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        π的歷史

        發(fā)布時間:2017-01-24 來源: 歷史回眸 點(diǎn)擊:

        π的歷史篇一:π的簡介

        地平線上的不同高度和不同角度觀察宇宙射線的強(qiáng)度巧妙地推斷出平均壽命的,后來F.拉賽蒂直接測出了平均壽命。但是進(jìn)行宇宙射線實(shí)驗(yàn)的人員在開始觀察時,并不知道湯川的工作。戰(zhàn)爭使這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)工作延緩了,并且使日本和西方隔絕開來。日本物理學(xué)家對存在著質(zhì)量和湯川假定的粒子的 質(zhì)量相近的粒子根感興趣,然而他們也注意到,要把μ介子和湯川粒子等同起來仍然有些困難:首先μ介子的平均壽命太長了;其次,μ介子在物質(zhì)中受阻止時,它們與阻止物質(zhì)的原子核發(fā)生相互作用顯得很平常,雖然并不總是這樣,三個年輕的意大利物理學(xué)家:M.康弗西(M.Conversi),E.潘錳尼(E.Pancini)和O.皮西奧尼克(O.Piccionic),通過研究這個現(xiàn)象,有了一個重要的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)。

        這三個年輕人那時正在躲避德國人,因?yàn)榈聡艘阉麄兞鞣诺降聡ミM(jìn)行強(qiáng)制勞動。他們?nèi)齻人躲在羅馬的一個地下室中秘密地工作,他們發(fā)現(xiàn),正μ介子和負(fù)μ介子在物質(zhì)中受阻止時的行為不一樣。正μ介子的衰變或多或少象在真空中一樣,而負(fù)μ介子如果被重核所阻止,則被其俘獲并產(chǎn)生蛻變,但當(dāng)它們被象碳這樣的輕核所俘獲時,則它們的衰變大部份就象在真空中一樣,這不是湯川粒子所應(yīng)具有的特性,因?yàn)橐坏┙樽泳嚯x原子核足夠近時,特定的核力就應(yīng)當(dāng)產(chǎn)生蛻變,所以湯川粒子應(yīng)當(dāng)與輕的或重的原子核都發(fā)生劇烈的反應(yīng)。實(shí)驗(yàn)證明情況并非如此,因此μ介子不大會是湯川粒子。

        情況確實(shí)非常奇怪。湯川已經(jīng)預(yù)言存在著質(zhì)量約等于300個電子質(zhì)量的粒子,有人也已找到了它們,但這種粒子卻又不是湯川所預(yù)言的那種粒子。理論物理學(xué)家對康弗西、潘錫尼和皮西奧尼克的結(jié)果感到迷惑不解,而這些結(jié)果從實(shí)驗(yàn)觀點(diǎn)來看,卻又非常可靠。理論家們決心找出答案。日本的谷川、坂田和井上及美國的H.A.貝特和R.馬沙克(R.Marshak),各自獨(dú)立地提出了一個可以解決已存在的困難的假設(shè)。他們提出,觀察到的μ介子是湯川介子的衰變產(chǎn)物,而尚沒有人觀察到湯川介子。作出吸引人的、看起來是合理的假設(shè)是一回事,而要確證—個事實(shí)又是另一回事了。 這時,一個新的實(shí)驗(yàn)技術(shù),或者應(yīng)當(dāng)說一個老的實(shí)驗(yàn)的改進(jìn),為解決這個難題提供了一個有力的工具。早在第一次世界大戰(zhàn)前,盧瑟福實(shí)驗(yàn)室的一位日本物理學(xué)家樹下就已證明,通過照相乳膠的α粒子在它們的運(yùn)動軌跡上留下了一組可顯影的乳膠顆粒,所以人們能夠看到粒子的軌跡。(我們可能會問:量子力學(xué)怎么辦?測不準(zhǔn)原理呢?粒子的波動性呢?讀者可以放心,這些問題都有令人滿意的解答,例如海森堡就曾作過詳細(xì)的解釋)樹下用的乳膠僅對電離作用較大的粒子才靈敏,電子是探測不到的。 π鍵

