在著名影视作品《生活大爆炸》中有这样的一个情节:天才物理学家谢尔顿库伯向同伴们炫耀自己在幼儿园时所做的才艺展示——把圆周率后一千位背出来。
对于我们普通人而言,能够把1000个没有规律的数字倒背如流,已经是一件非常了不起的事,但圆周率毕竟是一个没有极限的无理数,直到今天我们也没有办法将其准确的数值定义出来,只能用π这个符号来对其进行一个模糊的通论。
很多人都认为圆周率的研究已经到达了极限,科学家们没有必要再对其进行更为深入的考察。然而这样的说法其实是错误的,虽然圆周率的计算是一个无穷的过程,但它对于我们现今社会科学的意义却是十分关键的……
从数学的角度来说,圆周率就是把一个等圆的周长和直径进行相除,二者之间所得出的比数就是圆周率。
其实,早在几千年前的古希腊,著名数学家阿基米德就在自己的研究过程中将圆周率的具体公式进行了简单推导。虽然这个公式在当今时代看来漏洞百出,但谁也不能否认阿基米德在数学方面的成就。
在我国著名的南北朝数学家祖冲之也成功将圆周率算到了小数点的后7位。在当时人们基本没有能力制造出一个完美的圆形,更无法利用计算器等工具,对圆的周长和直径进行分析对比。所以,祖冲之取得的成就是可以被称作“举世瞩目”的。
时间来到近现代之后,我们可以利用高级计算机来对圆周率进行运算,自此人们对于圆周率的理解也就更为深刻了。许多高级工程师在进行运算的时候,甚至要用到圆周率后十几位甚至几十位的数字,以此来提高自己设计的准确性。
但是,我们人类在进行运算的时候,最多也就只会用到圆周率之后的几千位,为什么科学家们还一直努力去探索圆周率的极限呢?
对于我们普通人而言,圆周率只是在学生时代帮助我们解题的一个工具。但在科学家眼里,圆周率就是一个极其神圣而神秘的数字,对于它的高强度运算本就是一项挑战。
截止到2021年,人类计算圆周率的纪录被瑞士的科学家们所保持,他们花费了足足三个多月的时间,运用了大量的科技设备,把圆周率这一数字计算到了其小数点之后的62.8万亿位。
这样的数字对于我们人类的大脑来说,显然是无法计算的,哪怕是一个一个数,想要数完62.8万亿,我们也需要花费足足几百万年的时间。所以,这些圆周率的计算其实本来就是一种对现代计算机的考验。
虽然计算机在当前时代更容易被人理解为娱乐和学习的工具,但计算机的内核还是通过数字信号来进行一些数学法则上的运算,圆周率这个无穷无尽的无理数,当然是计算机验证算力的一个最好选择。
对于科学家而言,他们可以通过计算机进行对于圆周率的计算来检测其性能。
早在1986年,科学家们就学会了通过圆周率来检测计算机的硬件问题,他们在对著名的克雷-2计算机进行检查的时候,意外的发现这台计算机所得出的圆周率竟然是错误的,于是他们拆解了计算机,发现其内部果然出现了异常。
很多高级计算机在出厂之前都会经过圆周率的反复计算,只有准确率达到一个标准之后,这些计算机才能够流入市场。
这也是圆周率在当前时代应用最广的一个方面,一般来说,一台计算机所能算出的圆周率的位数越大,其计算能力也就越强。圆周率对于计算机而言就好像是我们手机上的性能跑分软件一样。是一种对于算力的检测。
对于人类而言,圆周率的作用不仅仅体现在数学上,在当前时代的统计工程,天文物理等多方领域里,科学家们都会用上圆周率这一数字。
所以,尽可能提高圆周率的准确性,对于所有科学家而言都是至关重要的。只不过我们普通人所需要用到的很可能只是圆周率后的几位数字而已,所以我们才会有一种“圆周率没用”的错觉。
退一步来说,哪怕圆周率的计算真的无法对人类社会起到一些决定性的帮助,但是这依旧是一项值得科学家们探索的工程。
对未知的挑战,对已知的质疑是人类科学进步的必要条件,科学家们对于圆周率的研究过程,实际上也是一种对于自我以及已知知识的挑战,这种精神无疑也是值得我们尊重。
人类并非是一种全知全能的生物,哪怕在我们熟悉的领域里,依旧有着人类不曾知晓的东西存在。人类想要更好的了解世间的未知,就必须利用自己已经掌握的知识和技术,不断的进行创新和突破。
人类发现圆周率已经有几千年的历史,但直到最近几十年,我们才真正意义上把圆周率这个数字运用到了生活和工作当中。
这是属于人类的进步,更是人类文明发展的曙光。相信在未来,我们可以借助知识来了解更多类似于圆周率的存在,更好地理解我们所处的这个大千世界。