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[導讀]如果某天數學家突然宣布圓周率算盡了,又會出現什么后果呢?

數學上將圓的周長和直徑的比值稱為π,約為3.1415926,這是很多人最早接觸到的一個無理數。從古代開始就有不少人沉迷于計算圓周率,4000年前的古巴比倫王國就已經記載了圓周率π=3.125,中國古代的劉徽和祖沖之利用割圓術將π計算到了3.1415926和3.1415927之間,到了現代的超級計算機已經將圓周率計算到了小數點后10萬億位,事實證明π依然是一個無理數(無限不循環(huán)小數)。

可能有人有疑問:如何知道圓周率π是無法算盡的呢?一直計算下去有可能發(fā)現π是可以算盡的,只是人類目前還沒算到而已。如果某天數學家突然宣布圓周率算盡了,又會出現什么后果呢?


早在1947年,伊萬·尼文就利用微積分和反證法證明π是無理數,圓周率已經經過嚴密的邏輯推理,如果未來被證實π能夠被算盡,是一個有理數。不僅數學體系需要重新建立,就連科學測量標準都需要全部推倒重來。


如果圓周率能被算盡,那么割圓術就證明了將圓形分割到一定程度,“圓”就完全等于“正多邊形”,這就意味著其實并不存在真正的“圓”,圓的光滑曲線實際上就是無數的小線段。這表明曲線也是不存在的,由于不存在曲線,幾何學中的圖形將變得混亂不堪。微積分中對曲線覆蓋面積進行計算的思想方法也是錯誤的,極限累加理論也將不存在,微積分將會被顛覆,數學大廈將土崩瓦解。


如果圓周率被算盡,代表微積分是錯誤的,那么現代人利用微積分知識制作的集成電路將不存在,我們用的電子儀器也不會出現,航天工程中運用微積分制作模擬軌道也不會出現,或者說出現的一切都是瞎蒙的。物理學中很多常數都與π有關,把無理數π修改成一個有理數,那么組成物質的分子原子的電子軌道可能變得不穩(wěn)定,物質難以凝聚形成,整個世界都會被牽連。

當然了,圓周率確定無疑是一個無理數,是不可能被算盡的。但為什么還會有那么多人去計算圓周率的位數呢?有什么實際意義嗎?



其實圓周率π已經成為了檢驗超級計算機能力的一把標尺,能夠輔助超級計算機的發(fā)展。由于圓周率計算過于復雜,用一般的電腦很難進行計算,所以運算能力和穩(wěn)定性越好的計算機就可以算出π小數點后的更多位數。當年英特爾推出奔騰系列時發(fā)現了一個BUG,這個BUG正是通過運算圓周率才發(fā)現的,π能夠幫助人類完善科技技術。


圓周率π最大的用處在密碼學,重要的文本信息通常會經過加密算法,然后加入參數形成密文。這個參數就是密鑰,在破譯密碼時最先需要找到的就是它,密鑰的形成通常有兩種方式,一般會從文學典籍或文字從選取一些段落或者是計算機隨機生成的隨機數,前者容易被破譯發(fā)現,而計算機軟件生成的隨機數其實都是偽隨機數,是有跡可循的,并非真正的隨機數。這時數學家會利用π的小數位和拼接素數產生真正的隨機數,對重要信息進行加密。

假設某個國家突然發(fā)現圓周率并不是無理數,它可以從第1000億億位后開始循環(huán),π就變成了一個循環(huán)的數字,這就相當于圓周率被算盡了。那么戰(zhàn)場上截獲的情報就有可能被破譯,計算機系統(tǒng)也會出現重大漏洞。

由此可見,π被算盡將會出現一系列顛覆我們認知的事件,遠比想象的更復雜。而超級計算機運算圓周率,并非要將它算盡,只是利用圓周率檢測計算機自身性能而已。


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