        根據(jù)分子軌道理論,兩個原子的p軌道線性組合能形成兩個分子軌道。能量低于原來原子軌道的成鍵軌道π和能量高于原來原子軌道的反鍵軌道π*,相應(yīng)的鍵分別

        型巨型電子計算機(jī)計算出π值小數(shù)點(diǎn)后4.8億位數(shù),后又繼續(xù)算到小數(shù)點(diǎn)后10.1億位數(shù),創(chuàng)下新的紀(jì)錄。至今,最新紀(jì)錄是小數(shù)點(diǎn)后12411億位。

        除π的數(shù)值計算外,它的性質(zhì)探討也吸引了眾多數(shù)學(xué)家。1761年瑞士數(shù)學(xué)家蘭伯特第一個證明π是無理數(shù)。1794年法國數(shù)學(xué)家勒讓德又證明了π^2也是無理數(shù)。到1882年德國數(shù)學(xué)家林德曼首次證明了π是超越數(shù),由此否定了困惑人們兩千多年的“化圓為方”尺規(guī)作圖問題。還有人對π的特征及與其它數(shù)字的聯(lián)系進(jìn)行研究。如1929年蘇聯(lián)數(shù)學(xué)家格爾豐德證明了e^π 是超越數(shù)等等。

        編輯本段圓周率的計算

        古今中外,許多人致力于圓周率的研究與計算。為了計算出圓周率的越來越好的近似值,一代代的數(shù)學(xué)家為這個神秘的數(shù)貢獻(xiàn)了無數(shù)的時間與心血。

        十九世紀(jì)前,圓周率的計算進(jìn)展相當(dāng)緩慢,十九世紀(jì)后,計算圓周率的世界紀(jì)錄頻頻創(chuàng)新。整個十九世紀(jì),可以說是圓周率的手工計算量最大的世紀(jì)。

        進(jìn)入二十世紀(jì),隨著計算機(jī)的發(fā)明,圓周率的計算有了突飛猛進(jìn)。借助于超級計算機(jī),人們已經(jīng)得到了圓周率的2061億位精度。

        歷史上最馬拉松式的計算,其一是德國的Ludolph Van Ceulen,他幾乎耗盡了一生的時間,計算到圓的內(nèi)接正262邊形,于1609年得到了圓周率的35位精度值,以至于圓周率在德國被稱為Ludolph數(shù);其二是英國的威廉·山克斯,他耗費(fèi)了15年的光陰,在1874年算出了圓周率的小數(shù)點(diǎn)后707位?上В笕税l(fā)現(xiàn),他從第528位開始就算錯了。

        把圓周率的數(shù)值算得這么精確,實(shí)際意義并不大,F(xiàn)代科技領(lǐng)域使用的圓周率值,有十幾位已經(jīng)足夠了。如果用魯?shù)婪蛩愠龅?5位精度的圓周率值,來計算一個能把太陽系包起來的一個圓的周長,誤差還不到質(zhì)子直徑的百萬分之一。以前的人計算圓周率,是要探究圓周率是否是循環(huán)小數(shù)。自從1761年蘭伯特證明了圓周率是無理數(shù),1882年林德曼證明了圓周率是超越數(shù)后,圓周率的神秘面紗就被揭開了。

