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如果圆周率算尽了,会出现什么后果?颠覆人类文明或许只在一瞬间

 科普观 2024-04-03 发布于山东

圆周率是数学、物理学领域当中,一个经常要用到的数学常数,通过这个常数,我们可以轻松通过圆的半径、直径,求得它的周长、面积。

最基础的圆周率计算,就是圆的周长除以直径,最后求得的数值就是圆周率。

但值得一提的是,圆周率有一个特点,虽然我们张口就能说出圆周率等于3.1415926,但从严格意义上来说,这却并不严谨。

因为圆周率是无限不循环小数,在6的后面还有无数位数字,因此,只能说圆周率约等于多少。

那问题来了,我们有没有可能算尽圆周率呢?如果圆周率被算尽了,又会出现什么后果呢?

人类为了算圆周率有多疯狂?

圆周率最早被人类发现,可以追溯到公元前1900年至公元前1600年。

当时在古巴比伦,有人刻下了一块石匾,石匾清楚记载了圆周率等于3.125,而在同一时期,莱因德数学纸草书也记录了,圆周率等于16/9的平方,约等于3.1605。

虽然这些数值与现在的圆周率数值差距很大,但也已经非常厉害。

直到公元480年左右,我国数学家祖冲之,才将圆周率精确到了小数点后七位。

他计算的圆周率数值为3.1415926到3.1415927之间,已经与我们今天的圆周率小数点后7位几乎一致,应用在生活的绝大部分地方,已经都不是问题。

祖冲之计算的圆周率,精确程度之高,在往后的近800年间,世界上都没有数学家能突破。

不过发展到近现代之后,小数点后7位的圆周率,在一些领域已经无法满足我们的使用,另一方面,随着数学的发展,数学家有了更多理论去精确求解圆周率,这也就让他们开始执迷于,对这个无限不循环小数的求解。

尤其是在1949年,电脑诞生后,科学家开始用电脑求解圆周率的数值。

通过这台名叫ENIAC(ElectronicNumerical Integrator And Computer)的电脑,科学家用了70个小时来对圆周率进行计算,最终算到了圆周率小数点后2037位,创造了世界纪录。

发展到现代,超级计算机的出现,则更是将圆周率精确到了小数点后数万亿位。

2019年3月14日,谷歌通过超级计算机将圆周率精确到了小数点后31.4万亿位。

而在2024年3月14日,根据美国趣味科学网站的报道,美国加州的计算机存储公司Solidigm,用了75天时间,100万GB数据,最终将圆周率精确到了小数点后105万亿位,这也成了迄今为止,圆周率计算的世界纪录。

当然了,如果有更多时间,更多算力,圆周率还能被计算地更加精确,因为它是无限不循环小数,理论上无法算尽。

因为早在1947年,就有一位名叫伊万·尼文的数学家,曾用微积分跟反证法对圆周率是无理数进行过证明。

伊万·尼文(Ivan Niven)

通过证明得知,圆周率就是一个无限不循环小数,就是一个无理数,因此,从理论上,是不可能被算尽的。

圆周率如果被算尽会发生什么?

虽然圆周率不可能被算尽,但是,假如有一天,圆周率被算尽了,那接下来发生的事情,你可能根本无法想象。

圆周率被算尽就意味着,我们可以通过无限分割的方式,把一个圆,最终分割为一个多边形,看似光滑的圆弧,最后会成为一段段小线段的集合,而针对去面覆盖面积进行计算的微积分,也将会被证明不可靠。

微积分作为现代数学的基石,一旦被证明不可靠,整座数学大厦都将受到致命的影响。

毕竟,我们是要继续使用错误的微积分维持数学大厦,还是推翻微积分,建立新的理论重建数学大厦,这是一个“致命”的问题。

而反映到我们的生活里,其影响则更加不可思议。

现如今,我们所接触的工程学、经济学、生物学、医学等诸多领域,都需要用到圆周率和微积分,尤其是微积分。

倘若圆周率被算尽,微积分理论被推倒,那我们整个社会的发展都会因此受到致命影响。

最典型的就是各种精密仪器设备,比如卫星、火箭等,都需要用到微积分制作轨道模型,没有微积分,科学家无法预测它们的轨道,更无法将它们发射升空。

除此之外,圆周率还是检验超级计算机性能的关键度量。

当初英特尔推出奔腾系列,就是通过计算圆周率发现了一个关键BUG,因为圆周率是无限不循环小数,计算机只要运算系统存在问题,运算过程中,就会出错,将圆周率算错。

根据这一特性,也有科学家将圆周率用在了密码学,从圆周率里截取对应位数的数字作为密码,让人无规律可循,极大保障了信息的安全性。

但圆周率被算尽,这种密码将变得不安全,届时所有用它加密的数据,都将被公开,这是非常危险的,尤其是涉及到国家机密,更是如此……

写在最后

基于此,圆周率一旦被算尽,算尽的瞬间,我们现有的人类文明,可能就会被颠覆。

这样的结局实在无法想象。

但好在,从现有的科学理论上,圆周率是无法被算尽的……

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