据美国趣味科学网,在国际圆周率日(3月14日),总部位于美国加州的计算机存储公司Solidigm发布声明称,该公司已将圆周率Pi(π)计算到小数点后约105万亿位,打破此前100万亿位的世界纪录。本次计算历时75天,使用该公司专有的36个固态硬盘,存储了大约100万GB数据,需要的计算能力与数十万部智能手机相当。2023年4月,Solidigm追平了由Google Cloud在2022年创下的将圆周率计算到小数点后100万亿位的纪录。
圆周率π的数值计算
圆周率用希腊字母π表示,是圆的周长和直径的比值。π这个名字源于希腊字母表中的第16个字母,自18世纪初以来,数学家一直用它来表示常数。圆周率并不复杂,上小学时老师让我们背诵圆周率的值,它位于3.1415926与3.1415927之间。
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说到圆周率,不得不提中国古代数学家祖冲之。他在三国时期刘徽的基础上,利用“割圆术”的方法,以正24576边形,求出圆周率约为355/113,和真正的值相比,误差小于八亿分之一。 这是世界上最早计算出的圆周率的最精确的数值,这一发现领先了世界数百年。祖冲之和他儿子祖暅利用圆周率的数值,一起运算出了球体的表面积,这就是世界上著名的“祖暅原理”。
千百年来,数学家们对这个无限不循环小数有着执着的追求,想尽一切办法希望测圆周率的精准值。前不久刚过去的国际数学日,便是为纪念祖冲之而将每年的3月14日设立的节日。
圆周率是精确计算圆周长、圆面积、球体积等几何形状的关键值。可现实上,圆周率的神秘和魅力要远远超出我们的想象。
π与体育,还有点亲密关系
足球是圆的。在国际足联的标准里,足球的周长在68-70厘米之间,除以π,其直径大约在21.6-22.3厘米之间。球直径上的细微差别,通过π这个放大器,就足以造成其空气动力学特性的变化,从而对球的飞行产生影响。
不仅是足球,球类运动的一切,似乎都被π主宰着。
相比足球这样的大球运动,网球和乒乓球这样的小球则更容易被π影响,其中最重要的原因就是旋转。
20多年前,乒乓球从小球改到大球,曾经给国乒带来挑战,但国球将士们通过大量的训练快速适应,仍然统治着乒坛。而当今,我们在人工智能和机器人技术加持下,能打出各种旋转、速度的乒乓球机器人已经问世,捍卫国球荣誉,又插上了科技的翅膀。
进入人工智能时代,体育的很多领域更是深深地被π支配。当柯洁被“阿尔法狗”狠“咬”一口时,须知人工智能呲着的蒙特卡洛算法獠牙,起源于200多年前法国人布冯计算π的“扔针实验”。
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要圆梦太空,上天揽月,关键在这一“π”
空间探索中,计算圆周率的精确值可以帮助科学家们确定行星轨道和航天器的飞行路径。除此之外,计算星球的体积、面积,运行轨道等都离不开π。
例如为了实现着陆的平稳,工程师们必须设计足够可靠有效的降落伞,一般涉及以下因素:航天器的质量和速度、着陆点的高度和大气的密度等等,而这些数据都与π息息相关。
到了追踪小行星的轨迹时,地面监测中心的科学家需要确定一个观测物体的旋转速度有多快。通过对物体的观察,科学家能够估算一个物体围绕它的自转轴旋转一周需要花费的时间。而π正是这一估算过程中关键的转换因素。
在人工智能时代,是否会有那么一天,人类会穷尽它的所有值呢?让我们拭目以待吧。
综合来源:新华社、央广网、中科院物理所等