网易首页 > 网易号 > 正文 申请入驻

深度长文:圆周率π里藏着宇宙设计者的留言?你的银行卡密码真的在里面吗?

0
分享至

如果你手边有圆规,随手在纸上画一个圆,盯着它看个十几秒,大概率会突然冒出一个有点玄的念头:就这么个简简单单的圈,怎么就藏着π这么个神奇的数?



说它神奇真不是吹。

从宇宙诞生的那一刻起,只要有圆形的东西存在,这个比值就定死了;哪怕哪天太阳熄灭、宇宙塌缩,只要平面几何的规则没变,π就永远是π,不多不少,不增不减。

它就像刻在宇宙底层的一串原生代码,引得几千年来无数数学家一头扎进去,算到天昏地暗也乐此不疲。

网上一直流传着两个关于π的经典问题:

一个很浪漫,π是不是宇宙设计者留给智慧文明的某种信息?

另一个很接地气,你的银行卡密码,能在π的小数位里找到吗?



今天咱们就掰开揉碎了聊,不整太多晦涩公式,就说人话,把π这点事儿讲透。

先从最基础的说起:π就是圆的周长除以直径的比值。这事现在小学生都知道,但为了把这个比值算准一点,古人整整折腾了几千年。

你可能会问,古人闲着没事算这个干嘛?

真不是闲的。

古代造车轮、量圆形田地、编历法、甚至造青铜器算弧度,都得用到圆周率。

数值差一点,造出来的轮子就晃,算出来的历法就不准,那可是影响吃饭种地的大事。

最早的时候大家凑活算,比如“径一周三”,直接把π当成3,误差大得离谱,但凑合用。

后来有人觉得不行,得算准点,就想出了一个笨办法,但特别管用:割圆术。



说白了就是,曲线的长度不好量,直线还不好量吗?那就在圆里面画正多边形,边数越多,多边形的周长就越接近圆的周长。

算出来的多边形周长除以直径,就能得到π的近似值。

三国时期的数学家刘徽,就是把这个方法玩明白的人。他从正六边形开始,一次次把边数翻倍,正12边形、24边形、48边形……

一直算到正3072边形,最后算出π≈3.1416,在当时已经是天花板级别的精度了。

但真正把割圆术推到巅峰的,还是咱们熟悉的祖冲之。

时间推到南北朝,没有计算器,没有电脑,连算盘都还没普及,祖冲之就靠算筹小棍子,硬生生把π的精度推到了小数点后七位,算出结果在3.1415926和3.1415927之间。



这个记录,整整保持了近一千年才被外国人打破。

他还留下了两个非常好用的近似分数:一个叫“约率”22/7,大概3.14,日常凑活算够用了;另一个叫“密率”355/113,大概3.1415929,精度高得离谱。



有多离谱?

举个例子:假设地球是个完美的球体,赤道直径是12756公里,用密率算赤道周长,误差还不到3米,比你家里书桌前那扇窗户的宽度还小。更厉害的是,在所有分母小于16600的分数里,355/113是最接近π的,没有之一。

但祖冲之估计做梦也想不到,他算得再精细,也永远找不到一个分数能完完全全精准地等于π。

不是他不够努力,是π本身,就根本不能用分数表示。

在很长一段时间里,数学家都默认:π只是难算一点,只要足够耐心,总能找到一个精准的分数来表示它。

毕竟大家熟悉的数,大多都能写成分数的样子。

直到18世纪,一个叫约翰·海因里希·兰伯特的瑞士数学家,给所有人浇了一盆冷水:别找了,π是无理数。

什么叫无理数?说白了就是无限不循环小数。



它的小数位会一直延伸下去,永远不会结束,也永远不会出现一段固定的数字循环往复。

你不可能找到两个整数,让它们的比值刚好等于π。

兰伯特是怎么证明的?

说起来也巧妙,他用正切函数的连分数展开推导:如果一个数是非零的有理数,那它的正切值一定是无理数;反过来,我们知道tan(π/4)=1,1是有理数,所以π/4肯定是无理数,那π自然也是无理数。

这个证明一出,直接断了所有“找精准分数”的念想。

以前的数学家算π,还抱着“找到精确值”的希望,从这之后大家就明白了:算π就是一场没有终点的马拉松,只能无限逼近,永远到不了终点。

但这还不算完。

又过了一百多年,数学家们发现,π比大家想的还要“不讲道理”,它不只是无理数,还是个超越数。

这词听着玄乎,其实解释起来很简单。

我们平时接触的大多数数,都能当成某个整数系数方程的解,这种数叫“代数数”。

比如√2,看着无理,但它是方程x²-2=0的正解;再比如三次方程、五次方程的根,不管多复杂,只要能装进整数系数的多项式方程里,就都是代数数。

那超越数呢?就是“任何整数系数多项式方程都装不下”的数。

你找不到任何一个整数系数的方程,能让π成为它的解。

它就像数学世界里的“编外人员”,不遵守代数游戏的规则,完全游离在代数体系之外。

1882年,德国数学家林德曼证明了π是超越数。



这个结论顺便解决了困扰人类两千多年的几何难题,化圆为方。

什么叫化圆为方?