        現(xiàn)在的人計算圓周率, 多數(shù)是為了驗(yàn)證計算機(jī)的計算能力的,還有,就是為了興趣。

        編輯本段圓周率的運(yùn)算方法

        古人計算圓周率,一般是用割圓法。即用圓的內(nèi)接或外切正多邊形來逼近圓的周長。阿基米德用正96邊形得到圓周率小數(shù)點(diǎn)后3位的精度;劉徽用正3072邊形得到5位精度;魯?shù)婪蛴谜?62邊形得到了35位精度。這種基于幾何的算法計算量大,速度慢,吃力不討好。隨著數(shù)學(xué)的發(fā)展,數(shù)學(xué)家們在進(jìn)行數(shù)學(xué)研究時有意無意地發(fā)現(xiàn)了許多計算圓周率的公式。下面挑選一些經(jīng)典的常用公式加以介紹。除了這些經(jīng)典公式外,還有很多其它公式和由這些經(jīng)典公式衍生出來的公式,就不一一列舉了。

        π的歷史篇二:關(guān)于π的研究

        關(guān)于π的研究

        第一部分:π的計算。

        1 泰勒級數(shù)法

        利用反正切函數(shù)的泰勒級數(shù)的特例麥克勞林級數(shù):

        arctan??=???

        ??33

        +

        ??55

        …+

        ??2???1???1 ?1 計算π2???1

        。

        將x=1代入上式可以得到: π=4arctan1=4(1-+-??)

        3511

        以上這個無窮級數(shù)收斂太慢,不實(shí)用,若使其收斂的快一點(diǎn),可令-1<x<1.例如arctan就收斂的較快。通過a=arctan5

        5

        1

        1

        tan2a=12

        5120119

        .應(yīng)當(dāng)注意tan4a約等于1.故4a≈但這還不夠準(zhǔn)確,應(yīng)

        4

        120119

        ??

        當(dāng)算出誤差b=4a-tan4a=

        4

        ??

        和tan得:

        4

        15

        1239

        ??

        tanb=tan(4a-4

        ??1239

        .b=arctan

        1

        239

        .故π=16arctan2數(shù)值積分法

        14 01+??????=4(arctan1-arctan0)=π。可得到π的值。

        ??

        計算定積分s= ?? ?? ????,也就是計算曲線y=f(x)與直線y=0,x=a,x=b,所圍成曲??邊梯形的面積。用平行于y軸的直線將該曲邊梯形平分成n個小曲邊梯形這樣總面積就等于小曲邊梯形的面積之和若n的值取得越大,使每個小曲邊梯形的寬度都很小,此時可以將它上方邊界看作直線段。將每個小曲邊梯形近似地當(dāng)作梯形求面積,具體如下:設(shè)分點(diǎn)為??1……????將區(qū)間n等分。即????=a+

        ??(?????)??12

        所有曲邊梯形的寬度都是h=

        ???????

        ????=f(????)則第i個曲邊梯形

        的面積????≈(?????1+????)h.將所有的曲邊梯形的面積加一塊兒得 s≈ ????=1(?????1+????)h

        21

        計算得到s≈

        ???????

        [y1+??2+??????1+

        ??0+??2

        ]這就是梯形公式

        由此可得π的值。 3.BBP計算方法。 π= 0

        ∞1

        16

        (??

        48??+1

        ?

        28??+4

        ?

        18??+5

        ?

        18??+6

        )

        它打破了傳統(tǒng)的圓周率的算法,可以計算圓周率的任意第n位,而不用計算前面的n-1位。這為圓周率的分布式計算提供了可行性。 4.割圓法

        設(shè)一半徑為1的圓,作這個圓的內(nèi)接正n邊形,用此正n邊形的周長去近似圓的周長。顯然當(dāng)n→∞時,正n邊形的周長就無限趨近于圓周長,求得正n邊形周長后除以直徑便求出了圓周率。

        從幾何上觀察,可知:正n邊形周長隨n遞增而遞增,但始終是個有限值。割法如圖1:

        設(shè)圓半徑為1,令半弦長AB=2a,AC=2c,OG和OD分別是等腰△OAB和△OAC的中線。則我們要做的只是求出c關(guān)于a的表達(dá)式c=c(a).令GC=b,根據(jù)勾股定理有

        :

