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圆周率已精确到三十万亿位,为何还在算?你看看算下去有多少益处

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  “数学是人类的思考中最高的成就 ”,这是米斯拉给数学这门学科的高度评价。数学是研究一切科学的基础,现如今先进发达、综合国力强劲的国家大都在数学领域有较为深入的探索与研究。毋庸置疑,数学与一个国家的发展息息相关,不少国家在制定战略目标时一定会将数学置于重要地位。


  17世纪,牛顿发明微积分,并用其解决天文学与物理学等领域的难题,使之成为现代科学发展的转折点,而英国也成为引领全球走向科学新纪元的数学大国。19世纪初,俄罗斯的数学开始起步发展。前苏联时期位列世界数学强国之一。

  1958年,苏联在万众瞩目下发射了世界上第一颗地球人造卫星,令西方国家惶惶不安。其实,苏联之所以能取得如此高的成就,与它大力发展数学教育,且与数学相关的领域研究名列世界前茅不无相关。

  由此可见,数学的发展可以大力促进航天航空、生物医药、人工智能等先进领域的进步与拓展,努力加强数学的应用与研究也是我国今后发展的前沿问题。众所周知,圆周率是数学领域中非常神奇且神秘的数字,为了向这个数字致敬,每年的3月14日被约定俗成为π日,即圆周率日。


  数学专家或是数学迷们通常会在π日相聚,共同庆祝数学之谜。然而,π是无限不循环小数,现如今已被计算的位数已超过30万亿位。对此,不少人提出质疑:永无止境地去计算π究竟有何意义?它对世界的发展真的有益处吗?

  圆周率的历史与起源

  圆周率,又称π,指的是圆的周长与直径的比。凡是接触过数学的人,都可以不假思索地脱口而出圆周率的数值的近似值,即3.1415926。不过,有关于圆周率的起源发展及其计算历程却承载了古今中外的数学家几千年来的心血与汗水。

  公元前1650年,埃及一位名为亚米斯的抄写员最早记录了圆周率,并计算出圆周率的数值为3.16049。而后,为了方便计算,π值被简化为3,广泛应用于中国、埃及等国家。我国最古老的天文学与数学专著《周髀算经》就曾提到“周三径一”。


  古埃及与古印度对圆周率的探索时间久远,运用各种各样的方法演算出不同的圆周率数值,如3.1605、3.162等。而我国也不甘落后,早在汉朝时期,著名学者刘歆在制造器皿的过程中顺带推算了圆周率的数值,包括3.1547、3.2031等。

  不过,早期的圆周率数值都不是经过精确计算得出的,而是古代数学家或是科学家在测量实物与制造容器时顺便计算的。不难发现,早期的古人对圆周率的兴趣与好奇并不深,缺少对其深入研究的探索欲。

  圆周率的发展历程

  直到公元前四世纪,古希腊才开始重视圆周率问题,并探寻圆周率的数值是如何得出以及小数点后数字的排列有何规律。布赖森等人利用穷尽法计算圆周率,但未获得成功。公元前二世纪,古希腊著名的数学家阿基米德在前人的基础上利用穷尽法计算出镶嵌在圆内外的两个多边形的周长。


  并探寻周长与直径的关系,最终得出二者比例的上下限,将π值精确到小数点后两位。公元一世纪后,我国在数学领域有了较大的飞跃。魏晋南北朝时期,著名数学家刘徽创立了前所未有的“割圆术”,在圆中画出内接正多边形,并结合三角形的勾股定理最终测算出圆周率为3.1416。

  紧接着便是在数学、天文以及机械制造方面有着杰出贡献的祖冲之,他直接将圆周率精确至小数点后七位,并将数值界定与3.1415926与3.1415927之间。此外,祖冲之还提出两个圆周率的近似分数,其中最为精确的是355/113。

  这两个分数亦被称为“密率”,而欧洲近千年后才发现这个分数的存在。上个世纪著名的日本数学家三上义夫甚至建议将“密率”改为“祖率”,以表对祖冲之崇高的敬意。不过,记载圆周率相关知识的《缀数》已然失传,不少专家认为祖冲之是在前人的基础上才研究出圆周率的近似分数。


  随着时代的进步与科学仪器的多样化,数学家对圆周率的计算越来越精细,尤其在微积分出现后,计算公式不断涌现,计算速度也呈直线上升,圆周率得到了空前的发展。

  圆周率的益处

  1949年,数学家利用世界上第一台电脑花费70个小时将圆周率精确到小数点后第2037个数位。1973年,巴黎的超级计算机计算出圆周率小数点后100万位的数值。2002年,来自日本的金田康正教授带领团队计算出小数点后一亿余位的数值。现如今,圆周率已经精确至小数点后31.4万亿位。

  对此,不少人认为无论再打破多少纪录,即便将圆周率完善到哪一个数位,也无法再令人感受到惊喜了。不过,圆周率在生活中确实起着不可或缺的关键性作用。例如,可以利用圆周率来生成各种账号的密码、验证码,因为圆周率小数点后的数字毫无规律可言,可以有效防止信息泄露。


  
再如,时常背诵与记忆圆周率也是锻炼大脑记忆力与反应力的绝佳办法。通过背诵圆周率,可以使大脑频繁运转,还可以提高对数字的敏感程度,从而对人脑记忆生活中的其他数字有不小的帮助,著名科学家爱因斯坦就是圆周率的狂热爱好者之一。因此,圆周率还是大有益处的,作者在这里就不一一列举了。

  结语:

  综上,圆周率仍是中国数学界备受热议与讨论的话题,或许将来人类会创造更加先进的仪器来测算圆周率,也会将π值精确后小数点后更多位,甚至可以揭开圆周率神秘的面纱。

  但无论如何,科学家对圆周率的探索与研究永无止境,只要能够打破更多数位的记录,人们便会愿意付出时间与精力,或许这便是数学家勇于突破、勇于超越的精神的体现。

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