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圆周率是多少(圆周率后3000万亿位)

提问时间:2022-07-01 14:57:33来源:小樱知识网


在卡尔·萨根的科幻小说《接触》中,一个外星人曾经说过,π小数点后的随机性和无序性会在某个数字后停止,小数点后10位会出现一个用0和1写的有用信息。

萨根说的是真的吗?我们离这里有多远?

最近,来自瑞士的研究人员宣布,他们可能打破了一项新的世界纪录。利用DAViS(数据分析、可视化和仿真中心)的超级计算机,得到了迄今为止对数学常数π最精确的估计,其精度达到小数点后62.8万亿(6.28× 10)位。

在此之前,相关世界纪录来自美国计算机专家蒂莫西·穆里肯(Timothy Mullican)。他在2020年1月计算π的50万亿位小数,用了8个多月。

这项新研究不仅在之前研究的基础上进一步将π的精度提高了12万亿位小数,而且仅用108天9小时就完成了计算,其计算速度已经将之前的记录远远甩在身后。

目前,这一新记录的细节尚未公布,新的计算结果正在等待验证和最终确认。

众所周知,圆周率是指任意圆的周长与直径之比。起初,威尔士数学家威廉姆·琼斯引入了希腊字母π来表示圆周率。后来,当莱昂哈德·欧拉使用这个符号时,π成了圆周率的标准符号。

π的概念小学生很容易理解,但是它的小数位数就没那么好算了。像1/7这样的数字(≈0 . 14611 . 88788888781.................................................................................................................................................但π是典型的无理数,也就是说,它不能用分数来表示,小数点后的无限位数没有重复的模式。

不仅如此,π是一个超越数,简单来说就是不能用任何以整数为特征的简单方程来定义。

π的近似值是3.1415926536。只需小数点后10位,我们就能以毫米的精度计算出地球的周长。如果小数点后有32位小数,就可以用氢原子宽度的精度计算出银河系的周长。只要小数点后有65位小数,就可以用普朗克长度的精度,即最短可测距离,计算出哈勃体积的大小。

那么,还剩下那么多小数位有什么用呢?简而言之,它们在科学上几乎毫无用处。

但从古至今,全世界的数学家,以及后来的计算机科学家,都在不断尝试计算π。最直接的原因就是我们对π的本质还有很多疑问。尽管进行了几个世纪的研究,但仍有一些关于其十进制数字发展模型的基本问题没有得到解答。

想必π应该是一个正态数,也就是数字和序列出现的频率应该相同。例如,我们希望数字3和数字8出现的频率相同,数字字符串12345和99999出现的频率相同。但现在我们甚至不知道0到9这10个数是否以相同的频率出现在π的小数位数上,更不知道其中是否存在更复杂的模式。

此外,更重要的是,很多人对π的兴趣并不局限于数字本身,而是开发和测试新的高精度乘法算法和超级计算机的性能。

找到一个计算π的新公式,加深了我们对数字的数学理解,同时也让科学家在寻找的过程中有了一个有趣的竞争。特别是随着微积分和无穷级数技巧的发展,计算π的技巧发生了很大的变化。

比如2020年破纪录的时候,Muliken用的无穷级数就是1988年提出的chudnovski算法,这是一个非常高效的计算公式。它每增加一项,就能把π的小数提前14位左右。

从计算机的角度来看,优化π计算也可以使我们生活中许多其他领域的计算机硬件和软件受益,从准确的天气预报到DNA测序,甚至是新冠肺炎氏病的建模。

在这次最新的计算中,其计算速度是之前的3.5倍,这也说明超级计算的性能有了显著的提升。

虽然计算的细节还没有公布,但是很多人期待这些数字中会有一些有趣的数学宝藏。

我们永远不会“完成”π小数的计算,总有更多的数要搜索,新的记录也能不断被打破。越来越多的数字会隐藏什么?谁也说不准。

#创意团队:

文本:麦卡

#参考源:

https://the conversation . com/why-three-calculation-pi-to-62-8万亿位-its-both-used-and-magnitude-166271

https://www.livescience.com/record-number-of-pi-digits.html

https://www . guinnessworldrecords . com/world-records/66179-最准确的圆周率值

#图像来源:

来源:fdecomite via Flickr下由

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