就是用尺规作图,画一个和已知圆面积相等的正方形。

现在我们知道了,尺规作图只能做出代数数的长度,π是超越数,根本画不出来,所以这个问题从根上就是无解的。



有意思的是,虽然超越数听起来很稀有,但实际上,超越数的数量比代数数多得多,多到没法比。

就像宇宙里暗物质比可见物质多得多一样,数轴上绝大多数的数都是超越数,代数数只占了微不足道的一点点。

但尴尬的是,人类能明确证明是超越数的数,掰着手指头都能数过来,π算是其中最出名的一个。

既然π是无限不循环的,那是不是就意味着,所有你能想到的数字组合,都能在π的小数位里找到?

比如你的6位银行卡密码、生日、手机号,甚至把一本小说全转成数字编码,都能在π的某个位置原封不动地出现?

这就牵扯到数学上一个著名的猜想:π是正规数吗?

什么叫正规数?

用大白话讲就是:在这个数的小数位里,每个数字出现的机会完全均等。0到9每个数字出现的概率都是10%,00到99每两位组合出现的概率都是1%,以此类推,不管多长的数字串,出现的频率都完全符合随机概率。

如果π真的是正规数,那上面说的就全是真的。

别说银行卡密码,就算是整本《红楼梦》转成数字,也一定能在π的无限小数里找到对应的那一段。甚至整个宇宙所有的信息,只要能转成数字,就都藏在π里面。

听着很浪漫对吧?但先别急着激动。

首先,“π是正规数”到今天为止,还只是个猜想,没有严格的数学证明。

当然,我们也不是一点证据都没有。

现在人类已经把π算到了100万亿位以上,对这么多位数字做统计的话,0到9每个数字出现的比例都稳定在10%左右,偏差非常小,看起来确实很“均匀”。

π的首一千个小数位(三位及更多相同数字连续出现的数字段已标出,内含六个9)



再回到银行卡密码的问题:所有6位数字组合,也就是从000000到999999,一共100万种,在π的前1400多万位里就已经全部出现了。

换句话说,你的银行卡密码,大概率早就躺在π的前几千万位里了,只是你不知道它在第几位而已。

但这就能证明π是正规数吗?

不能。

在“无限”面前,100万亿位和1位没有本质区别。

就算我们算了100万亿位都很均匀,也没法保证第100万亿零1位之后,不会突然全是0,或者开始重复某一段数字。

虽然没人相信会发生这种事,但数学讲究的是严谨证明,不是“我觉得不会”。

而且退一步说,就算π真的包含所有数字组合,其实也没那么神奇。

打个比方,你把一整套百科全书拆成单个的字,全部撒进大海里,你不能说“大海里藏着整套百科全书”,因为你根本不知道哪些字能拼出有用的信息。

π也是一样,就算所有信息都在里面,你找不到对应的位置,提取不出来,那就等于没有。

十进制的正规性太难证明了,数学家们退了一步:那如果换成二进制呢?只有0和1两种数字,会不会更容易下手?

先插两句二进制的题外话。

我们平时用十进制,说白了就是因为人长了十根手指头,数到十就得进位。二进制只有0和1,逢二进一,看着笨,但刚好对应电路的“通”和“断”,所以计算机底层全是用二进制运行的。

π写成二进制是什么样?开头是11.00100100001111110110101010001000100001011……后面还是无限的0和1。



要证明二进制下的正规性,就是要证明这串0和1里,任何长度的01组合出现的频率都均等。

本来这事也没什么进展,直到1996年,三个数学家利、波尔温、普劳夫,联手搞出了一个颠覆性的公式,后来用他们三个人的首字母命名,叫BBP公式。



这个公式有多牛?