        進(jìn)而有

        得到此式后,編寫計算機(jī)程序就很容易了,#include <stdio.h> #include <math.h> main() {

        double a,b,c,d,pi; double sqrt(double); int i,j,n; a=0.5; b=0; c=0; d=0.5;

        scanf("%d",&n); for(i=1;i<=n;i++) {

        b=sqrt(1-a*a); c=(1-b)*0.5; d=sqrt(c); a=d; }

        j=pow(2,n)*3; pi=2*d*j;

        printf("%d\n",j);

        C語言程序如下:

        printf("%f\n",pi); }

        這里有一個問題就是a的初值如何選擇?顯然越簡單直觀越好,而已知對于圓內(nèi)接正六邊形的每一條邊長等于圓的半徑。所以取a=0.5,程序中參數(shù)n是對正六邊形分割的次數(shù),d的作用是當(dāng)輸入n=0(正六邊形)的時候,得到π=3,此所謂的“徑圓一三”。將這個文件保存為文本,在linux下用“gcc -lm”命令編譯后,打開編譯后得到的文件就能執(zhí)行。 第二部分:π的歷史

        關(guān)于π的歷史可分為三個階段:第一階段為微積分出現(xiàn)前,第二階段為微積分出現(xiàn)后計算機(jī)出現(xiàn)前,第三階段為計算機(jī)出現(xiàn)后。

        第一階段,大都從幾何角度出發(fā),主要是割圓法。關(guān)于割圓術(shù), 中西方稍有不同, 但實(shí)質(zhì)一樣。中國主要是由圓內(nèi)接正多邊形求π值, 西方則內(nèi)外夾攻, 用算術(shù)平均給出π值。另外在割圓術(shù)的應(yīng)用上,也因人而異, 有的求圓面積, 有的求周長, 有的求面積比等等, 異途同歸, 最終都給出π的近似值。中國的割圓術(shù)主要以劉徽為先驅(qū),。劉徽給《九章算術(shù)》作注時, 首先對“ 周三徑一”這句話懷疑, 他認(rèn)為“ 周三”乃弓之與弦也”。并畫圖證明“周三”只是圓內(nèi)接正六形的周長與直徑之比, 接著他指出: “ 世傳此法, 莫肯精核”。“學(xué)者踵古, 習(xí)其謬矣他取半徑為一尺之圓, 從考慮面積入手, 由內(nèi)接正6邊形開始, 每次邊數(shù)倍增, 增至1 92 邊.得出3.14

        64625

        π<3.14

        169

        625

        在實(shí)際應(yīng)用上π=3.14. 在古代很多國家的數(shù)學(xué)家都用過割圓術(shù), 如元前250年在《圓的角量》中, 著眼于周長, 內(nèi)接外切兩側(cè)夾攻, 由正形增至96 邊 得π=3.1418.晚于劉徽的天文學(xué)家何承天推算得到π的值為3.1428.這個π值在很多國家都出現(xiàn)過,但以我國何承天為最早。我國歷史上對圓周率

        貢獻(xiàn)最大的就是稍后于何承天的祖沖之, 這是世界公認(rèn)的, 他的結(jié)果是:3.1415926<π<3.1415927.16世紀(jì)末荷蘭的魯?shù)婪驅(qū)Ζ械挠嬎愫喼笔侵嗣,他花去畢生精力將π精確到小數(shù)點(diǎn)后20位,但他仍不滿足繼續(xù)依維特也的方法又作262邊形,精確到小數(shù)點(diǎn)后35位。在π的歷史上樹立了一個里程碑。第二階段主要是分析方法,即級數(shù)法微積分出現(xiàn)后分析法代替了割圓法,即將π展成無窮級數(shù)來求值。該法的首創(chuàng)者為蘇格蘭數(shù)學(xué)家格里高里。1674

        (?1)??∞

        年萊布尼茲得= 0.

        42??+1

        ??

