人類將圓周率算到了第幾位?你一定意想不到

2020-12-17 磊磊科學
π

在人類研究幾何圖形的過程中,有一個圖形是人類認識最早也是人類研究最久的,它就是圓。這一個簡簡單單的圓,卻窮盡了很多數學家一生的心血去研究,因為它蘊含這一個非常神秘的數字,那就是圓周率π。

圓周率指圓的周長與直徑的比值,以π來表示,古人對於這個比值的看法,莫衷一是,古埃及人認為這個比值應該是3.16,古羅馬人認為應該是3.12,而古印度人認為應該是10(這讓小編有點捉急)。

古印度

第一個研究圓周率的人,要從公元前三世紀說起,古希臘著名數學家阿基米德是最早研究圓周率的人,首先它在圓裡畫了一個內接正三角形,接著又畫了一個外接正三角形。眾所周知,正多邊形的邊數越多,它的周長就越接近於圓的周長。於是阿基米德開始不斷的增加正多邊形的邊數。經過不懈的努力,他將正多邊形增加到了96邊,最終得出圓周率近似為22/7,約為3.14。

通過阿基米德的計算,人類第一次將圓周率的指精確到小數點後兩位,這是當時世界上圓周率最精確的值,為了紀念阿基米德,人們把3.14叫做阿基米德數。

阿基米德

在我國,最早提到圓周率的古代數學著作中,說法僅僅是徑一周三,也就是說圓的周長是直徑的三倍,相當於π為三,這樣的圓周率在現在的我們眼裡是非常粗糙的,後人將這個π值稱為古率。

到了三世紀,我國數學家,劉徽創造性的提出了割圓術,通過割圓術的計算,劉徽將圓周率的精度提升到了一個新的高度,它通過計算,得出圓周率π的值約為3927/1250,約為3.1416。劉徽將圓周率精確到了小數點的後三位,而這個π值在當時世界上絕對處於領先地位,後人為了紀念劉徽,將其稱為徽率。

200多年後,我國著名數學家祖衝之,在劉徽的基礎上,將圓的內接六邊形一直演算到了24567邊。為了完成這項超複雜的計算工程,祖衝之至少對九位數字反覆進行了多達130次以上的運算,其中的開方和乘方運算有將近50次之多。在那個沒有計算機的時代,利用手工,其計算量可想而知。正因為祖衝之的努力,人類第一次將π值精確到了小數點後六位,並確定圓周率在3.1415926和3.1415927之間,祖衝之用約率22/7和密率355/113這兩個分數來表示圓周率。祖衝之對圓周率的計算,再次證明了中國在古代數學領域的領先地位。而同樣算出如此精度的歐洲人,要等到1000多年後。為了紀念祖衝之,人們把355/113命名為祖率。

祖衝之

在西方,人們對圓周率的研究主要建立在阿基米德的研究成果上。1596年德國數學家魯道夫將π的精確值計算到小數點後15位,從而創造了圓周率上的一個奇蹟,然而他並未就此罷手,又繼續計算π值,最終精確到了小數點後的35位。而魯道夫的一生就是計算圓周率的一生,他將一生所有的心血全部投入到了圓周率的計算中,魯道夫逝世後人們為了紀念他,在他的墓碑上刻上了35位圓周率,而人們稱這一π指,為魯道夫數。

魯道夫 墓碑

到了1767年,德國數學家蘭伯特提出了一個遐想。他認為派是無理數,並對其進行了研究。他指出,派的小數部分一定是無限而又不循環的,這從理論上宣告了徹底精確計算出π是不可能的。雖然π不可窮盡,但是蘭伯特的理論並沒有澆滅人們對π的研究熱情,隨著時代的發展,人們反而更加熱衷於對π的計算。

