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你苦背过的这串数字至今仍“活跃”在多个领域!它魅力何在?

2024-10-30 14:00:55 来源:古今历史网_历史故事_历史知识分享平台 责编:admin

  圆周率(π)是圆的周长与直径的比值,也等于圆形之面积与半径平方之比,即圆周率=圆面积÷半径2

  它是一个常数(约等于3.141592654),是精确计算圆周长、圆面积、球体积等几何形状的关键值。

  圆周率的历史可以追溯到古巴比伦和古埃及时期,这两个文明都曾估算出圆周率的大致值。古希腊作为古代几何王国对圆周率的贡献尤为突出。古希腊大数学家阿基米德(公元前287年—公元前212年)开创了人类历史上通过理论计算圆周率近似值的先河。

  在14世纪以前,中国一直是世界上数学最发达的几个国家之一,尤其在圆周率的推算上,一直保持着遥遥领先的地位。公元1世纪,西汉学者刘歆打造了更为精准的圆周率测量工具——律嘉量斛。刘歆是第一个打破自古沿用的“周三径一”,去追求更精确圆周率数值的人。他把圆周率的数值精确到了3.1547,世称歆率。往后的年代,东汉时期的数学家张衡、魏晋时期的数学家刘徽等走在不断追求圆周率的精确计算之路上,推动着我国古代数学的发展。

  南北朝时期,我国著名数学家祖冲之将圆周率的推算结果精确到了小数点后7位。这个纪录在世界上保持了近千年的时间。

  进入20世纪,电子计算机的出现为圆周率的计算带来了新的可能性。人们开始利用计算机强大的计算能力来精确地计算圆周率。时至今日,在“超级电脑”的支持下,圆周率已经被计算到了小数点后数十万亿位。

  其实,除了解决数学问题,圆周率(π)跟我们的生产生活、发展逐梦紧密相连。

  在我们身边,以“圆”为设计元素的建筑多不胜数,金灿灿的“广州圆”、各式建筑的穹顶设计、还有那能透视宇宙的“天眼”……“圆”的存在让建筑多了一份视觉之美,也给建筑设计增加了不少难度。确保建筑物的稳定性和准确度,毫无疑问,需要使用圆周率来计算建筑物的各种参数,对后续施工给予数据支持。

  在空间探索中,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”。

  在电子工程中,圆周率的计算可以帮助设计师优化电路板的布局和信号传输的精确度。

  与此同时,“遇强则强”同样可以应用在“π”。为了更精确计算“π”,“超级计算机”也在不断迭代。在这个维度上,在计算的过程中,对检验计算机计算的速度和运算的性能起到了一定的检验作用,对于圆周率的计算是一个超级计算机必须经历的“大考”。基于此,人们往往将计算圆周率来当作检验计算机性能的工具。

  这幅作品是一位名叫马丁·克日温斯基(Martin Krzywinski)的生物信息学家与他的艺术家朋友,根据圆周率数字变化规律创作的。

  一个整体被一分为二,两者的比值是1:0.618,我们便认为它是黄金分割。

  黄金分割具有严格的比例性、艺术性、和谐性,蕴藏着丰富的美学价值,这一比值能够引起人们的美感,被认为是建筑和艺术中最理想的比例。

  达·芬奇的传世佳作《蒙娜丽莎》和《最后的晚餐》,里面都用到了黄金分割。米开朗基罗认为黄金分割是对雕塑的最好诠释,他在雕塑作品大量使用了黄金分割。

  ,这个看似高深的数,是第一个被发现的无理数(跟π一样无限不循环),你未必读懂它,却广泛应用于生活中。应用之一,就是打工人很熟悉的——“A4”纸。

  纸张尺寸在国际间最常使用的是ISO所制定的标准。其中,A型纸的长宽比均为:1.4142:1 (

  :1) ,这意味着将一张A1纸张按照宽度对半分割将得到两张A2纸张。再将A2对半分割,则会产生两张A3纸张,依此类推。

  ——与计算机对线,这两个数字,也许是很多人学数字时首先会接触到的。然而,它们的奥妙未必有人可以理解。

  数字1,是唯一一个所有其他数字都能整除成整数的数字。它也是唯一一个只能被一个正整数(就是它自己,1)整除的数字。它是唯一既不是质数也不是合数的正整数。

  数字0,是极为重要的数字,可以代表“没有”也可以代表“很多”。一个正整数的后面多加一个0,这个数立刻增长到原来的10倍;一个正数无论多么大,在它的指数位置上放上一个0,这个数瞬间变为1;一个很大的数,只要与0相乘,顷刻化为乌有;一个数无论多么合理,用它除以0,立刻失去意义,它非正非负,恰是正负数的分界点……众多性质集于一身。

  在当下的网络时代,这两个数字,更是发挥着举足轻重的作用:“0”和“1”是计算机运行的基础。我们的洋洋万字、精彩视频、高清图片输入到计算机中,均以0和1的形式传递、储存……

  庆祝圆周率日的方式有很多,比如吃派,喝一种名字中含有“pi”的鸡尾酒(piña colada),玩和pi 发音相近的彩罐游戏(piñata)。

  #背诵π。π是无理数,很多人通过背诵π小数点后面的数字来表现记忆力。日本人Akira Haraguchi在2005年将π背到了小数点后第 83431 位。

  #计算圆周率。2009年,法国著名程序员Fabr ice Bellard用个人PC,耗时116天,计算到了PI的小数点后第2.7万亿位打破了由超级计算机保持的圆周率运算记录。同时Fabrice Bellard在圆周率算法方面也有着惊人的成就,1997年他提出了最快圆周率算法公式。

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