早在兩千多年前,世界各地的人類就已經發現圓的周長和直徑之比是常數,這就是圓周率。粗略估算可知,圓周率並非是一個整數。隨後的漫長時間裡,人類不斷嘗試去計算圓周率,以期能夠算盡圓周率小數位的最後一位,得到最為精確的圓周率。
但在沒有計算機,純靠人工手算的時代,想要提高圓周率的精度十分困難。在公元462年,我國數學家祖衝之準確算出了圓周率小數位的前七位。直到600年前,人類才把圓周率的小數位精度提升至17位。通過割圓法,人類把圓周率的小數位最多算到了第38位。
後來,數學家發現了一系列與圓周率有關的無窮級數,由此可以快速算出圓周率的小數位。通過格雷果裡-萊布尼茨級數,數學家很快就算出了圓周率小數位的前71位。在此基礎上,圓周率的小數位又被進一步算到了100位以上。
在1761年,數學家第一次嚴格證明了圓周率是無理數,它無法由分數表示,其小數位是無限而且不循環的,這徹底堵死了那些想要完全算出圓周率的人。
既然圓周率的小數位是無窮無盡的,那麼,其小數位是否包含了一切的數字組合?我們能否在其中找到自己的銀行卡密碼、生日和手機號碼呢?
舉個例子,大數學家歐拉出生於1707年4月15日,17070415第一次出現於圓周率小數位的第4613083位,第二次出現於第38214152位,或者1707415第一次出現於第11293793位。
對於只有6位數的銀行卡密碼,更容易在圓周率的小數位中找到。隨便舉個例子,271828(自然常數e為2.71828…)第一次出現於圓周率小數位的第33789位,第二次出現於第976297位,第三次出現於第1526800位。
銀行卡密碼的排列組合共有10^6種,也就是100萬種可能性。通過統計可知,這100萬種數字組合都能在圓周率小數位的前1500萬位中找到。
再舉幾個特殊的數字,314159265(圓周率為3.14159265…)第一次出現於第1660042751位,14142135(根號2等於1.4142135…)第一次出現於第52638位,真空中的光速299792458(米/秒)第一次出現於第623556156位,普朗克常數的小數位62607015第一次出現於第78446512位。
手機號共有11位,但並不是所有的排列組合都是正確的號碼。排除掉不存在的號碼,可以在圓周率小數位的前5000億位中找到。如果要算上所有的11位數字組合,在更多的小數位中也能找到。要知道,人類現在已經計算出了圓周率小數位的前31.4萬億位。
那麼,這是否意味著所有的數字組合都能在圓周率的小數位中找到呢?
對於這個問題,需要證明圓周率是否是一個正規數或者合取數。如果圓周率是一個正規數,那麼,它的小數位中會包含任意一種數字組合,反之則沒有。
目前,數學家已經可以證明,圓周率在二進位下具有正規性。其他進位還無法證明,但具有正規性的可能性較大。不過,只要知道二進位下的圓周率是正規數就足夠了,因為任何的數字組合都可以轉變為二進位,它們都可以在二進位下的圓周率小數位中找到。