1841年英國的盧瑟福將π的值計算到小數點後208位,其中正確的有152位,九年之後他又重新計算π值,將π值計算到了小數點後的400位。

而後英國學者威廉·欣克採用了無窮級數的方法,耗盡近30年的心血,終於在1873年將π的值計算到了小數點後的707位,這是在電子計算機問世之前,人類計算出的最高精度的π,但是遺憾的是,76年後,人們發現欣克計算的π有疏漏,他將528位的小數5不小心寫成了4,這就意味著528位之後的所有計算結果全部作廢。而這個問題的發現,正是由於計算機的發明。

第一臺計算機

1949年世界上第一臺計算機問世,幾個小夥子就用它來計算π值,直接將π值計算到了小數點後的2037位,同時也發現了威廉·欣克計算中的錯誤。

計算機的出現為我們的計算提供了非常大的方便,在計算機的幫助下,人們對圓周率的計算更加精確,1984年日本的計算機專家在超級電子計算機上將π值算到了小數點後1000萬位,成為當時世界上最精確的圓周率。

目前,據說人類已經將π值計算到了2.0132億位。

圓周率的不斷精確,是人類對事物認識的不斷深入。而π,貫穿了整個數學史,對於神奇的圓周率,你有什麼看法呢?

相關焦點

  • 圓周率已被算到31.4萬億位,科學家如此執著,到底為了什麼?
    引言:在很多人看來,圓周率π只是一個普通的數學符號,它的作用僅僅是解決一些幾何問題的計算。但如果你有了解過這個符號的話,就會發現它其實並沒有那麼簡單,為什麼這麼說呢?因為它的小數位是算不盡的,但人類一直在竭盡全力計算。
  • 圓周率已被算到31.4萬億位, 科學家為何如此執著? 答案很意外
    但如果你有了解過這個符號的話,就會發現它其實並沒有那麼簡單,為什麼這麼說呢?因為它的小數位是算不盡的,但人類一直在竭盡全力計算。據了解,古巴比倫一塊大約有兩千多年歷史的石碑上曾經刻有這樣的數字「3.125」,而且人類也在古埃及的文物中發現了類似的數字。雖然這個數字離真正的圓周率還有一定的誤差,但是充分體現了兩千多年前的古人就已經關注到圓周率了。後來我國古代著名數學家祖衝之專注這方面的研究,他利用割圓術將圓周率算到了小數點後的第七位,這讓他成為了人類歷史上第一個將圓周率算得如此精確的人。
  • 圓周率已被算到31.4萬億位,到底有什麼奧秘,讓科學家如此著迷
    導讀:圓周率已被算到31.4萬億位,到底有什麼奧秘,讓科學家如此著迷?圓周率,相信大家對於這個名稱並不陌生,在上學的時候,圓周率π在數學中,它代表了一個計數符號,用於解決好多數學問題的計算。祖衝之是繼阿基米德後,對對圓周率鑽研最精確的一位,他利用割圓術將圓周率算到了小數點後的第七位,也就是我們現在所熟悉的「3.141526」以及「3.1415927」之間。這個數值,從而讓圓周率的小數位計算才得到了很大的延長,也讓阿基米德研究的數值在陷入600多年的停滯下,有了新的發展。
  • 圓周率已被算到31.4萬億位,其內隱藏什麼秘密,讓科學家如此執著
    但如果你有了解過這個符號的話,就會發現它其實並沒有那麼簡單,為什麼這麼說呢?因為它的小數位是算不盡的,但人類一直在竭盡全力計算。在眾多數學符號中,有一個符號很多朋友在中學階段就已經接觸過了,而且它經常被用來計算一些幾何問題,它就是π。有的朋友可能在更早的時候就已經接觸過π了,那時候大家都以被π後面的小數位為驕傲,誰背得出更多的小數位就說明誰的記憶力更強。
  • 圓周率π為什麼會引起數學家的重視?如今已將它算到30多萬億位
