圆周率有尽头吗?爱因斯坦:在宇宙中,圆周率有可能被算尽
很多人对数学的第一印象,往往就是以上这组数字,它被称为圆周率,符号π,是数学中非常重要的一个常数,物理学很多公式中都有π的身影,而且不论多大的圆,它的周长与直径的比值都是π。
和圆息息相关的π,同时也是很多人第一个接触到的无理数,即无限不循环小数,具体介于3.1415926到3.1415927之间。
在数学史上,古今中外的很多数学家都尝试计算过圆周率,我国南北朝数学家祖冲之更是利用割圆术,第一次把圆周率精确到了小数点后7位,而相同的成绩,西方要到千年之后才能实现,所以说在古代相当长一段时间内,我国的数学其实也很强。

但割圆术本质上属于几何法,每向小数点后逼近一位,都需多边形的边数变得更多才行,因此随着数学的进步,比几何法更好用的公式法开始出现,比如无穷级数每次迭代都能得出好几位数字,现代计算机用的也是这种办法。
2021年的今天,圆周率的位数已经达到了小数点后62.8万亿位,这一记录由瑞士科学家们创造,他们让超级计算机连续不停计算了108天零9个小时,最终短暂获得了这一新的圆周率世界纪录,之所以说短暂获得,是因为现在还有其他的超级计算机在运行圆周率计算程序,只要时间够长,62.8万亿位的记录早晚也会被打破。
在研究和计算圆周率的路上,数学家们还发现圆周率不仅是一个无理数,同时还是一个超越数,意思就是说圆周率后每个数字出现的概率都是相等的,只要圆周率足够长,那么我们每个人的出生日期,每个人的银行卡号和身份证号,理论上都能在圆周率中查到。
但今天穷尽算力精确圆周率的过程,其实只是为了验证超级计算机的性能,而不是真正要用到这么多位数的圆周率。
因为在日常生活中,圆周率一般只需要取小数点后2位或者3位就够了,哪怕是以高精度著称的航空航天领域,也只需要精确到小数后9位,利用小数点后39位圆周率计算出的宇宙周长,误差不会超过一个氢原子半径。
由以上事实不难看出,圆周率计算到今天,虚拟意义是远超实际意义的,那么它有没有可能在未来某天被算尽呢?

物理学家认为,一般情况下圆周率是不会被算完的,因为它关系到无理数,而无理数关系到整个数学大厦和物理大厦,如果大厦基石之一的圆周率在未来被证明是有限小数,那么人类文明花费几百年构建出的物理和数学大厦将轰然倒塌。
但既然有一般情况,那么就肯定有非一般的情况
目前的圆周率是以欧式几何为基础的,也就是平直空间,在这个空间内三角形的内角和是180°,圆周率π是无限不循环小数。
但根据爱因斯坦的广义相对论,我们的宇宙在大尺度上并不是平直的,而有可能是向上或者向下翘曲的球面和马鞍面,一旦涉及到非平直空间,欧式几何就不顶用了,因为球面内的三角形内角和肯定是小于180°的,马鞍面上的三角形内角和是大于180°的。
因此在相对论中担任数学基础的,是黎曼几何这样的非欧几何,在更贴近现实宇宙的黎曼几何中,小到原子大到恒星,任何具备静止质量的物体都会不同程度的扭曲时空,从而改变光的路径,进而产生类似球面或者马鞍面的翘曲。
一言蔽之,像黎曼几何这样的非欧几何,由于基本定理不同,其内的圆周率也大不相同,不存在无限不循环的情况,具体能不能算尽要看所在地点的时空弯曲程度。
数学作为不需要外部对照物的学科,很大程度上是对现实宇宙的近似描述而不是完全描述,因此在解决实际问题时,真正规规矩矩采用欧式几何的情况反而很少见,通常都是一起上,哪个精确用哪个,就好像目前的航天器只需要考虑牛顿万有引力,未来的近光速飞船却得考虑到爱因斯坦相对论一样。