在它出现之前,人类算π都是“接力跑”,必须从第一位小数开始,一位一位往后算,前面算错一位,后面就全错了。你想直接算第100万位?门都没有,必须先算完前面999999位。

但BBP公式不一样,它相当于给π开了“传送门”:不用管前面是什么,你想算第几位的十六进制(或者二进制)数字,就能直接算第几位。

这一下就把算π的玩法彻底改写了。

以前算π比拼的是谁的计算机快、谁的算法能算得更长;现在我们可以直接抽查π的任意位置,看看数字分布是不是真的均匀。

更有意思的是,数学家们后来发现,BBP公式和混沌理论还有关联。

如果混沌理论里某一个关于“确定性序列随机性”的猜想成立,那π在二进制下就一定是正规数。



说到混沌理论,你可能听过“蝴蝶效应”:亚马逊雨林一只蝴蝶扇动翅膀,可能引发两周后德克萨斯的一场龙卷风。

说的就是确定性的系统,会产生完全无法预测的随机结果。

而π的数字分布,刚好就是这种感觉:它的每一位都是确定的,有固定的计算方法,没有任何随机性;但把这些数字连起来看,又完全是随机的,找不到任何规律。这种“确定里生出的随机”,和混沌理论的内核简直一模一样。

可惜的是,那个关键的混沌猜想,到今天也没被证明。

所以π的二进制正规性,还是悬在那里,看得见摸不着。

聊到这儿,肯定有人会回到那个最浪漫的问题:这么神奇、这么永恒的一个数,会不会是宇宙的设计者,特意留给智慧文明的信号?就像程序员写完代码留个彩蛋,等着文明发展到能理解数学的程度,就能发现这个签名。

这个想法确实很有吸引力,毕竟面对一个永恒、精妙又没法完全解释的东西,我们总忍不住想给它找一个“创造者”。

但冷静下来从逻辑上说,π并不是一个“被设计出来的参数”,它是逻辑的必然产物。

什么意思?

只要我们定义了“平面上到定点距离相等的点的集合叫圆”,定义了长度怎么测量,那周长和直径的比值就只能是π,没有别的可能。

它不是谁拍脑袋设定的数值,是从基本公理里一步步推导出来的必然结果。

哪怕有平行宇宙,只要那里的数学规则和我们一样,π就还是同一个数。

说白了,不是“设计者把π设成了这个值”,而是“只要有圆,就必然有这个π”。

那为什么我们总觉得π里藏着信息?其实这和古人创造神的逻辑有点像。

面对无限的追问、面对终极的未知,我们总想找一个终极的答案来终结疑问。

古人用雷神解释闪电,用河神解释洪水;现在我们用“设计者”来解释π的精妙,本质上都是在用一个终极概念,填补认知的缺口,让逻辑看起来更自洽。

但科学最有意思的地方,恰恰就是接受“我们暂时不知道”。

我们知道π是无理数,是超越数,知道它能算到100万亿位以上,知道BBP公式能跳着算,但我们还是不知道它是不是正规数,不知道它的数字为什么看起来这么随机,不知道它背后还有多少没被发现的性质。

这就是科学的常态。

永远有问题,永远有下一层,永远没有尽头。

就像之前说的,科学如果有尽头,那就不是科学了。

π的无限,刚好对应着人类探索的无限。

特别声明:以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布,本平台仅提供信息存储服务。

Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.

相关推荐
热点推荐
5-0!5-3!斯诺克深圳赛,2人已进4强!特鲁姆普5-0剃光头塞尔比

5-0!5-3!斯诺克深圳赛,2人已进4强!特鲁姆普5-0剃光头塞尔比

阿月说体育
2026-10-02 18:44:59
亚运奖牌榜再变!日本 200 枚、韩国 103 枚,中国可怕的不是总数量

亚运奖牌榜再变!日本 200 枚、韩国 103 枚,中国可怕的不是总数量

青青衫书生
2026-10-01 22:33:08
2岁幼儿吃银鳕鱼汞中毒:包装标注“儿童装”,盒马称符合国标,生产商称“并非婴幼儿专用食品”

2岁幼儿吃银鳕鱼汞中毒:包装标注“儿童装”,盒马称符合国标,生产商称“并非婴幼儿专用食品”

蓝鲸新闻
2026-10-02 14:47:35
刘欢走了的消息在刷屏时,他也走了,年仅49岁!

刘欢走了的消息在刷屏时,他也走了,年仅49岁!

Xww
2026-09-30 13:27:23
迪拜航空副驾驶刺伤机长续:两人在沙特治疗后,均返回阿联酋

迪拜航空副驾驶刺伤机长续:两人在沙特治疗后,均返回阿联酋

南方都市报
2026-10-02 10:03:07
丰田为何在新能源赛道上被中国车企反超?

丰田为何在新能源赛道上被中国车企反超?

