圆周率的故事

“你知道什么是圆周率吗?”在圆周率节那一天,我故意这样问孩子。还在读小学一年级的他,显得一脸茫然。

“圆周率?我从来没有听说过。它究竟是什么东西?”他的求知欲和好奇心,还没有被学校繁多的课后作业摧毁,对未知的事物依然保持着比较强烈的探索欲望。

“那你赶紧给我讲一讲啊。”他开始催促了。

“我先讲一些关于圆周率有趣的故事吧。”于是,我在脑海里快速地搜索圆周率的故事。

“圆周率,其实它是一个数字,但它是一个无理数。”他当然听不明白什么是无理数,于是我解释道:“无理数就是小数点后面有永无止境的小数,并且是无限不循环的,没有什么规律。我们把圆周率记作π,这是一个希腊字母。”

“在1706年,英国有个数学家,叫做威廉·琼斯,是他首先使用π这个字母来表示圆周率,大概是因为希腊单词‘周围,周长’是以字母π开头吧。后来,瑞士伟大的数学家欧拉,也采用了这个符号,到18世纪末3.1415926圆周率后100位,这个符号才被广泛使用开来。”我差点又忘记了想要讲点圆周率的故事了。

“圆周率π有一个非常神奇的现象,就是任何一个人的出生日期,都可以在π里面找到。比如,你的出生日期是20140227,这8个数字一定能在π里面找得到。你觉得神不神奇?”说完,我开始在网上搜索能在圆周率上查询出生日期的相关网站或APP。终于找到一个,输入出生日期,果然如此。

他大为惊讶,“这是怎么回事?圆周率究竟是什么东西?”至此,他还不晓得圆周率是什么东西。

“还有更神奇的呢。日本的科学家,用计算机计算出了圆周率小数点后面的1万亿位。但这也还不是圆周率的准确值,因为它是一个无理数,也是超越数,谁都无法计算出准确值。”我停顿了一下,接着说:“1万亿位数字,如果印刷出来,将它们排一行,你猜会有多长?”

“多长?”他听得入迷了,不假思索地问。

“可以往返地球和月亮之间三次。”我都不太敢相信这个结论。

“我再问你,你知道世界上能背圆周率最多位数的是谁?背了多少位数?”背诵是他的强项,我想他应该很感兴趣。

“我咋知道这些呢,你快告诉我吧。”我从来没讲过这些,他当然不知道。

“那我直接告诉你吧。有个日本的工程师,他花了一天多的时间,连续不断地背诵了10万位,打破了世界记录。2005年,中国有个记忆大师,叫做吕超,他也花了一天多的时间,背出了67890位。”记忆大师有其独特的记忆方法和技巧,我们普通人也有自己的记忆方法,但背不了这么多位数。

“那你能背多少位啊?”他的话里略带挑衅的意味,因为他知道我的记忆力不如他。

“我大概能背100位。”我信誓旦旦地说。很久以前,我就闭关修炼了好几天,终于能顺畅背诵小数点后100位了。我没有过目不忘的天赋,但有勤能补拙的自知之明。

“那你呢?”他以前没接触过,“我给你半天时间,看看你能不能背诵100位,怎么样?”

“一言为定!”他比我更显得信誓旦旦。

“最后我讲一讲圆周率的历史吧。如果讲那些需要计算的内容,你又还听不明白,只好讲一些不用计算的历史了。”其实我也不太喜欢讲涉及计算的内容,显得太繁琐,容易陷入细枝末节而不能自拔。

“所谓圆周率,就是圆的周长与直径的比值,它是一个固定的常数,与圆的大小无关。古代人是怎样发现这个常数的,我们现在无从知晓,只能推测。也许是看到车轮转动一圈后,车子向前运动的距离大约是车轮直径的三倍这种现象,才突发奇想出来的。”这是一种务虚精神,与实用理性无关。

“早在公元前1650年,距离我们今天已经3600多年了,古埃及的一本书《兰德纸莎草文书》就给出了圆的面积。他们虽然没有使用圆周率这个词,但也给出了一个常数:4(8/9)2。究竟是怎样得出这个常数的,我们无从知晓。

“后来,过了一千多年,在公元前240年左右,著名的物理学家和数学家阿基米德,证明了这个常数介于223/71和22/7之间。这就非常了不起了。

“我们中国南北朝时期的数学家祖冲之,推算出的数值精确到小数点后7位,也就是介于3.1415926和3.1415927之间。但是,祖冲之没有留下推算的过程,我们现代人无从考证了。估计是用‘割圆术’来推算的,也就是现在常说的极限思维。用内接正多边形和外切正多边形来无限逼近的方法来计算。据说,祖冲之得出的精度领先欧洲一千年。

“到了18世纪初期,英国数学家威廉·琼斯首先采用π这个符号来表示这个常数,一直延用至今。

“值得一说的是,1873年,英国的数学家威廉·尚克斯,花了15年的时间,纯手工计算出π小数点后607位。但是,后人发现,在第527位之后数字都是错误的。这种纯手工计算的精神,堪称愚公移山!

“到了现代,有了超级计算机,科学家们前赴后继,不断打破记录3.1415926圆周率后100位,从计算出几千位,到几亿位,再到如今的万亿位。我估计,随着量子计算机的发明,还会继续下去。”我一口气简单讲完了圆周率的历史,他专心致致地听着,仿佛陷入了无限的遐思中。

“计算那么多位有啥用呢?”他冷不防来了一句实用主义。

其实,在我的读书时代,我也想过这个问题。但终究没有想明白。

“如果你要计算一个圆的周长或面积,那么精确到小数点后几位就足够了。但是,人类不同于其它物种,人类具有探求无限的欲望和本能,具有探求未知的好奇心。这种不以实用为目的的务虚精神,会促使人类在精神上达于至臻境界。”我大言不惭如是说。

附圆周率1000位,有兴趣的读者可以尝试背一背。

1,前100位

3.1415926535897932384626433832795028841971693993751058209749445923078164062862089986280348253421170679

2,100位至200位

8214808651328230664709384460955058223172535940812848111745028410270193852110555964462294895493038196

3,200位至300位

4428810975665933446128475648233786783165271201909145648566923460348610454326648213393607260249141273

4,300位至400位

7245870066063155881748815209209628292540917153643678925903600113305305488204665213841469519415116094

5,400位至500位

3305727036575959195309218611738193261179310511854807446237996274956735188575272489122793818301194912

6,500位至600位

9833673362440656643086021394946395224737190702179860943702770539217176293176752384674818467669405132

7,600位至700位

0005681271452635608277857713427577896091736371787214684409012249534301465495853710507922796892589235

8,700位至800位

4201995611212902196086403441815981362977477130996051870721134999999837297804995105973173281609631859

9,800位至900位

5024459455346908302642522308253344685035261931188171010003137838752886587533208381420617177669147303

10,900位至1000位

5982534904287554687311595628638823537875937519577818577805321712268066130019278766111959092164201989

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