衣魚
生日到了,媽媽端上一個(gè)蛋糕。你正想著要許一個(gè)什么愿望,媽媽開口說話了:“蛋糕是10寸的,也就是直徑約等于33厘米,那它的周長(zhǎng)是多少?”你一臉尷尬,不情愿地說出了:“2πr,約等于103.62厘米?!眿寢尷^續(xù)問:"那π是怎么來的?”你臉上頓時(shí)一個(gè)大寫的懵是阿基米德、劉徽、祖沖之算的……“媽,這是過生日,何必呢!
★阿基米德不吃蘋果派
阿基米德是一個(gè)為真理而活的人。他到底吃不吃蘋果派我不知道,但基本上可以說,美食于他而言只是為了活下去,除此之外沒啥用處。
普魯塔克在阿基米德的傳記里寫,阿基米德全力投入工作忘懷一切,要靠他的仆人將他從圖表旁邊拉開,才能在他身上涂抹油膏,幫他消除疲憊,甚至強(qiáng)制他去洗澡。這么一個(gè)號(hào)稱可以翹起地球的人,為了科學(xué),可以說一點(diǎn)生活自理的能力都沒有。
在阿基米德時(shí)代,人們就發(fā)現(xiàn)不管多大、多小的圓,它的周長(zhǎng)和直徑的比值是一個(gè)不變的常數(shù)。至于那個(gè)數(shù)字到底是多少,沒人知道。最后給它命了個(gè)名,叫π。
這個(gè)π到底是怎么得來的呢?很巧的是全世界的數(shù)學(xué)家都用了同一種算法,叫“割圓術(shù)”
阿基米德發(fā)現(xiàn),一個(gè)正多邊形,它的邊越多,它就越像圓。幾乎到正48邊形的時(shí)候,和圓就沒啥差別了。于是阿基米德在圓的里面和外面分別畫了2個(gè)相切的正多邊形,內(nèi)切多邊形約束了圓周長(zhǎng)的最小值,外切正多邊形約束了圓周長(zhǎng)的最大值。
他從正6邊形開始算,直到正96邊形,得出3.140845<π<3.142857。小數(shù)點(diǎn)后第3位開始,差別變大就不可靠了。因此,阿基米德算出π約等于3.14,這個(gè)值也被我們沿用至今。
★世上無難事,只怕有心人
和阿基米德有點(diǎn)不一樣的是,中國(guó)數(shù)學(xué)家劉徽沒有用內(nèi)切外切兩個(gè)多邊形來算,他用了更加簡(jiǎn)潔的算法,只計(jì)算內(nèi)切多邊形,算到了正96邊形時(shí),他發(fā)現(xiàn)了一個(gè)更快捷的算法,只需要用正96邊形的數(shù)據(jù),經(jīng)過一次除法和一次加法,就可以得到正1536邊形的值。這個(gè)發(fā)現(xiàn)真是酷,他也因此得出一個(gè)他自己非常滿意的答案:π約等于3.1416。
三國(guó)時(shí)期,戰(zhàn)亂紛飛,劉徽一個(gè)人窩在家里搞學(xué)術(shù),能算出這個(gè)答案,已經(jīng)非常驚人了。
更厲害的地方在于,劉徽的快捷算法啟發(fā)了后來的數(shù)學(xué)家一祖沖之。是的,說到圓周率了,怎么能少得了他呢!祖沖之可以說是中國(guó)的圓周率之父。他在劉徽割圓術(shù)的基礎(chǔ)上計(jì)算了11次,得到了正12288邊形的周長(zhǎng),這個(gè)周長(zhǎng)可以說是無限接近于圓。他得到的數(shù)字,π約等于3.1415926。祖沖之算出來的π,是接下來一千多年里最精確的圓周率。
執(zhí)著于圓周率的數(shù)學(xué)家
17世紀(jì)前都用幾何方法(割圓術(shù))算圓周率,德國(guó)數(shù)學(xué)家魯?shù)婪蚧舜蟀胼呑樱薛兴愕搅诵?shù)點(diǎn)后35位;后來微積分誕生,微積分和冪級(jí)數(shù)結(jié)合,產(chǎn)生了新的計(jì)算π的方法。1706年,英國(guó)數(shù)學(xué)家梅欽算到了小數(shù)點(diǎn)后100位。1874年英國(guó)的謝克斯用15年時(shí)間,把π算到了小數(shù)點(diǎn)后707位,這是人工計(jì)算π值的最高記錄,不過后來人們發(fā)現(xiàn)他從第528位開始就算錯(cuò)了。
前不久的國(guó)際圓周率日(3月14日),谷歌工程師在計(jì)算機(jī)程序幫助下把π算到了31.4萬億位,人類的算法直接撲街,敗給了計(jì)算機(jī)。