對于數(shù)字這門學科相信大家都不陌生,我們在上學的時候,老師告訴我們:學好數(shù)理化,走遍天下都不怕。事實上也的確如此,這個世界的一切奧秘都離不開數(shù)學,物理,化學這三門學科。而在數(shù)理化中,數(shù)學又排名了第一位,可見它的重要性。
數(shù)學是一門神奇而重要的學科,是一切科學分類的鼻祖和基礎,沒有數(shù)學的指引,其他的學科都無法進入探索下去。所以每一位偉大的科學家,都有非常高的數(shù)學造詣,例如牛頓和愛因斯坦,他們的數(shù)學同樣非常牛逼,尤其是愛因斯坦,為了自己物理學有好的成就,曾經(jīng)專門花費了10年時間重修數(shù)學,將數(shù)學的修為推到了一個很高的層次,于是才有了后來偉大的物理學成就。
數(shù)學是研究數(shù)量、結(jié)構(gòu)、變化、空間以及信息等概念的一門學科,從某種角度看屬于形式科學的一種,也是人類自誕生以來最早接觸研究的學科,從人類還沒有文字出現(xiàn)之前,數(shù)學已經(jīng)被人類的祖先發(fā)現(xiàn)并進行簡單的應用。
研究探索數(shù)學的奧秘,自然離不開大量的數(shù)學公式和各種神奇的數(shù)字,在數(shù)學的殿堂中有很多神奇不可思議的數(shù)字,其中不少至今還無法破解,身上披著神秘的面紗。而在眾多的數(shù)字中,有一個數(shù)字是我們非常熟悉的,可是卻一直困擾著科學家,至今難以破解其背后的奧秘。
這個數(shù)字就是圓周率,是我們在小學階段就接觸的一個無厘米。對于圓周率相信大家都不陌生,它是圓的周長與直徑的比值,一般用希臘字母π表示,是一個在數(shù)學及物理學中普遍存在的數(shù)學常數(shù)。
我們在上小學的時候,老師告訴我們:圓周率是一個無限不循環(huán)小數(shù),它的位數(shù)是無窮無盡的,無法真正算盡。而在人類文明的歷史上,有很多的數(shù)學家一生都在計算圓周率,可是都沒有將它算盡,那么圓周率真的無法算盡嗎?
圓周率這個神奇神秘的數(shù)字自然吸引了無數(shù)科學家的探索研究,那么它是何時出現(xiàn)的?對于圓周率出現(xiàn)的時間,目前還沒有形成一個統(tǒng)一的答案,可能很多人會說,圓周率是我國古代數(shù)學家發(fā)現(xiàn)并計算出來的,因為在我們的數(shù)學課本上,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?通過后來科學家的進一步研究探索發(fā)殃,早在4000多年前,古埃及人就有了有關圓的計算,只不過那個時候算出的圓周長與直徑比值大約是3.16,而這也是目前認為圓周率最早出現(xiàn)的時間地點。
而我國最早對圓周率進行計算研究的是三世紀的劉徽,他將圓周率精確到了小數(shù)點的后三位,這在當時處于世界領先地位,后人為了紀念劉徽,將其稱為徽率。200多年后,我國著名數(shù)學家祖沖之,在劉徽的基礎上,將圓的內(nèi)接六邊形一直演算到了24567邊。
為了完成這項超復雜的計算工程,祖沖之至少對九位數(shù)字反復進行了多達130次以上的運算,其中的開方和乘方運算有將近50次之多。在那個沒有計算機的時代,利用手工,其計算量可想而知。
正因為祖沖之的努力,人類第一次將π值精確到了小數(shù)點后六位,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這兩個分數(shù)來表示圓周率。
祖沖之對圓周率的計算,再次證明了中國在古代數(shù)學領域的領先地位。而同樣算出如此精度的歐洲人,要等到1000多年后,為了紀念祖沖之,人們把355/113命名為祖率。這是一個巨大的進步,因此我們現(xiàn)在說起周周率的鼻祖是誰,一般都會說是祖沖之。
在人類進入科技時代之后,有了計算機的幫助之后,我們對圓周率的計算也進入了飛速提升的階段,隨著計算機性能的不斷提升,圓周率的位數(shù)也在爆發(fā)式增長。從1949年時,可以算至小數(shù)點后2037位到了2011年,已經(jīng)達到了10萬億位。
2019年3月14日,谷歌宣布稱,圓周率現(xiàn)在已經(jīng)突破3000萬億位,達到了31.4萬億位,這又是一個巨大的突破。即使如此,我們?nèi)匀粵]有看到圓周率的盡頭,很多人會說,我們不要白費努力了,即使計算機再先進,圓周率也是無法算盡的,它根本就是一個沒有尺頭的數(shù)字。
那么圓周率能夠算盡嗎?從科學的角度出發(fā),這個世界上不存在無限的事物,熵增定律告訴我們,萬物都是從有序走向無序,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,沒有無限存在的東西。
圓周率它也是屬于萬物,理論上不可能是無限的,如果它是無限的,那么就違反了科學自然規(guī)律。所以有科學家認為,圓周率也是有盡頭的,它也是能夠算盡的,只不過以人類目前的科技實力還做不到。
也有人認為,圓周率太神秘了,它背后可能蘊含著時間和空間的奧秘,或許它根本就不是三維宇宙的東西,而是來自于更高維度宇宙,無意之中被三維世界的人類領悟發(fā)現(xiàn),才有了圓周率的誕生。
圓周率無法被算盡,也有可能是我們對于它的了解只是皮毛,根本沒有掌握本質(zhì)的秘密。不管圓周率有沒有盡頭,它的背后有什么樣的秘密,它對于人類的重要性越來越高?,F(xiàn)在人類的很多領域都要用到圓周率,它在未來的應用會越來越多,對它的研究探索也會越來越多,相信終有一天,我們會真正揭開它神秘的面紗。