总体来看
圆周率能否被算尽,只是局限于欧式几何和欧式空间内的问题,按照目前的计算方法肯定是算不尽的,但进入非欧空间后,圆周率的形式也会发生改变。
大家都在看
-
4.2万亿个粒子构建数字虚拟宇宙 “千衍”助力天文探索 今天(23日),中国科学院国家天文台发布宇宙学模拟项目“千衍”。由中国科学家领衔的国际团队成功在超级计算机中构建出一个数字虚拟宇宙,为人类探索宇宙奥秘、研究宇宙的演化历史提供了强大的数字工具。中国科学家 ... 宇宙探索04-25
-
探索宇宙的意义和价值是什么 从科学认知的角度看,宇宙探索正以前所未有的深度,挑战并重塑着人类对自身在宇宙中位置的认知。最具标志性的发现,来自詹姆斯·韦布空间望远镜。它在距离地球124光年的系外行星K2-18b大气中,以99.7% 的统计置信度 ... 宇宙探索04-25
-
抬头!看!中国人探索宇宙的脚步从未停止! 从东方红一号到中国载人飞船系统中国火星探测任务中国载人探月工程……中国人探索宇宙的脚步从未停止!我们曾畅想的,正在由我们书写我们曾仰望的,正在被我们抵达中国航天的每一步都值得我们骄傲!今天是中国航天日 ... 宇宙探索04-25
-
从"太空竞赛"到"精打细算"!冷战之后为何不再疯狂探索宇宙? 导语: 上世纪六七十年代,美苏两国像打了鸡血一样往天上扔火箭,火星、金星、月球被轮番"打卡"。可如今呢?NASA的预算一缩再缩,人类登月计划一拖再拖。太空探索怎么就"熄火"了?一、冷战没了, ... 宇宙探索04-23
-
东西方智慧终极交汇:熵即是阴阳,坤0为首探索宇宙本源 《结构互鉴,文明共生》系列第十二此文为四月系列收官篇,全篇以东西方文明对话为纲,从热力学熵的本源出发,贯通信息、生命、演化、宇宙法则四大维度,把西方现代科学的严密数理,与中华《易经》的阴阳大道熔于一炉 ... 宇宙探索04-23
-
美UFO纪录片导演:当下正处于探索外星文明转折点,“宇宙中人类并不孤单” “真相终将浮出水面,人类并非宇宙中唯一存在的智慧生命。”美国“不明飞行物”(UFO)纪录片《揭秘时代》(The Age of Disclosure)的导演兼制片人丹·法拉赫日前在接受采访时指出,在探索外星生命领域,世界正处于 ... 宇宙探索04-21
-
宇宙探索·中子星:宇宙最极端的天体 宇宙探索中子星:宇宙最极端的天体如果你觉得地球上最坚硬的钻石或者最炽热的熔岩已经算是极端,那么宇宙里有一种天体会让所有地球上的"极端"相形见绌——它就是中子星。一颗质量比太阳更大的恒星,在生命终 ... 宇宙探索04-21
-
男人独自探索宇宙竟碰到了巨大的外星生物 就在半小时前,男人驾驶着飞船降落在这颗冰雪覆盖的星球,放眼看去完全就是一片白雪皑皑,零下两百度的气温更是让他举步维艰。但让他心情澎湃的是,他发现这里氧气非常充足。在确定基本生存条件达标之后,还有更加重 ... 宇宙探索04-17
-
人类探索宇宙的意义何在 从科学家的望远镜,到工程师的实验室,再到国家战略的蓝图,人类探索宇宙的意义,远不止于仰望星空。它是一场由好奇心驱动、被技术赋能、为未来布局的系统性远征。要看清其全貌,我们需要跳出单一视角,从科学、技术 ... 宇宙探索04-13
-
数据时代正在重新定义科研:本科生如何借助工具发现宇宙新事物? 很多人还以为,科研是一件离普通人很远的事。要进实验室,要跟导师,要读很多年书。但最近发生的一件事,正在打破这个认知——有本科生,在一次课程作业中,发现了一颗来自宇宙早期的古老恒星。不是参与项目,不是帮 ... 宇宙探索04-09
相关文章
- 数据时代正在重新定义科研:本科生如何借助工具发现宇宙新事物?
- 人类为什么要探索宇宙
- 《宇宙探索编辑部》:科幻外壳下的教育隐喻
- 航天科技如何推动人类探索宇宙
- 全球首个地月太空港口落地中国!钱学森百年构想,成深空探索枢纽
- 别再说太空探索是烧钱!中国这波基建,直接把宇宙当工地
- 沉浸在书中的宇宙,探索无尽的星空!📖✨
- 中国第二阶梯
- 刘慈欣科幻漫画宇宙探索中心本周六开放,早鸟票已开售
- 刘慈欣科幻漫画宇宙探索中心落户通州,本周六迎客
- 提前探访,先睹为快!刘慈欣科幻漫画宇宙探索中心落户通州
- 太棒了!刘慈欣科幻漫画宇宙探索中心落户北京通州!周六迎客
- 刘慈欣科幻漫画宇宙探索中心本周通州迎客!
- 为何天上有颗“深圳星”?深圳科技馆馆长跟你聊宇宙探索、讲科学故事
- 从量子科技到元宇宙的崭新探索:中国科技为何引起全球瞩目?
- 显微镜下的奇妙世界:探索微观宇宙的无限奥秘
- 《宇宙探索编辑部》追了半生宇宙,才懂平凡人间,才是终极答案
- 一个国家插入另一个国家?
- 探索微观宇宙,见证科技奇迹!🔍🔬✨
- 第十九章:万灵共振,探索宇宙的奥秘,见证生命的奇迹!🚀✨
热门阅读
-
预言2030年太阳将休眠,恐怖的千年极寒将来临 07-11
-
中国十大元帅之死,多高寿而善终(林彪叛逃而死) 07-11
-
因果报应真实事例,做尽坏事必遭天谴 07-11
-
这6个神奇天体有很酷的名字 06-01
-
全球人口减少可能带来的六大教训和好处 07-18
-
离太阳最近的十大恒星排名,宇宙最大十大星球 04-12
精选文章
- 创生之柱是什么?(创生之柱给予了许多恒星生命)
- 中国51区秘密基地,窃密必被抓(抓住就杀头)
- 中国“天宫”空间站将在2022年前后建成 呈T字型有三个舱段最多可驻留6人 ...
- 2025年宇宙探索大爆发!月全食、火星冲日等,这些天文奇观别错过
- 中国古代四大凶兽,四大神兽vs四大凶兽谁更强
- 黑龙江50万年死火山苏醒, 内含15%电量的巨大岩浆囊
- 新冠病患康复后,可能“精子减少或无精”
- 误会一辈子!破伤风其实是一种细菌跟生锈铁完全没关系
- 美国同步空间态势感知项目(GSSAP)军事间谍卫星多次秘密靠近俄罗斯和中国的航天器 ...
- 中国长征五号B遥一运载火箭全貌曝光 本月底在海南文昌航天发射场进行首次发射 ...
