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圆周率已达31。4万亿位,计算宇宙也只要40位。。。

10月26日 封了心投稿
  2019年的3月14日当天有个很有意思的新闻,那个无限不循环的小数圆周率被计算到了小数点后31。4万亿位,种花家还特意计算了下存放的空间,大约28TB左右,相当于8个4T硬盘的存储容量,也就相当于一台家用NAS的存放空间,但这并不是问题的关键,我们不明白的是将这个无限不循环小数计算到那么精确,真的有必要吗?
  圆周率大事记
  最早关于圆周率的记载来自公元前2000年前的古巴比伦人,他们将圆的周长与直径之比取值3。125,而古埃及人则取值3。1605,不过无论哪个看起来都不是那么准确,但其实在要求并不是特别高的条件下,这个精度也足够使用了!
  而中国古籍中一直都有一个关于圆周率的说法:“圆径一而周三”,差不多也就表示了这个意思,将圆周率取值为3,在当时算法很简单,暴力而又直接,测量圆周长再除以直径,理论上这是完美的,但事实上圆周长很难测量准确,而直径的精度也一样有限,因此导致的结果就是圆周率从3到3。16之间,但这也能凑合着用。
  公元前三世纪古希腊数学家阿基米德用内接(外切)正多边形的周长代替圆的方式来计算圆周率,因为从理论上来看这个正多边形边越多,它的周长越接近圆,周长也会越接近,那么计算出来的圆周率则越逼近真实圆周率。阿基米德计算到了96边形,他计算的圆周率精度在3。1408453。142857之间,这已经是一个相当精确的数字,因为我们平时就取值3。14计算的圆周长。
  中国古代数学家刘徽也给出了相同的算法,将其称之为割圆术,这实在非常贴切,因为木工操作割圆就是用N变形来代替的,切割下来之后再修正成圆,而南北朝数学家祖冲之则用刘徽的割圆术将圆周率逼近到了3。14159263。1415927之间,这也是我们俗称的祖率!
  十六世纪的数学家开始采用效率更高的无穷级数来计算圆周率,其代表则是计算圆周率的莱布尼茨公式。
  到了十八世纪末期德国数学家约翰海因里希兰伯特终于证明了圆周率是一个无理数。是不是算不玩表示不用折腾了呢?其实完全不是,这反而激起了没事干的数学家极大兴趣!
  1882年德国数学家林德曼证明了圆周率是一个超越数(超越数就是不能作为有理系数多项式根的实数)。
  天才的数学家拉马努金则给出另一个计算圆周率的公式,不知道无所不能湿婆神是哪个晚上进入了梦想给他的灵感,反正他就拿出了这个公式!
  1948年英国弗格森和美国的伦奇将圆周率计算到了小数点后808位,这是手工计算圆周率值的最高纪录。此后计算机的出现一骑绝尘。
  1949年:2037位
  1958年:10000位
  1981年:200万位
  1999年:687亿位
  2019年:31。4万亿位
  计算那么多位数圆周率有啥用?
  圆周率日常使用取值2位即可,也就是3。14,登陆火星也不过十多位,放眼可观测宇宙,也只要40位即可计算将误差消除在一个氢原子的直径之内!算那么多位真是吃饱了撑着没事干,超级计算机也将浪费大量的电能,你看这些人就是那么无聊!
  从应用层面来看,这个庞大的数值确实没有任何意义,但我们可以发现,圆周率从3开始到越来越接近我们现代数学计算的圆周率数值的过程,就是数学工具不断的进步,从早期的周长直径到割圆术,再到无穷级数,再到拉马努金的计算公式,各位会发现圆周率计算的收敛速度越来越快,当然还有更快的迭代算法,这表示什么?我们发现这个世界的工具:数学一直在进步!当然到了1949年之后这个任务从手工转换到了计算机手中,圆桌率的存在为我们的计算机算法做出了不朽的贡献,促使着计算机技术不断进步!
  2019年3月14日谷歌通过超级计算机将圆周率计算到了小数点后31。4万亿位,并不是说谷歌的超级计算机只能将其计算到31。4万位,而这一个宣传与纪念计划的结果:总共25台“谷歌云”虚拟计算机,耗费大约4个月才将圆周率增加了十万亿位左右,四个月的时间,也许数十万美元的资金,但这个新闻本身就自带流量,因为这表示了谷歌云计算强大的实力,这点资金做一次全球性宣传毫无疑问是非常划算的!
  相信未来的超级计算机仍然会以此作为目标计算圆周率,而更多位数的圆周率也将会出现!也许我们可以设想一个场景,如果未来的量子计算机出现,那么圆周率计算很有可能作为磨刀石,如果第一次计算就将圆周率在数分钟之内计算到了数百万亿位,想必全球围观群众必定就明白了量子计算机的计算能力有多强大!
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