小眼睛小世界
2026-10-02 04:28:14
哈工程处分事件发酵!网传一女生保研刚好卡在线下,就差那一个名额,于是把那些人翻墙的痕迹都整理出来举报

哈工程处分事件发酵!网传一女生保研刚好卡在线下,就差那一个名额,于是把那些人翻墙的痕迹都整理出来举报

火山詩话
2026-09-29 14:25:00
普京自己估计没料到,海参崴的历史地位,会被俄乌一仗打出新高度

普京自己估计没料到,海参崴的历史地位,会被俄乌一仗打出新高度

顾蔡卫
2026-08-17 05:18:13
阿德巴约:我手感不佳都拿到83分 本可以超过张伯伦的100分

阿德巴约:我手感不佳都拿到83分 本可以超过张伯伦的100分

罗说NBA
2026-10-02 09:27:28
全网群嘲的“穷人吃超长蛋挞”文案,炸出多少炫耀上瘾的有毒群体

全网群嘲的“穷人吃超长蛋挞”文案,炸出多少炫耀上瘾的有毒群体

小椰子专栏
2026-10-01 13:00:31
一个多月股价翻倍!300010,签下8亿元算力大单

一个多月股价翻倍!300010,签下8亿元算力大单

大众证券报
2026-10-02 11:32:46
普京:若领土遭袭,考虑动用全武库,网友:俄罗斯用常规武器已经打不赢乌克兰了

普京:若领土遭袭,考虑动用全武库,网友:俄罗斯用常规武器已经打不赢乌克兰了

东方豪侠
2026-10-02 09:55:27
英足总谴责英格兰球迷在布拉格唱反穆斯林口号:不可接受

英足总谴责英格兰球迷在布拉格唱反穆斯林口号:不可接受

懂球帝
2026-10-02 03:45:17
郑丽文获“神助攻”!大陆下达通牒,岛内人士急了、为和统留后路

郑丽文获“神助攻”!大陆下达通牒,岛内人士急了、为和统留后路

超喜欢我
2026-10-01 18:12:12
雅尔塔会议上乌军四名一线指挥官同台发声 称俄乌战局已发生根本性转变

雅尔塔会议上乌军四名一线指挥官同台发声 称俄乌战局已发生根本性转变

谈史论今1
2026-10-01 18:11:26
国际油价狂飙超6%,也门胡塞武装称24小时内遭沙特空袭47次

国际油价狂飙超6%,也门胡塞武装称24小时内遭沙特空袭47次

21世纪经济报道
2026-10-02 09:24:54
日本没想到!中国改口了:不再叫高市早苗首相,对外释放两重信号

日本没想到!中国改口了:不再叫高市早苗首相,对外释放两重信号

老鼜尾声电影解说
2026-10-01 14:00:25
女护士被领导多次发生关系,苦苦哀求:你年纪大,别再找我好不好

女护士被领导多次发生关系,苦苦哀求:你年纪大,别再找我好不好

情感艺术家
2026-09-07 16:23:14
WTT中国大满贯女单签表:国乒获好签,王曼昱或再战张本美和

WTT中国大满贯女单签表:国乒获好签,王曼昱或再战张本美和

湘楚风云聊体育
2026-10-02 18:22:10
拿我当杜伦?尼克斯侮辱性报价唐斯,少给7600万:直接施压管理层

拿我当杜伦?尼克斯侮辱性报价唐斯,少给7600万:直接施压管理层

你的篮球频道
2026-10-02 08:25:58
2026-10-02 20:04:49
宇宙时空 incentive-icons
宇宙时空
热衷于宇宙和时空探索
15044文章数 97320关注度
往期回顾 全部

科技要闻

“分手”15天后,华为与赛力斯签约新五年

头条要闻

迪拜航空印度籍机长首次公开发声:绝不能让所有人死去

头条要闻

迪拜航空印度籍机长首次公开发声:绝不能让所有人死去

体育要闻

30天30队·快船:被莱纳德挂在半空的未来?

娱乐要闻

潘玮柏老婆被猜怀二胎 中秋vlog露馅

财经要闻

珠宝黑马爆雷,老板全家跑路泰国!

汽车要闻

方程豹9月热销破4万 首款皮卡鲨鱼将于四季度上市

态度原创

房产
手机
本地
公开课
军事航空

房产要闻

三亚楼市炸了!首个空中泳池平层+CBD独一份洋房同时爆出!

手机要闻

华为Mate 90睿影红枫人像 色彩还原所见即所得

本地新闻

中秋逛白塔寺,体验国医妙荟雅集

公开课

李玫瑾:为什么性格比能力更重要?

军事要闻

胡塞武装:24小时内沙特空袭也门47次

无障碍浏览 进入关怀版