        但該展開式收收太慢后來倫敦的天文學(xué)家馬青給出 π=16arctan51

        1239

        π精確到小數(shù)點(diǎn)后100位,首先突破

        了百位大關(guān)。接著各國的數(shù)學(xué)家爭相計算,各創(chuàng)公式。π的位數(shù)節(jié)節(jié)升高。最著名的是法國的夏因克斯,他算至530位,同年又算至607位。1948年一月英國的費(fèi)格申和美國的雷恩奇聯(lián)合發(fā)表了808位的π值。第三階段電子計算方法。由以上可以看到割圓法始終沒有突破百位大關(guān)。而分析法也始終沒有突破千位的大關(guān)。但計算機(jī)出現(xiàn)后一切界限都沖垮了。它雖然仍用以前的公式但精確度和計算速度都空前提高。自七十年代起,π的位數(shù)已超過百萬位。1973年5月24 日法國基勞德和波葉在7600CDC型電子計算機(jī)上開始工作直到同年九月得到了一百萬位的π值?捎〕200頁書。此后不久美國Donald和他的學(xué)生算到了一百五十萬位。 第三部分:π的現(xiàn)狀

        進(jìn)入新世紀(jì)以來,國內(nèi)外許多學(xué)者開始借助計算機(jī)研究π的計算,他們設(shè)計了許多算法與程序取得了很好的結(jié)果,比如利用EXCEL軟件產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)來模擬撒芝麻的實(shí)驗(yàn)來估計圓周率的值,利用Mathematica軟件,借助隨機(jī)

        π的歷史篇三:π趣史

        "π"趣史

        至今許多人都能回想起第一次遇到π的情景,也就是那個非常單調(diào)的公式:C=πD,A=πR2。這里的C代表圓周長,D代表直徑,A代表面積,R代表半徑。π一直就像一個迷,令人感到神秘不解。簡單地說,如果你用圓形的周長除以圓周的直徑,你得出的數(shù)字就是π。任何圓周的周長都近似于圓形直徑的3倍,簡單嗎?但數(shù)學(xué)家們都認(rèn)為π是個無理數(shù),也就是說,如果你用圓周長除以直徑,那么你得出的數(shù)值肯定是十進(jìn)位的小數(shù),并且這個數(shù)字將無休無止地延續(xù)下去。π的前幾位數(shù)值是3.14159265……這一數(shù)字是除不盡的。對于π的好奇既成了一種宗教,又成為我們文化的重要組成。人類已經(jīng)出版過許多以π為主題的書籍,例如,《π的樂趣》、《π的歷史》等,此外還有許多網(wǎng)站也以π為專題,如最著名的一個網(wǎng)站www.cecm.sfu.ca/pi。

        在一部叫《π》的影片里,一位數(shù)學(xué)天才因?yàn)樵诠墒欣锟嘈膶ふ覕?shù)字的規(guī)律而發(fā)瘋了。雖然這部影片是虛構(gòu)的,但是人類對一些數(shù)值的無盡追求卻不是虛構(gòu)的。幾千年來,π已經(jīng)使許多好求精密的大腦感到痛苦不堪。1999年,一位日本計算機(jī)科學(xué)家將π的數(shù)值推算至小數(shù)點(diǎn)后2060億位數(shù)。π的數(shù)值推算得如此精確,除了用于檢驗(yàn)計算機(jī)是否精確和數(shù)學(xué)理論研究之外,并無實(shí)際用處。令人意外的是,這位日本科學(xué)家卻有著不同的觀點(diǎn),他說:“π和珠穆朗瑪峰一樣都是客觀存在,我想精確測算出其數(shù)值,因?yàn)槲覠o法回避它的存在!

        “竭盡法”——早期的π

        歷史上π首次出現(xiàn)于埃及。1858年,蘇格蘭一位古董商偶然發(fā)現(xiàn)了寫在古埃及莎草紙上的π數(shù)值。莎草紙的主人從一開始就吹噓自己發(fā)現(xiàn)的重要性,并有一個解式:“將(圓的)直徑切除1/9,用余數(shù)建立一個正方形,這個正方形的面積和該圓的面積相等!

