圆周率 新纪录诞生?圆周率已算到62.8万亿位,为何科学家对π如此执着?


圆周率 新纪录诞生?圆周率已算到62.8万亿位,为何科学家对π如此执着?
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圆周率(π)是指一个圆的周长与直径的比值 , 无论什么样的圆 , 它们的圆周率都是一样的 , 虽然人们很早就知道了圆周率的存在 , 但是想要知道圆周率的精确数值 , 却不是一件容易的事 。
可能有人会说了 , 我们只需要测量出圆的周长与直径 , 然后再利用测出的值做一个除法就可以得出圆周率了 , 这应该很简单吧?其实这说起来容易 , 做起来可就难了 , 要知道测量是有误差的 , 特别是圆的周长 , 你稍微手一滑 , 那误差可就大了去了 。 所以想要得到精确的圆周率 , 就必须通过理论来进行计算 。
圆周率的计算历程对于计算圆周率 , 科学家一直都很执着 , 根据记载 , 最早通过理论来计算圆周率的是古希腊数学家阿基米德 , 他的思路是这样的 , 先画一个圆 , 并在其内部画一个内接正六边形 , 这样就可以计算出圆周率的下界为3 , 然后再在这个圆的外部画一个外接正方边形 , 这样就可以借助勾股定理计算出圆周率的上界小于4 。
阿基米德认为 , 只要不断增加多边形的边数 , 就会得到更加接近完美的圆 , 从而更加精确地计算出圆周率的范围 , 通过这种方法 , 他最终计算出了圆周率在223/71和22/7之间 , 随后人们将这个范围的平均值“3.141851”设定为圆周率的近似值 。
公元263年 , 我国数学家刘徽在他的著作《九章算术注》中提出了“割圆法” , 他指出圆的面积与圆内接正多边形的面积存在着一个差 , 假如通过“割圆”的方式不断将圆内接正多边形的边数加倍 , 那么这种差就会越来越小 , 分割得越细 , 圆内接正多边形的面积就越接近圆的面积 。
通过这样的方法 , 刘徽最终计算出圆周率的近似值“3.1416” , 到了公元480年左右 , 我国数学家祖冲之利用“割圆法”进一步将圆周率算到小数点后7位 , 即圆周率在“3.1415926”和“3.1415927”之间 , 而这一纪录在世界上保持了接近1000年的时间 。
在此之后 , 随着数学的发展 , 科学家证明了圆周率是一个“无限不循环小数” , 并利用“无穷级数”、“无穷乘积式”等多种π值表达式 , 将圆周率的计算精度进一步提高 , 到了1948年 , 数学家弗格森(D. F. Ferguson)用了大约一年的时间将圆周率算到了808位 , 而这也是人类“手工”计算圆周率的最高纪录 。
再后来 , 电子计算机的出现让圆周率的计算精度出现了质的飞跃 , 1950年 , 世界上的第一台通用计算机“ENIAC”用了大约70个小时就将圆周率算到了小数点后2037位 , 而随着电子计算机的日新月异 , 圆周率的计算精度也在不断提高 , 到了2020年 , 圆周率已被超级计算机算到小数点后50万亿位 , 这也被列入了吉尼斯世界纪录 。
新纪录诞生?圆周率已算到62.8万亿位2021年8月 , 瑞士格劳宾登应用科学大学的一个研究团队宣布 , 他们利用正在达沃斯建立的“数据分析、可视化和模拟中心 ”(DAViS)的超级计算机 , 将圆周率算到了小数点后的62.8万亿位 。
此次计算工作从2021年4月28日开始 , 至2021年8月4日结束 , 由于该计算结果是十六进制 , 目前计算机程序正在将其转换为十进制 , 在转换完成之后 , 还需要使用一种特殊的数学算法来对计算结果进行验证 。
根据研究人员的介绍 , 他们将会把此次计算结果提交吉尼斯世界纪录 , 如果一切顺利的话 , 就意味着圆周率计算精度的新纪录正式诞生 。 相信大家对如此精度的圆周率表示赞叹的同时 , 也会产生一丝疑惑 , 科学家对π如此执着 , 到底是为什么呢?我们接着看 。
为何科学家对π如此执着?凡是涉及到“圆”或者“球”都与圆周率密切相关 , 而不管是在微观世界还是宏观世界 , 这些形状都随处可见 , 正因为如此 , 很多科学研究以及应用领域中都需要用到π 。
然而人们对π的精度要求并不是想象中的那么高 , 一般情况下 , 小数点后10位就可以满足绝大部分的应用要求了 , 即使是对圆周率精度要求极高的航空航天领域 , 也只会用到小数点后的15/16位 。

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