為什麼與圓無關的公式中會有圓周率?

2020-12-03 火星科普

圓周率π是圓的周長和直徑的比值,這是一個不變的常數。雖然圓周率起源於圓,但它卻出現在很多與圓不著邊際的公式中,比如下面幾個公式:

就連愛因斯坦的廣義相對論中也有出現圓周率:

廣義相對論是描述引力的理論,宇宙中的引力現象都在廣義相對論的預言之中。那麼,這是否意味著圓周率與宇宙有聯繫呢?

粒子的熱運動是無規則的,但它們組成的世界是有序的。類似地,很多無序的數字變化,最終會趨於與圓周率有關的數。從這點來看,圓周率或許隱藏著宇宙的信息,圓周率的無盡小數位可能不是沒有意義的。

宇宙中的規律可能在幾何上具有對稱性,或者具有某種周期性,這就會涉及到圓或者球,所以就會引入圓周率。另外,宇宙空間都是連續的,如果我們用離散的數字來描述,必然會涉及到積分和微分,在求解時很容易就會涉及到圓周率。

因此,很多看似與圓無關的公式中都會出現圓周率(還有一個經常出現的常數是自然常數e)。物理大師費曼也曾因為看到公式中經常出現圓周率而感慨道:圓在哪裡?

需要注意的是,我們所熟知的圓周率是基於歐式幾何。如果根據廣義相對論,空間是彎曲的,圓的周長與直徑之比會小於π。

另外,圓周率已經被證明是無限不循環的小數,如果它被證明是正規數,那麼,任意的數字組合都可以在圓周率的小數位中找到。在某種意義上,圓周率的小數位中可以包含所有的宇宙信息。

圓周率或許就像「無限猴子定理」中的猴子一樣,雖然看似隨機,但實則存在必然性。根據愛丁頓(證明過廣義相對論的天文學家)提出的無限猴子定理,只要給予足夠的時間,一隻在鍵盤上亂按的猴子,最終也能寫出圖書館中的所有書。

