì)說(shuō),圓周率是我國(guó)古代數(shù)學(xué)家發(fā)現(xiàn)并計(jì)算出來(lái)的,因?yàn)樵谖覀兊臄?shù)學(xué)課本上,圓周率的鼻祖是祖沖之。
那么圓周率真的是祖沖之發(fā)現(xiàn)的嗎?通過(guò)后來(lái)科學(xué)家的進(jìn)一步研究探索發(fā)殃,早在4000多年前,古埃及人就有了有關(guān)圓的計(jì)算,只不過(guò)那個(gè)時(shí)候算出的圓周長(zhǎng)與直徑比值大約是3.16,而這也是目前認(rèn)為圓周率最早出現(xiàn)的時(shí)間地點(diǎn)。
而我國(guó)最早對(duì)圓周率進(jìn)行計(jì)算研究的是三世紀(jì)的劉徽,他將圓周率精確到了小數(shù)點(diǎn)的后三位,這在當(dāng)時(shí)處于世界領(lǐng)先地位,后人為了紀(jì)念劉徽,將其稱(chēng)為徽率。200多年后,我國(guó)著名數(shù)學(xué)家祖沖之,在劉徽的基礎(chǔ)上,將圓的內(nèi)接六邊形一直演算到了24567邊。
為了完成這項(xiàng)超復(fù)雜的計(jì)算工程,祖沖之至少對(duì)九位數(shù)字反復(fù)進(jìn)行了多達(dá)130次以上的運(yùn)算,其中的開(kāi)方和乘方運(yùn)算有將近50次之多。在那個(gè)沒(méi)有計(jì)算機(jī)的時(shí)代,利用手工,其計(jì)算量可想而知。
正因?yàn)樽鏇_之的努力,人類(lèi)第一次將π值精確到了小數(shù)點(diǎn)后六位,并確定圓周率在3.1415926和3.1415927之間祖沖之用約率22/7和密率355/113這兩個(gè)分?jǐn)?shù)來(lái)表示圓周率。
祖沖之對(duì)圓周率的計(jì)算,再次證明了中國(guó)在古代數(shù)學(xué)領(lǐng)域的領(lǐng)先地位。而同樣算出如此精度的歐洲人,要等到1000多年后,為了紀(jì)念祖沖之,人們把355/113命名為祖率。這是一個(gè)巨大的進(jìn)步,因此我們現(xiàn)在說(shuō)起周周率的鼻祖是誰(shuí),一般都會(huì)說(shuō)是祖沖之。
在人類(lèi)進(jìn)入科技時(shí)代之后,有了計(jì)算機(jī)的幫助之后,我們對(duì)圓周率的計(jì)算也進(jìn)入了飛速提升的階段,隨著計(jì)算機(jī)性能的不斷提升,圓周率的位數(shù)也在爆發(fā)式增長(zhǎng)。從1949年時(shí),可以算至小數(shù)點(diǎn)后2037位到了2011年,已經(jīng)達(dá)到了10萬(wàn)億位。
2019年3月14日,谷歌宣布稱(chēng),圓周率現(xiàn)在已經(jīng)突破3000萬(wàn)億位,達(dá)到了31.4萬(wàn)億位,這又是一個(gè)巨大的突破。即使如此,我們?nèi)匀粵](méi)有看到圓周率的盡頭,很多人會(huì)說(shuō),我們不要白費(fèi)努力了,即使計(jì)算機(jī)再先進(jìn),圓周率也是無(wú)法算盡的,它根本就是一個(gè)沒(méi)有尺頭的數(shù)字。
那么圓周率能夠算盡嗎?從科學(xué)的角度出發(fā),這個(gè)世界上不存在無(wú)限的事物,熵增定律告訴我們,萬(wàn)物都是從有序走向無(wú)序,最后走到盡頭,不管是生命也好,宇宙也好,都有終結(jié)的一天,沒(méi)有無(wú)限存在的東西。
圓周率它也是屬于萬(wàn)物,理論上不可能是無(wú)限的,如果它是無(wú)限的,那么就違反了科學(xué)自然規(guī)律。所以有科學(xué)家認(rèn)為,圓周率也是有盡頭的,它也是能夠算盡的,只不過(guò)以人類(lèi)目前的科技實(shí)力還做不到。
也有人認(rèn)為,圓周率太神秘了,它背后可能蘊(yùn)含著時(shí)間和空間的奧秘,或許它根本就不是三維宇宙的東西,而是來(lái)自于更高維度宇宙,無(wú)意之中被三維世界的人類(lèi)領(lǐng)悟發(fā)現(xiàn),才有了圓周率的誕生。
圓周率無(wú)法被算盡,也有可能是我們對(duì)于它的了解只是皮毛,根本沒(méi)有掌握本質(zhì)的秘密。不管圓周率有沒(méi)有盡頭,它的背后有什么樣的秘密,它對(duì)于人類(lèi)的重要性越來(lái)越高?,F(xiàn)在人類(lèi)的很多領(lǐng)域都要用到圓周率,它在未來(lái)的應(yīng)用會(huì)越來(lái)越多,對(duì)它的研究探索也會(huì)越來(lái)越多,相信終有一天,我們會(huì)真正揭開(kāi)它神秘的面紗。
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