        古代巴比倫人計算出π的數(shù)值為3?讘秮!妒ソ(jīng)》中記載,為了測量所羅門修建一個圓形容器,使用的π的數(shù)值為3。但是希臘人還想進(jìn)一步計算出π的精確數(shù)值,于是他們在一個圓內(nèi)繪出一個直線多邊形,這個多邊形的邊越多,其形狀也就越接近于圓。希臘人稱這種計算方法叫“竭盡法”,事實(shí)上也確實(shí)讓不少數(shù)學(xué)家精疲力竭。阿基米德的幾何計算結(jié)果的壽命要長一些,他通過一個96邊形估算出π的數(shù)值在3 至3?讘秮之間。在以后的700年間,這個數(shù)值一直都是最精確的數(shù)值,沒有人能夠取得進(jìn)一步成就。到了公元5世紀(jì),中國數(shù)學(xué)和天文學(xué)家祖沖之和他的兒子在一個圓形里繪

        出了有24576條邊的多邊形,算出圓周率值在3.1415926和3.1415927之間,這樣才將π的數(shù)值又向前推進(jìn)了一步。

        長期以來,π困擾了許多聰明的大腦。希臘人將這種測量π的方法稱為圓變方形測量法。但問題是,如果給你一個直尺和一架圓規(guī),你能繪出面積相等的正方形和圓形嗎?π就是解決這個問題的關(guān)鍵。希臘科學(xué)家、哲學(xué)家阿那克薩哥拉由于廣泛宣傳太陽并不是上帝而身陷囹圄。為了打發(fā)獄中時光,他不斷地想將圓形用最近似的方形表示出來。幾個世紀(jì)之后,哲學(xué)家托馬斯·霍布斯聲稱已經(jīng)解決了這個問題,后來的實(shí)踐證明是他自己算錯了。

        達(dá)·芬奇計算π數(shù)值的方法既簡單又新穎。他找來一個圓柱體,其高度約為半徑的一半(你可以用扁圓罐頭盒來做),將它立起來滾動一周,它滾過的區(qū)域就是一個長方形,其面積大致與圓柱體的圓形面積相等。但是這種方法還是太粗略了,因此后人還是繼續(xù)尋找新的精確方法。

        1610年,荷蘭人為π建立了一座不可思議的紀(jì)念碑。據(jù)說,在萊頓的彼得教堂的墓地里有一塊墓碑,上面刻有2-8-8字樣,代表了由荷蘭數(shù)學(xué)家魯?shù)婪颉ゑT·瑟倫計算出的π的第33到35位數(shù)。這位數(shù)學(xué)家在將π的數(shù)值計算到第20位時,得出結(jié)論:“任何愿意精確計算π值的人都能將其數(shù)值再向前推進(jìn)一步!钡敢饫^續(xù)做下去的人只有他一個。他用自己余生的14年將π值推進(jìn)到第35位數(shù)。傳說中那塊銘記瑟倫的成就的墓碑早已不在,他付出的勞動也由于新發(fā)明微積分而黯然失色。

        確立與徘徊

        1665年,倫敦瘟疫流行,伊薩克·牛頓只好休學(xué)養(yǎng)病。在此期間他發(fā)明了微積分,主要用于計算曲線。同時,他還潛心研究π的數(shù)值,后來他承認(rèn)說:“這個小數(shù)值確實(shí)讓我著迷,難以自拔,我對π的數(shù)值進(jìn)行了無數(shù)次計算!碑(dāng)他發(fā)明微積分后,他終于創(chuàng)造出一種新的計算π數(shù)值的方法。不久,科學(xué)家們就將π值不斷向前推進(jìn)。1706年,π的數(shù)值已經(jīng)擴(kuò)展到小數(shù)點(diǎn)后100位。也就是在這一年,一位英國科學(xué)家用希臘字母對π進(jìn)行了命名,這樣π就有了今天的符號(科學(xué)家們好像覺得π還不夠難似的,π被定義為“直徑乘以此值能夠得出圓周長的數(shù)值”。)。到18世紀(jì)后期,將圓形無限變成多邊形的方法正式退出了歷史舞臺。