    但實際上如果稍微對數學中一些特殊的現象進行關注的話,你還是能夠從中發現樂趣的。例如數學中存在一個我們從小學開始就接觸的數,圓周率π。說到圓周率π,相信很多朋友都能夠背到小數點後七八位,而且很多家長以小孩子能夠背得越多π的小數位為傲。而那些背不得那麼多小數位的人一般就會這麼想,為什麼要花那麼多時間去背這麼多位呢?有什麼用呢?
  • 圓周率算到30萬億位,如果算盡會怎樣?曲線可能不復存在
    從小學起,老師就告訴我們圓周率是永遠算不盡的,大部分人只需要記住3.14就夠了,但是你是否想過圓周率為什麼算不盡?如果有一天圓周率真的算到盡頭或者出現循環了會怎樣?實際上科學家通過超級計算機在2019年已經把圓周率算到30萬億位(2019.3.14,谷歌宣布圓周率算到小數點後31.4萬億位),還未曾發現循環。所以如果未來的某天圓周率被發現循環了會怎樣?探討這個問題首先要了解一下圓周率是什麼。
  • 超級計算機已經將圓周率算到31.4萬億位,為什麼還要繼續下去?
    人類是地球唯一的智慧文明,雖然在數百萬年前已經誕生了,但是人類真正進入文明階段約在5000年前。當人類走進文明時代之後,各種學科也開始不斷出現,可能很多人認為,人類文明史上最早出現的學科應該是語文,可事實上,人類最早的學科應該是數學。從原始文明時期,人類已經開始用簡單的數字來記錄事物。從那個時候起,數學這門偉大的學科已經有了早期的形式。
  • 圓周率已經算到60萬億位,為什麼還要繼續算下去?有何意義?
    對於圓周率,相信大家都是很熟悉的,畢竟它可是數學中最常見的一個特殊值。在讀書的時候,老師就告訴我們,圓周率有一個很形象的符號,那就是「π」,它是一個無理數,永遠不可能被算盡,所以我們只取小數點後兩位,也就是3.14。
  • 將圓周率的小數位算到30多萬億位,數學家這樣做有什麼意義?
    但實際上如果稍微對數學中一些特殊的現象進行關注的話,你還是能夠從中發現樂趣的。例如數學中存在一個我們從小學開始就接觸的數,圓周率π。說到圓周率π,相信很多朋友都能夠背到小數點後七八位,而且很多家長以小孩子能夠背得越多π的小數位為傲。而那些背不得那麼多小數位的人一般就會這麼想,為什麼要花那麼多時間去背這麼多位呢?有什麼用呢?
  • 圓周率已被算到31.4萬億位,科學家猜想:圓周率終點是宇宙奇點?
    現代科技的迅猛發展,已經讓人類窺探到了更多的「真理」,尤其是超級計算機的發明,更是讓人類的計算能力達到一個非常恐怖的地步,也許你們還不知道,目前人類已經將圓周率給算到31.4萬億位,並且甚至有科學家提出猜想:圓周率終點是宇宙奇點?
  • 圓周率是個無限不循環小數,我們把它算到10萬億位有什麼意義
    圓周率π是個無限不循環小數,目前已經計算到了小數點後面數十萬億位,但計算它並不是無用功,而是有著多種作用。到了公元前3世紀,阿基米德計算出了圓周率在3.140845到3.142857之間,這是當時最精確的值。而在公元5世紀,古代中國著名科學家祖衝之利用了割圓術的方法,確定了π值在3.1415926到3.1415927之間,一下子將圓周率精確到了7位小數,遙遙領先世界。後來微積分登場,西方數學家才漸漸超過了我們。
  • 人類一直在想辦法計算圓周率,如果圓周率算完了會改變數學嗎?
    圓周率是數學課上經常運用到的一個常數,我們在上數學課的時候,老師就會告訴我們圓周率屬於無線不循環小數,也就是說圓周率後面的小數點是一直無限延伸下去的,而且數字沒有規律,所以也叫做無限無限不循環小數,當今數學界也是一直遵守著這個原則,例如計算圓周長、圓面積、球體積時都離不開圓周率π,為此我們也都深信不疑,不過總有人覺得圓周率可以被算到盡頭,於是一場計算圓周率的大賽就開始了
