你永远不知道人们会用圆周率做什么。有人把它作为一个记忆大赛的模本,但中国人居然把圆周率和飞花令结合起来,让参赛者沿着圆周率的数字说出有这个数的古诗,让人感慨。整个过程感觉就像一场“电脑问答”。
当圆周率遇上飞花令……那么,在大家的印象中,圆周率算在哪里呢?大部分人应该会说我不记得位数了,但是我背的话可能只背到小数点后五位数。其实圆周率现在已经算到62.8万亿了。

那么,科学家如此执着于计算圆周率并不断更新记录的原因是什么呢?
圆周率,一般用希腊字母π表示圆周率计算创下新纪录。
圆周率是圆的周长与直径之比,是几千年前发现的。但是当时没有很好的计算方法,所以圆周率的数值计算一直存在偏差。随着一代又一代数学家走向圆周率演算的舞台,圆周率的研究被推向了一个新的高峰。
尤其是计算机出现以后,圆周率的记录被更新了。2019年国际圆周率日到来的时候,谷歌说圆周率的计算已经到了小数点后31.4万亿位。大家都以为这个计算是为了纪念圆周率日。毕竟31.4万亿这个数字太夸张了。
公元前600年,古印度对圆周率的记载没想到两年后,瑞士科学家再次刷新了这一纪录。2021年8月5日,瑞士格劳本登应用科学大学的研究团队称,他们利用模拟能力中心的超级计算机将圆周率计算到了62.8万亿位,创下了圆周率的新数值纪录。值得一提的是,整个计算时间长达108天。可见,即使有超级计算机的帮助,计算圆周率也是一件很麻烦的事情。
那么,为什么科学家如此执着,要进一步更新圆周率的计算位数呢?这个计算除了能创下新纪录,真的有价值吗?
圆周率到底有什么魅力?圆周率的探索意义
作为一个无限无循环小数,圆周率的计算可以说是“无穷无尽”的。然而,在现实中,圆周率一般用近似值3.14。即使有些专业对圆周率的精度要求比较高,也不需要计算到万亿。
尽管如此,许多科学家仍然痴迷于圆周率的计算。他们痴迷于什么?
多次打破圆周率世界纪录的金田康正事实上,从圆周率的千年探索来看,圆周率早已不仅仅是一串简单的数字或比值。它代表了数学的本质,即严谨性和特异性。试想,在圆周率探索的历史上,有多少来自不同地域,素不相识的人,为了同一件事,一起努力,一起学习。所以圆周率成了数学中一个符号化的东西。
最早把π推进到小数点后七位的科学家当然,圆周率的计算除了象征着严谨执着的探索精神之外,对于现代来说仍然具有非凡的意义,可以从以下几个方面来描述。
墨尔本大学数学和统计学教授简·德·吉尔(Jane de Gill)说:“能够逼近圆周率的精确值很重要,因为这个数值常数有许多不同的实际用途。”

首先,从数学研究领域来说。人们可以通过计算圆周率的值来发现新的数学概念或方法。要知道,虽然现在超级计算机可以帮助我们完成计算,加快计算速度,但是科学家还是需要设计出更高效的计算公式供其使用。另一方面,圆周率计算的速度不能证明计算公式的优劣吗?
所以,大家需要理解。超级计算机在整个计算过程中只起辅助作用,真正起决定作用的是公式,换句话说就是“人类的智慧”。正因如此,很多人在网上开玩笑说,如果有一天人类真的把圆周率“全部算出来”,那就意味着世界末日要来了。
科学计算时,会用到小数点后100位其次,圆周率在计算机应用领域也有重要作用。我们上面提到的刷新纪录的计算机,并不是日常生活中使用的计算机,而是性能更强的超级计算机。因此,圆周率的位数能否准确计算出来,计算时间有多长,成了人们验证计算机性能的“标准”。
资料显示,英特尔在推出奔腾电脑的时候,通过计算圆周率的数值,发现了这台电脑的一个小问题,这也是圆周率的计算至今无法停止的重要原因之一。
计算机让π的计算精度出现了质的飞跃最后,还有一个争议点。有人认为圆周率有助于锻炼人的记忆力。不知道你上学的时候有没有刻意背过圆周率,背的是哪个数?不过偶尔锻炼一下自己的记忆力还是很好的。毕竟人的大脑会“用了又废”。背诵圆周率可以让我们的记忆容量得到一定程度的“扩大”。
小学五年级就背诵过的π另外,为了背圆周率,各国都想出了自己的方法。还记得我们上面说的,中国人把飞花令和圆周率结合起来?
在记忆方面,中国曾经把圆周率的数值编成一首打油诗,方便人们背诵和记忆。具体是这样的:“一山一壶酒,两夫妻舞仙舞,酒后会去旧衫。”
中国传统文化中的圆周率当然,国外也有很多关于圆周率的诗,这种诗读起来还是有些韵味的。可见,无论古代还是现代,人们总会用一些方法来帮助记忆。果不其然,“偷懒”这件事是没有地点和时间的。
但是,在圆周率的探索史上,大家都没有偷懒过。毕竟,如果你真的想在科学探索中获得真知,靠作弊是不行的。这样看来,圆周率的探索史是怎样的?有哪些数学家在这上面留下了辉煌的一笔?
圆周率:见证了数学的前世今生“不发疯,就活不下去”的数学家
古希腊数学家欧几里德在《几何原本》一书中明确提到圆周率是一个常数。中国的《周·姬叔经》也有“径是一周三”的描述,可见人们早在公元前就开始了对圆周率的探索。
《周髀算经》首创圆周率计算方法的数学家是古希腊的阿基米德。他用内接正多边形和外切正多边形的方法计算圆周率,但这种计算有误差。于是,执着的阿基米德为了尽力接近圆周率的真理,开始增加正多边形的边数,直到圆周率的最后三位小数都是用正96变形计算出来的。

后来在公元263年,我国数学家刘徽采用了先进的切圆技术,得到了圆周率等于3.14的数值。但数学家们显然对这个数值并不满意,于是在大约200年后,祖冲之改进了刘徽的算法,再次将圆周率的精度提前,计算到小数点后第七位。
在上述时期,数学家用几何方法计算圆周率。1579年,人们开始了圆周率计算的新时代。法国数学家大卫用无穷表达式来表示圆周率的值,从而使圆周率进入了使用解析表达式的道路。
刘徽的“割圆法”总之,从古至今,不知道有多少数学家对这个“永无止境”的无环小数着迷。他们中的一些人一生都在研究圆周率。比如德国的鲁道夫,为了纪念他对圆周率的贡献,人们把他的数值作为他的墓志铭,这是数学家“不狂则不存”的最好体现。
对于普通人来说,圆周率的计算或者晦涩难懂的数学可能真的没有任何意义,但大家不知道的是,这些有理数早已形成了一种特殊的“数学文化”,正在影响着我们。
鲁道夫与其墓志铭我们可以不懂数学,但也不能忽视数学文化对人类世界的巨大影响。当你把数学严谨执着的风格带入生活,你会发现,虽然你成不了“数学家”,但你可以借助数学之风,达到“事半功倍”的效果!


