为何圆周率要一直算下去?它的意义在哪里,科学家给出解释

郑莉雅诗啦 2024-12-21 15:23:52

前言

世界上最神秘的一串数字是什么?恐怕就是永远也数不尽的圆周率了。

而如今,圆周率已经被人类计算到了60多万亿位之外,但这还仅仅是圆周率的冰山一角,而且人类对圆周率的运用并没有用很多位,甚至最多用39位就可以观测宇宙。

既然如此,那圆周率又为什么会一直算下去?

圆周率的出现

伟大的古希腊数学家阿基米德,在公元前287-212年首次发现了圆周率,而他那个时期还没有小数,甚至连“0”都没有出现,可阿基米德还是用最聪明的方法找到了圆的周长。

阿基米德先利用正六边形去计算正六边形内外正方形的周长,然后又用正八边形去计算正八边形的内外正方形周长。

从中阿基米德发现了规律,而那个规律就是圆周率。

阿基米德计算出的π,数值是在3.140845-3.142857之间,3.14咱们都知道,就是π的前三位,阿基米德的计算是正确的,也是令人震惊的。

在阿基米德发现π之后,圆的周长就有了固定的算法,并且在之后的很长一段时间内,π的值就是用阿基米德计算出的为标准,直到一个中国人的出现改变了这一切。

刘徽,魏晋时期,他是中国古代最伟大的数学家之一,也是中国古典数学理论的奠基人之一,他创造出的“割圆术”不仅计算出了圆周率的值,也找到了圆的面积公式,可以说刘徽的数学发现是中国之后所有数学发展的重要基石。

那咱们先看这个“割圆术”是什么意思,看名字似乎是把圆割开了,其实也是这么一个意思,把圆用内接或外切正多边形的方式去求圆的面积和圆周率。

刘徽先从正六边形开始割圆,正六边形一般都是最先选择的图形,学过画画的应该也有印响,学画圆就可以从六边形入手开始画。

然后正六边形的六个角都割一刀,剩下的图案就是正十二边形,刘徽在用正十二边形继续切割,直到形状和圆形几乎微乎其微。

在这个割圆的过程中刘徽就发现了圆的面积是,半圆周长与半径的乘积,并且还得出了π的值约为3.1416,这两个发现是震惊世界的,而“割圆术”也是刘徽独有的方法。

南北朝时期,祖冲之出现,祖冲之应该不用多介绍了,他就是一位非常非常非常厉害的巨佬,他对圆周率的研究是当时世界上最精准的数值,而且还精准到了圆周率的后七位!

祖冲之计算出的π是3.1415926-3.1415927之间,没错,咱们现在背的圆周率就是3.1415926,这离不开祖冲之的贡献。

那大家知道国外是什么时候才把π精准到3.1415926的吗?是1000年后啊,1000年后法国和荷兰才计算出。

不过之后π的研究国外人就多了,这是因为咱们中国古代注重的是实用,也就是值够用能生产就行了,但国外人似乎把研究π当成了人生目标。

1525年德国的数学家鲁道夫把π计算到了第32位,1853年英国数学爱好者把π计算到了第707位,震惊世界,不过他的值从第528位开始都出现了计算错误,这也就是说他只把π研究到第527位,但这一样让世界震惊。

这一股计算π的热潮一直没有停歇,直到现在都一直有人在计算,2021年π的值被计算到了60多万亿位,虽然是借助了云计算的方式,但也是惊人的数字。

那为什么有这么多人热衷于研究π的值,它的意义究竟是什么?

π的应用

很多人也许会觉得π的计算是没有意义的,因为π是无理数,是永远都计算不完的,所以何必浪费时间去计算π。

但是大家不知道,π的作用是非常大的,它可以应用到各行各业,为各行各业添砖加瓦,首先就是和数学相关的所有职业,其中最典型的就是建筑行业。

建筑业大家都知道,很多大学里也都有建筑专业,而且建筑专业一般都是分比较高的,好的建筑专业通常也是学校非常好的。

学建筑肯定跑不了学设计建造,那这就非常需要圆周率了,圆形或半圆形的设计都要用到π,比如说桥梁,就离不开π。

还有航空航天,这也离不开π,科学家要根据π去计算飞船的轨道和运动轨迹,所以对航空来说π是第一重要的。

不过说建筑、航天大家会觉得有点远,其实生活中很多东西也都是π的应用,像GPS的定位、照相机的镜头、音频设备等等,这些都是。

尤其是计算机行业,那更是离不开π,用云计算π其实也是在检测计算机的能力,好的计算机计算功能先进强大,就能计算出准确的π,要是计算的有问题则说明计算机出现了问题,所以很多计算机行业的人总是能计算出π的后面数也是有原因的。

π的应用已经融入到我们生活的方方面面,我们的生活已经离不开π了,所以就算实际用到的π值没有那么多,但是也会有很多人去计算,因为计算π也是在给未来找各种不一样的可能性,寻找不一样的新方向。

计算π已经不单单是为了知道更多的数字,这也是一种科学界不停向前勇于探索的精神,只要有问题就去研究,有不懂的就去学习理解,科学其实就是这样产生的,因此这种精神也是我们不能失去的精神。

结语

大家都会背圆周率吗?都能背到第几位?

其实圆周率对于很多人来说就是一串数字,没有什么意义,最大的意义或许就是计算圆,但是在科学家眼里,圆周率就是解开一切谜题的答案,所以他们才会不停的计算验证。

如今的圆周率已经算到了60多万亿位,相信之后还会有超过这个数字的出现,而到那时我们也应该激动,因为这说明计算机的能力又变强大了,人类对计算机的研究就更近了一步。

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