雖然這是小概率事件,但不代表不會發生。從概率上計算,猴子寫出《哈姆雷特》的可能性為1/10^183800,這仍然是一個大於零的概率。

相關焦點

  • 為什麼很多數學和物理學公式中都有圓周率?
    在歐幾裡德空間中,圓的周長和直徑之比是一個常數,該常數就是我們所說的圓周率π。單擺周期:簡單來說,之所以很多數學和物理學公式看似與圓形或者球形無關但卻包含圓周率,是因為這些公式往往隱含著對稱性和周期性。
  • 為什麼愛因斯坦的引力場方程中會出現圓周率?
    圓周率的數值在不同曲率的彎曲空間中是不一樣的。在歐幾裡得幾何中,也就是在平直空間中,圓的周長與直徑之比是恆定的常數——圓周率π,這是一個無理數,為3.1415926…。但在非歐幾何中,圓周率就不是一個常數。
  • 如果圓周率被算盡,會出現什麼後果?圓很可能會斷裂
    圓周率是一個數學上的概念,也是我們上學時接觸到的第一個無理數,所謂的無理數就是一個無限不循環小數,在數學上有無數個這樣的無理數,例如:√2、√3、√5。而圓周率只是其中最普通的一個無理數,但是圓周率涉及到了圓這個宇宙中最常見的本質形狀,所以略顯神秘。不管在微觀層面還是在宏觀尺度上,我們用數學建模分析物理問題時,都會涉及到圓形軌道,所以在很多物理公式裡都會出現圓周率的身影。
  • 圓周率為什麼是無限的 圓周率是怎樣算出來的?
    圓周率為什麼是無限的 圓周率是怎樣算出來的?時間:2017-05-06 16:50   來源:360問答   責任編輯:沫朵 川北在線核心提示:原標題:圓周率為什麼是無限的 圓周率是怎樣算出來的?圓可能是自然界中最常見的圖形了,人們很早就注意到,圓的周長與直徑之比是個常數,這個常數就是圓周率,現在通常記為,它是最重要的數學常數之一。 關於最早的文字記載來自公元前2000年前後的古巴比倫人,它們認        原標題:圓周率為什麼是無限的 圓周率是怎樣算出來的?
  • 為何許多物理、數學公式都帶有圓周率「π」
    圓周率「π」,作為每個人最早接觸的無理數,基本貫穿了我們小學、初中、高中、大學的整個學習生涯,也成為了許多同學痛苦的記憶。π是圓的周長與直徑的比值,也是圓的面積與半徑平方之比,是精確計算圓周長、面積,球體積等幾何形狀的關鍵值。
  • 圓的面積和半徑絕對不會是無限的,那圓周率到底是不是有限的?
    一個數的值跟進位無關,就像你的身高,cm和mm的關係,再怎麼換算,你的身高是不變的。圓周率之所以會成為一個無限不循環的數。  是因為人們最先定義了多邊形的計算方式。假如人們最先定義了圓的面積計算方式,那在求多邊形的時候,是不是會用兩個圓去切割多邊形,然後求得面積。這樣再推算出多邊形的計算公式的時候,是不是會出現一個類似圓周率的無限不循環的數呢?
  • 圓周率π的計算公式
    圓周率π是圓的周長和其直徑的比值,這是一個常數,在數學中是非常重要的。
  • 物理學家在量子力學中發現圓周率π的計算公式
    圓周率π圓周率π是圓的周長和其直徑的比值這個數是一個無理數,也就說是一個無盡不循環的小數,大約為3.14159……,後面有無數個小數位,永遠也寫不盡。經過數千年的努力,人類已經能夠計算出相當精確的圓周率數值。
  • 為什麼說使用圓周率π可能是一個巨大的錯誤?
    這可能會讓那些記住了7萬位圓周率小數位的人(目前只有兩人能夠做到)感到詫異,他們或許會最早站出來反對這樣的事情。當然,這並不是說圓周率的具體數值算錯了,也不是說圓周率不是無理數和超越數。根據猶他谷大學數學系系主任Bob Palais教授,應該用2π(記作τ)來作為圓周率更合適。
  • 如果圓周率被算盡,會有什麼後果?圓會斷了嗎?
    圓周率和光速是大家在討論科學問題中常見的兩個爭議對象,有朋友認為終有一天無限不循環的圓周率是會被算盡,而對光速被確定為299792458米/秒卻憤憤不平,因為光速只會隨著人類測測量技術提升而無限逼近真實速度,那麼真的是這樣嗎?
  • 如果圓周率的最後一位被算出來,會有什麼後果?
    圓周率π是數學和物理中十分常見的常數,它經常出現在各種數學物理方程中,就連愛因斯坦廣義相對論的引力場方程中也有圓周率的身影。圓周率的定義很簡單,即為圓的周長與其直徑之比。不過,我們並不能根據圓周率的定義來直接測量出圓周率。
  • 如果圓周率最後一位被算出來,會有什麼後果?
    ,就連愛因斯坦廣義相對論的引力場方程中也有圓周率的身影。因此,圓的周長和直徑之中最多只有一個有理數,例如,圓的直徑為1,周長為π;圓的直徑為1/π,周長為1。可以說,圓周率的這種特性是我們宇宙時空的一個基本性質。倘若宇宙中有外星文明,他們也會發現同樣的結論。 雖然圓周率算不到最後一位,但假設圓周率被算盡了,會出現怎樣的後果呢?圓還會存在嗎?我們所生活的宇宙會發生什麼變化?
  • 圓的周長公式是什麼
    圓的周長公式怎麼寫  第一種:圓的周長=圓周率×直徑  c=πd  第二種:圓的周長=圓周率×2×半徑  c=2πr  1.到定點的距離等於定長的點的集合叫做圓。這個定點叫做圓的圓心,通常用字母「o」表示。
  • 圓的面積公式_圓_中考網
    圓的面積 s = π × r × r   其中,π 是周圍率,等於3.14   r 是圓的半徑。   圓的周長計算公式為:C=2πR 。C代表圓的周長,r代表圓的半徑。圓的面積公式為:S=πR2(R的平方) 。S代表圓的面積,r為圓的半徑。
  • 圓周率的涵義你知多少?
    圓周率是圓的周長與直徑的比值,一般用希臘字母π(讀作pài)表示。這是一個普遍認知的公式,它簡單地描述了圓的圓周如何隨直徑變化。無論圓的大小如何,圓的圓周與其直徑的比值為恆定的值。例如,如果一個圓的直徑變為原先的二倍,它的周長也將變為二倍,這個圓周與直徑的比值不變。圓的周長總是略大於其直徑的三倍多點,精確的比值稱為π。
  • 圓的周長公式中π值的推算過程
    今天要分享的主題是:圓的周長公式中π值是如何推算出來的?大家都知道,圓的周長公式是:周長=2πr。那麼,這個公式中的π值是如何推算出來的呢?當圓環上的這個標記再次與刻度尺上的另一個刻度重合時,就測量出了圓的周長。🌱繞線法用軟的細線與圓重合在一起,然後把細線展開,用尺子就可以測量出圓的周長。
  • 圓周率到底有什麼作用?
    圓周率到底是什麼?稍微學過數學的人都知道圓周率就是圓的周長除以圓的直徑,大約是3.14,用π表示,我國的祖衝之是最早將圓周率計算到小數點後七位的數學家。現在有了計算機的發展,人們利用超級計算機,竟然算到了小數點後2936萬位,當然無法算盡,可是還是在計算中。
  • 歐拉公式的偉大之處在於整合了圓周率π和自然常數e
    如果讓我選一個世界上最偉大的數學公式,我一定會遠歐拉公式e^(πi)+1=0,無論物理還是數學,歐拉公式都如影隨形。歐拉把數學裡面最基本的五個常數用最簡單的方式整個在了一起。我們首先思考一個問題,古時候的人類,無論西方還是東方很早就開始計算圓周率的值,而更容易計算的自然常數e卻發現的很晚?我們先看圓周率,它等於圓的周長除以直徑。即π=c/d,這是一個非常簡單的除法公式,在人類的發展歷史中,必定會經歷建築房屋、製作糧倉、製造工具等。我們的祖先很早就接觸了圓。西周時期數學家商高曾與周公討論過圓與方的關係。
  • 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
    引言:世界上有許多數字永遠都無法被算盡,圓周率π就是其中一個。從古代開始,古人就一直在算圓周率,即使是到了現代數學家意識到圓周率是無法被算盡的,但依然堅持算下去,對此很多人表示不理解,這到底有什麼意義呢?
  • 圓周率是算不盡的無理數,假如哪天它算盡了,會有多嚴重的後果?
    我國第一個嘗試計算圓周率的人一定是在我們小時候學會的。他是南北朝時期的祖衝之。然而,許多人會想,一個無窮的數字是如何計算出來的?如果它是一個無窮大的數,會發生什麼?1、 用近似法計算的PI在實際中也得到了廣泛的應用首先,圓周率是指圓的周長與直徑之比。這個數字不會隨著圓的大小而改變。從這個意義上說,它是一個固定的常數。我們也用π來表示π。