圓周率已達31.4萬億位,計算宇宙也只要40位,這樣做有實際意義嗎

2020-10-18 星辰大海種花家

2019年的3月14日當天有個很有意思的新聞,那個無限不循環的小數圓周率被計算到了小數點後31.4萬億位,種花家還特意計算了下存放的空間,大約28TB左右,相當於8個4T硬碟的存儲容量,也就相當於一臺家用NAS的存放空間,但這並不是問題的關鍵,我們不明白的是將這個無限不循環小數計算到那麼精確,真的有必要嗎?

圓周率大事記

最早關於圓周率的記載來自公元前2000年前的古巴比倫人,他們將圓的周長與直徑之比取值3.125,而古埃及人則取值3.1605,不過無論哪個看起來都不是那麼準確,但其實在要求並不是特別高的條件下,這個精度也足夠使用了!

而中國古籍中一直都有一個關於圓周率的說法:「圓徑一而周三」,差不多也就表示了這個意思,將圓周率取值為3,在當時算法很簡單,暴力而又直接,測量圓周長再除以直徑,理論上這是完美的,但事實上圓周長很難測量準確,而直徑的精度也一樣有限,因此導致的結果就是圓周率從3到3.16之間,但這也能湊合著用。

公元前三世紀古希臘數學家阿基米德用內接(外切)正多邊形的周長代替圓的方式來計算圓周率,因為從理論上來看這個正多邊形邊越多,它的周長越接近圓,周長也會越接近,那麼計算出來的圓周率則越逼近真實圓周率。阿基米德計算到了96邊形,他計算的圓周率精度在3.140 845-3.142 857之間,這已經是一個相當精確的數字,因為我們平時就取值3.14計算的圓周長。

中國古代數學家劉徽也給出了相同的算法,將其稱之為割圓術,這實在非常貼切,因為木工操作割圓就是用N變形來代替的,切割下來之後再修正成圓,而南北朝數學家祖衝之則用劉徽的割圓術將圓周率逼近到了3.1415926-3.1415927之間,這也是我們俗稱的祖率!

十六世紀的數學家開始採用效率更高的無窮級數來計算圓周率,其代表則是計算圓周率的萊布尼茨公式。

到了十八世紀末期德國數學家約翰·海因裡希·蘭伯特終於證明了圓周率是一個無理數。是不是算不玩表示不用折騰了呢?其實完全不是,這反而激起了沒事幹的數學家極大興趣!

1882年德國數學家林德曼證明了圓周率Π是一個超越數(超越數就是不能作為有理係數多項式根的實數)。

天才的數學家拉馬努金則給出另一個計算圓周率的公式,不知道無所不能溼婆神是哪個晚上進入了夢想給他的靈感,反正他就拿出了這個公式!

1948年英國弗格森和美國的倫奇將圓周率計算到了小數點後808位,這是手工計算圓周率值的最高紀錄。此後計算機的出現一騎絕塵。

1949年:2037位

1958年:10000位

1981年:200萬位

1999年:687億位

2019年:31.4萬億位

計算那麼多位數圓周率有啥用?

圓周率日常使用取值2位即可,也就是3.14,登陸火星也不過十多位,放眼可觀測宇宙,也只要40位即可計算將誤差消除在一個氫原子的直徑之內!算那麼多位真是吃飽了撐著沒事幹,超級計算機也將浪費大量的電能,你看這些人就是那麼無聊!

從應用層面來看,這個龐大的數值確實沒有任何意義,但我們可以發現,圓周率從3開始到越來越接近我們現代數學計算的圓周率數值的過程,就是數學工具不斷的進步,從早期的周長/直逕到割圓術,再到無窮級數,再到拉馬努金的計算公式,各位會發現圓周率計算的收斂速度越來越快,當然還有更快的迭代算法,這表示什麼?我們發現這個世界的工具:數學一直在進步!當然到了1949年之後這個任務從手工轉換到了計算機手中,圓桌率的存在為我們的計算機算法做出了不朽的貢獻,促使著計算機技術不斷進步!

2019年3月14日谷歌通過超級計算機將圓周率計算到了小數點後31.4萬億位,並不是說谷歌的超級計算機只能將其計算到31.4萬位,而這一個宣傳與紀念計劃的結果:總共25臺「谷歌雲」虛擬計算機,耗費大約4個月才將圓周率增加了十萬億位左右,四個月的時間,也許數十萬美元的資金,但這個新聞本身就自帶流量,因為這表示了谷歌雲計算強大的實力,這點資金做一次全球性宣傳毫無疑問是非常划算的!