        雖然目前科學(xué)家已經(jīng)計算出π的前2060億位數(shù)值,但是我們在做普通計算時,只取π的前三位數(shù)值,即3.14。使用π值的小數(shù)點(diǎn)后10位數(shù),你計算出的地球周長的誤差只有1英寸。如此看來,還有必要將π值再精確一步嗎?

        在整個19世紀(jì),人們還是希望計算出π的最后數(shù)值。當(dāng)時漢堡有一位數(shù)學(xué)天才約翰·達(dá)斯能夠心算出兩個八位數(shù)的乘積值。他在計算時還能夠做到一算就是幾個小時,累了就睡覺,醒來時能夠在睡前的基礎(chǔ)上接著再計算下去。1844年,這位天才開始計算π的數(shù)值,在兩個月之內(nèi),他將π值又向前推進(jìn)到小數(shù)點(diǎn)后第205位。另一位數(shù)學(xué)天才威利姆·尚克則憑著自己手中的一支筆、一張紙,用了近20年時間,將π值進(jìn)一步推進(jìn)至小數(shù)點(diǎn)后707位。這一紀(jì)錄一直保持到20世紀(jì),無人能夠刷新。遺憾的是,后人經(jīng)過檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn),這位天才的計算結(jié)果中小數(shù)點(diǎn)后第527位數(shù)字有誤,20年的辛苦工作竟然得出這么個結(jié)果,不能不令人扼腕。

        在浩瀚的宇宙里,圓形一個接一個,小至結(jié)婚戒指,大到星際光環(huán),π值始終不變。惟獨(dú)美國的印第安納州或該州議會要與人不一樣。事情的起因源自1897年,該州一位名叫埃德溫·古德溫的醫(yī)生聲稱“超自然力量教給他一種測量圓形的最好方法……”,其實(shí)他的所謂好辦法仍只不過是將圓形變成無限的多邊形。雖然早在1882年一位德國數(shù)學(xué)家已經(jīng)證明π是永遠(yuǎn)除不盡的,也就是說不論你將圓形中的多邊形的邊長定得多么小,它永遠(yuǎn)是多邊形,不會成為真正的圓形。但古德溫偏不信,他開始著手改變這一不可能改變的事實(shí)。他確實(shí)把他的圓變成了方形,盡管他不得不采用值為9.2376的π,這幾乎是π實(shí)際值的3倍。古德溫將他的計算結(jié)果發(fā)表在《美國數(shù)學(xué)月刊》上,并報請政府對他的這個π予以批準(zhǔn)承認(rèn),他甚至說服地方議員在該州下院通過一個法案,將自己的研究成果無償提供給各個學(xué)校使用。由于他的議案里充滿了數(shù)學(xué)術(shù)語,把下院的議員全搞懵了,因此議案得以順利通過。但科學(xué)畢竟是科學(xué),即便是政客也無法把一個數(shù)字強(qiáng)加給每個人。很快,有一位數(shù)學(xué)教授戳穿了古德溫的荒謬。更令人啼笑皆非的是,嚴(yán)重的官僚主義使該法案拖了很長時間還沒有得到上院的批準(zhǔn),算是陰錯陽差,少了一個笑話。