  • 圓周率已算到31萬億位,科學家為何還沒算盡,它隱藏著什麼秘密?
    多年前古埃及人就使用圓周率去計算圓的面積了,不過當時的圓周率與現在相差比較大,他們使用的值為3.16,後來隨著世界各地的數學家不斷努力,圓周率的數值越來越精確,後面小數點被算到的位數也越來越多。圓周率常常取它近似值3.14世界上第一次把圓周率精確的算到小數點後七位的是我國數學家祖衝之,他把圓周率的小數點後面的數算到了3.1415972,為後代科學家繼續計算圓周率提供了很大的幫助,如今隨著技術的不斷進步,人類把圓周率後面小數點的位數計算出的個數也越來越多,現代人類利用超級計算機已經把圓周率小數點後面的位數算到了31.4
  • 若圓周率被算到無限不循環數字,人類的文明會發生什麼變化?
    圓周率,是一個在數學以及物理學中普遍存在的數學常數,是數學中最基礎的理念。相信很多都接觸過它的運算,祖衝之作為我國第一位將圓周率進一步擴充的人,領先世界幾百年。在今後,不斷有著名的科學家對這個圓周率概念進行破解,力求將它算到更加精確。
  • 圓周率已被算到31.4萬億位,科學家為何如此執著?專家告訴你真相
    其實,按照目前的科學技術文化水平,按照美國科學家對外聲稱,他們已經將圓周率π已經計算到了31.4萬億位,甚至有網友表示,密集恐懼真都犯了。但無論如何,這也可以算是一種史前文明的超越了。因為古代人對於圓周率π的計算,只研究到了小數點後面七至八位數字,這兩者的懸殊之差可想而知。
  • 圓周率已被計算到31.4萬億位,是什麼原因,讓科學家如此執著
    到了1948年圓周率已經被計算到了808為小數值,之後的計算機時代,人們充分利用計算機對圓周率進行計算。到了2019年,圓周率已經被算到了314.4萬億位。是什麼原因,讓科學家如此執著呢?網友得知原因後感嘆:高瞻遠矚,謀劃甚遠。
  • 圓周率π的旅程:從1位到31萬億位
    圓周率π是人們熟知的數字,同時也是人類所知的第一個無理數。割圓法直觀,但笨重,因此必定不能主宰人類的徵途。從十五世紀開始,印度切拉拉學派的天文學家們從中國人手中接走了流動紅旗。馬大哈瓦利用反正切關係,在1400年左右把圓周率表成了可列的無窮級數,用級數的前21項輕鬆得出了10位精度的圓周率。同一個學派的尼拉坎薩給出了更加優美的無窮級數,28項就能逼近到小數點後5位。
  • 人類文明被推翻?圓周率被算盡之後真的會發生這樣的事嗎?
    圓周率這一概念是我們在小學的時候就已經知道的,我們也具體知道它是一個無理數,早在幾世紀之前,就已經有人為算圓周率而窮盡頭腦,我國的祖衝之就是因為算圓周率而青史留名,那麼圓周率到底有什麼作用?準確的說,不斷的精準圓周率有助於各種距離的測量,比如說只要圓周率算到了40位,在計算地球的長度的時候,最終與實際距離只相差一米左右。而有了相對於精準的距離,對於人類去探索宇宙以及更多的奧秘有著十分重要的作用。那麼另一個問題出現了,如果圓周率被算盡,會出現什麼樣的結果?
  • 匪夷所思的事實:圓周率π竟是一個變量!
    圓周率π每個人都能背上幾位數,山巔一寺一壺酒(3.14159…),它太重要了,幾乎在數學、物理的每一個角落都能找到。圓周率π是一個無理數,因此3.14159…小數點後面的數字是無限不循環的,也可以認為它們的出現是「隨機」的。
  • 圓周率已被算到31.4萬億位,科學家如此執著,到底是為了什麼
    作為地球的主人,人類不僅擁有智慧,而且一路以來都不停地在進步。在近一百年的時間裡,更是獲得了很大的成就,不僅成功地飛出了太空,還成功地登陸了月球。如今的很多科學家們更是都投身在航空領域中,對神秘的宇宙進行不懈的探索。