相信未來的超級計算機仍然會以此作為目標計算圓周率,而更多位數的圓周率也將會出現!也許我們可以設想一個場景,如果未來的量子計算機出現,那麼圓周率計算很有可能作為磨刀石,如果第一次計算就將圓周率在數分鐘之內計算到了數百萬億位,想必全球圍觀群眾必定就明白了量子計算機的計算能力有多強大!

相關焦點

  • 人類已將圓周率計算到31.4萬億位,為何還要繼續計算,有意義嗎?
    文/仗劍走天涯人類已將圓周率計算到31.4萬億位,為何還要繼續計算,有意義嗎?圓周率是用數學符號π來表示的。目前人類已經能夠將圓周率計算到它的31.4萬億位了。不過很多人都對圓周率持續計算下去的這一問題,抱有很大的看法。以現有的圓周率已經可以來計算圓的周長、圓的面積、體積等等關鍵的數值了。那麼持續將它計算下去,到底有什麼樣的意義呢?難道不是過於的吹毛求疵了嗎?將圓周率計算下去,人類又能得到什麼樣的利處呢?
  • 圓周率π已被計算到了31.4萬億位,繼續計算下去有何意義?
    圓周率π作為一個無理數(無線不循環小數),在日常實際生活中,通常只用到近似值3.14進行計算,只有科學家們為了精確計算才會用到十位小數,甚至幾百位小數進行精確精算。在中國的古代,人們從實踐中就知道圓的周長是「圓徑一而周三有餘」,意思是說圓直徑的三倍多等於圓的周長,三倍多要多多少,成了一個非常難的研究課題。
  • 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?
  • 圓周率被算到31.4萬億位,科學家: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?
  • 圓周率已被算到31.4萬億位,為啥還在計算?算盡後的後果有多大?
    世界上少有絕對的事情,比如世界上並沒有真正的圓,就算用圓規旋轉一圈,也只是無限接近於圓,而圓周率是圓周長度和直徑的比值,迄今為止已經被算到了31.4萬億位。
  • 目前圓周率已達到10萬億位了,超級電腦還在不停地計算圓周率?
    之前谷歌的一名員工計算π值達到了31萬億位,打破了2016年的記錄22萬億位,這是怎麼計算的呢?實際上,計算機計算π還是有點技巧的,畢竟計算機內部的位數是有限的,要計算一個有效數字上萬位的實數,已經需要專門做數據的安排了,甚至計算機內存都不夠。於是,這裡涉及到很多計算機能力了。
  • 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
    圓周率是圓的周長與直徑的比值,一般用π表示,為無限不循環小數,是物理學和數學中普遍出現的常數。對於中小學生來說π=3.14基本可以完成計算,就算是工程師和物理學家在精密計算時,也只需要小數點後幾百個位,那為什麼科學家會如此執著地繼續計算圓周率呢?
  • 圓周率是個無理數,已經計算到了31萬億位,繼續計算有何意義?
    伽利略說數學是上帝用來書寫宇宙的文字,高斯說數學是科學之王。想在物理學化學等領域做出成就,必須要有紮實的數學功底。愛因斯坦在提出相對論前,進行了大量的計算,和數學家希爾伯特的對話也刺激了他。對於中國的學生來說,從幼兒園開始就會接觸數學,小學主要學習運算,對幾何圖形也有涉獵。圓形無疑是幾何圖形中避不開的,它的性質和其他圖形有明顯差別,因為有圓周率的存在。
  • 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
    對於中小學生來說π=3.14基本可以完成計算,就算是工程師和物理學家在精密計算時,也只需要小數點後幾百個位,那為什麼科學家會如此執著地繼續計算圓周率呢?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。
  • 科學家是有多無聊!將圓周率算到31.4萬億位,到底為了什麼?
    前段時間,官方便爆出一條驚天動地的消息,稱谷歌可以將圓周率小數點後,算到31.4萬億位。這組信息主要是想表達機器的高智能,還是科學家們真很閒?但是這組消息在數學界可是掀起了大浪,越來越多的人類開始關注。
  • 圓周率都算到31.4萬億位了,科學家如此執著,到底是為了什麼