        計算機(jī)時代的π

        π在令數(shù)學(xué)家頭疼了幾個世紀(jì)之后,終于在本世紀(jì)遇上了強(qiáng)大的對手——計算機(jī)。計算機(jī)最早出現(xiàn)在第二次世界大戰(zhàn)期間,主要用于計算彈道軌跡。當(dāng)時的計算機(jī)重達(dá)30噸,工作一小時需繳電費(fèi)650美元。1949年,計算機(jī)曾對π值進(jìn)行了長達(dá)70小時的計算,將其精確到小數(shù)點(diǎn)后2037位。但是令數(shù)學(xué)家大為撓頭的是,他們?nèi)匀粺o法從中找到可循的規(guī)律。1967年,計算機(jī)將

        π值精確到小數(shù)點(diǎn)后50萬位數(shù),六年后又進(jìn)一步進(jìn)展到100萬位,1983年,精確到1600萬位。

        計算機(jī)的功能全在作為程序輸進(jìn)去的公式的好壞。首先使計算機(jī)計算π值成為可能的是20世紀(jì)最非凡的頭腦之一斯里尼瓦薩·拉馬魯詹。他是印度南部一名窮職員,但他具有超人的數(shù)學(xué)天賦,并且始終自學(xué)不輟。1913年,他將自己的研究成果寄

        π的歷史

        給了劍橋大學(xué)的哈迪。哈迪慧眼識天才,力邀他來劍橋從事研究工作。次年,拉馬魯詹便發(fā)表了自己的論文,披露了當(dāng)時計算π值最快的公式。

        1984年,一對俄羅斯兄弟使用超級計算機(jī)將π值推進(jìn)到小數(shù)點(diǎn)后10億位,后來他們還獲得了第一屆麥克阿瑟基金“天才獎”。兄弟倆中的格利高里很有數(shù)學(xué)天賦,他在高中時就發(fā)表過重要的數(shù)學(xué)論文,他們的超級計算機(jī)能夠永無休止地計算π數(shù)值。格利高里后來評論說:“計算π值是非常合適的試驗(yàn)計算機(jī)性能的測試工具。”為了計算π數(shù)值,兄弟倆從全國采購計算機(jī)部件,組裝了世界上最強(qiáng)大的計算機(jī)。計算機(jī)的纜線繞滿了各個房間,工作時就像個大加熱器,即使使用十幾臺風(fēng)扇來降溫,室內(nèi)溫度仍然高達(dá)華氏90度。

        π根本就是無章可循的一長串?dāng)?shù)字,但是對π感興趣的人卻越來越多。每年的3月14日是舊金山的π節(jié)。下午1:59分,人們都要繞著當(dāng)?shù)氐目茖W(xué)博物館繞行3.14圈,同時嘴里還吃著各種餅,因?yàn)轱灒ǎ穑椋澹┰谟⒄Z里與π(pi)同音。在美國麻省理工學(xué)院,每年秋季足球比賽時,足球迷們都要大聲歡呼自己最喜愛的數(shù)字:“3.14159!”

        加拿大蒙特利爾的少年西蒙·普洛菲現(xiàn)在已經(jīng) “對數(shù)字上癮了”,他決心打破記憶π數(shù)值的世界紀(jì)錄。他在第一天就已經(jīng)能夠記憶300位數(shù)字了,第二天他將自己獨(dú)自關(guān)在一間黑屋子里,默記著π數(shù)值。半年后,他已經(jīng)能夠記。矗埃梗段粩(shù)了。西蒙最終將自己所記數(shù)字花三小時全部背了出來,他也因此上了法語版《吉尼斯世界紀(jì)錄》。但這一紀(jì)錄保持的時間并不長,很快就突破了5000位大關(guān),F(xiàn)在的保持者是廣之后藤,他能夠用9小時背出42195位數(shù)。在許多國家里都有記憶π數(shù)值的口訣,但是這些口訣的文采都無法與詩歌《π》相比。1996年諾貝爾文學(xué)獎得主維斯拉瓦·申博爾斯卡曾為π寫了一首詩歌,贊美其堅定不移地向著無限延伸。

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