    但不管在哪一領域,以如今的科技水平,在計算的時候最多取其小數點後40位,就足以應付計算可觀測宇宙的勘測了。,圓周率經歷了實驗時期、幾何法時期、分析法時期,如今進入計算機時代以後,已經有人把圓周率計算到了10萬億位,還因此獲得了金氏世界紀錄。
  • 圓周率都算到31.4萬億位了,科學家為何仍如此執著?原因肅然起敬
    人類對未知的事物總是有抹不掉的好奇,因此我們一直未曾停下探索的腳步。在探索的過程中,宇宙和大海是大部分人嚮往的,然而也有一小部分科學家執著於另一項看起來似乎微不足道的探索——圓周率。圓周率大家都不陌生,在九年義務教育過程中,這個代表著圓的周長與直徑的比值的符號「π」可是給我們除了不少難題。其實它不僅在數學方面有所應用,在物理學中也是普遍存在的。
  • 圓周率已經被計算到3.14萬億位,為什麼還在計算,有意義嗎?
    圓周率已經被計算到3.14萬億位,為什麼還在計算,有意義嗎?
  • 圓周率已達到小數點後31.4萬億位,仍未停止計算,有什麼用處?
    關於圓周率,相信大家並不陌生,幾乎每個人都會背3.1415926……但在實際使用中,其實只會用到3.14,就考試來說,精確到這種程度已經夠用了,這既是為了方便計算,也是為了節省時間。不過,圓周率畢竟涉及到計算,其應用範圍還是很廣的,尤其在軍工方面,更是絲毫不能馬虎,一旦出現疏忽,便會功虧一簣。
  • 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
    今年的三月份美國谷歌公司對外宣布他們已經將π算到了小數點後31.4萬億位,這是目前世界上算得最精確的圓周率了。但是可能會有人對此疑惑,為什麼要將一個被定為無限不循環的小數進行如此精確的計算呢?那麼人類是從什麼時候開始發現圓周率的呢?
  • 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
    今年的三月份美國谷歌公司對外宣布他們已經將π算到了小數點後31.4萬億位,這是目前世界上算得最精確的圓周率了。 但是可能會有人對此疑惑,為什麼要將一個被定為無限不循環的小數進行如此精確的計算呢?這樣做真的有意義嗎?對一般人而言圓周率的小數點後兩三位在計算圓的面積、體積等幾何問題的時候就已經夠用了,但是對於科研人員來說這是遠遠不夠的。
  • 圓周率已被算到60萬億位,繼續算下去有何意義?這裡告訴你的原因
    圓周率是一個無理數可是人類對圓周率的後面的小數位的計算卻樂此不疲,如今人類已經把圓周率後面的小數位計算到億萬級以上,比如著名國際巨頭谷歌宣稱已經把圓周率小數位計算到31.4萬億位,當然這還不是圓周率小數位的極限數值,IBM宣稱已經把圓周率小數點後面的位數計算到60萬億位,這個數值成為人類計算出圓周率最多位數的記錄,儘管這樣人類依然沒有把圓周率給算盡
  • 圓周率已被算到60萬億位繼續算下去有何意義這裡告訴你真正原因
    圓周率或許是我們最熟悉的一個數學數值了,因為它有一個非常形象的代號「π」,還有一個好記的數值「3.1415926」,朗朗上口的數字讓人對圓周率這個數學常數無法忘卻,在讀書的時候我們都知道圓周率是用來計算圓面積的一個常數,由於圓周率是一個無理數,因此為了方便只取它小數點後面兩位小數(3.14)去計算圓,當然要求很高的領域,比如航天領域、生物領域等需要用到圓周率的位數就多了,在航天領域不能有一點誤差
  • 明知圓周率算不盡,科學家為何依舊堅持?31萬億位真的有意義嗎?
    明知圓周率算不盡,科學家為何依舊堅持?31萬億位真的有意義嗎?現在科學的很多研究都是基於數學的,很多學科的發展也需要依賴於數學。每一次科學理論出現之前,都需要經過多次的數學計算之後才可以得出。為何堅持計算圓周率現在圓周率已經被計算到了31萬億位,對於大多數普通人來說這是完全沒有必要的,我們生活中應用計算圓的周長或者是圓的面積只需要取3.14就足夠了,為何我們還要繼續堅持下去呢?這樣的堅持是否有意義呢?
  • 既然圓周率都已算出萬億位,為何超級計算機還在不斷計算圓周率?
    圓周率在數學上早已被證明是一個無理數,這意味著它的小數點後有無數位。目前為止,通過計算機算出的圓周率小數點位數早已超過10萬億位。根據維基百科給出的數據,Peter Trueb在2016年創下了世界紀錄,他用計算機耗費105天的時間把圓周率的小數位算到22.4萬億位。