目前圆周率已经达到10万亿位了为何超级电脑还在不停地计算圆周率

圆周率π是周长和直径的比值,在物理和数学中有着十分重要的地位,但圆周率在一般应用中取3.14就够了,在高精度的航天和其他领域, 圆周率取到15或者16位就足够用了,精度完全能满足需要,圆周率取的越“长”,精度就越高,用40位圆周率计算整个可观测宇宙大小的话,误差只有半个氢原子。
人类文明很早就开始求圆周率了,但是人工方式终究是费时费力进展缓慢的,1949年人类第一台计算机ENIAC用70个小时把圆周率算到了2017位,此后人类的圆周率位数便开始了爆炸性增长,1973年圆周率突破了100万位,好事者还把它印成了书,1989年突破十亿,1995年突破64亿,目前圆周率位数已经达到了1000万亿位
人类虽然已经无法和计算机比了,但也找到了关于圆周率的另一个活动,目前人工背诵圆周率的记录的保持者是吕超,他用24小时背诵了圆周率小数点后67890位,但有人吹牛说自己对圆周率可以倒背如流...关于圆周率还有一个有趣的事实,那就是正规数,圆周率小数点后的每一个数字的出现概率都是相同的,这说明圆周率中包含过去现在和未来的所有数字组合,我们每
早在1909年就有人提出了“无限猴子打字机”想法,意思是说如果无限只猴子在无限多的打字机上面乱敲乱打,那么它们早晚有一天能打出世界上所有的文学作品,甚至是还没有问世的文学作品,刘慈欣当年在《诗云》中描述了一个宇宙神级文明的故事,这个文明在最后为了打败李白而把古往今来所有的诗都写了出来,但写法只是将汉字的所有排列组合都试了一遍而已。

参考:
在数学上任何直接和圆有关或者间接和圆有关的问题都必须用到圆周率,小到日常生活大到载人登月以及发射火星探测器,圆周率都是必不可少的存在,但我们每
圆周率虽然是越精确越好,但在计算可观测宇宙大小时也只需要用到40位,计算天体轨道和载人登月所用到的位数就更少了,因此虽然目前的圆周率已经精确到了1000万亿位
在计算机这种设备出现之前,科学家们手工计算圆周率就像是攀登珠穆朗玛峰一样熬人,1949年诞生第一台通用计算机埃尼阿克只用了70个小时就把圆周率精确到了2017位,如今的超级计算机只要一直开机那么圆周率就能一直算下去。
著名科幻小说作家刘慈欣写过一篇名为《圆》的短篇科幻小说,里面的荆轲忽悠秦始皇说永不重复的圆周率里蕴含着长生的秘密,于是300万秦军组成了人列计算机开始计算,但马上就被燕国和齐国灭了。
相同的人列计算机想法后来还被大刘用到了《三体》中,但那时候是为了计算恒纪元和乱纪元的规律。
从数学上看圆周率作为一个无限不循环小数的用时还是一个正规数,也就是说小数点后每一个数出现的概率都是相同的,这意味着每

参考:
圆周率作为一个数学常数π,我们从小学就已经开始接触它,想必我们都认识,我们可以利用它计算圆的周长,面积以及球的体积等几何
我们都知道π是一个无理数,也就是说小数点后面的位数是无穷无尽的。
但实际上我们一般只用到前几位就可以误差减小到可以不计的地步了。
但是最新数据表明,截止今年3月14日,圆周率已经计算到了31.4万亿位。
圆周率的发展历程。
圆周率最早可以追溯到公元前1600年以前,但是那个时候,圆周率只有3.12和3.16两种数据记载。
一直到公元前600年左右,圆周率的值还依然停留在3.139这样的粗略值。
公元前200多年,古希腊时期出现一位大数学家阿基米德,利用内接正多边形以及外接正多边形的方法,一只计算到了正96边形。
首次把圆周率精确到了3.141851,对圆周率作出了很大的贡献。
中国方面,最早是张衡得出圆周率等于根号10,大约是3.162.接着是数学家刘徽,利用割圆术,一直割到了3072边形,把圆周率精确到了3.1416。
整个古代时期,对圆周率贡献最大的要数祖冲之了,在公元前480年的时候,就将圆周率计算到了第七位,这个值在未来近千年都是最准确的。
直到15世纪才被阿拉伯数学家打破,计算到了15位。
之后圆周率的计算进入了分析法时期,人们利用无穷级数和无穷连乘积等各种快速算法迅速突破100位小数大关。
人工计算圆周率的记录是1948年的808位小数。
紧接着人类进入信息时代。
计算机的出现使得圆周率的计算突飞猛进,上世纪70年代,圆周率就计算到100万位。
提主的10万亿位早在2010年就已经计算到了。
计算圆周率的意义实际上计算圆周率并没有什么实际的意义,但是我们在现代科技领域方面,利用圆周率的时候只需要小数点后十几位就够用。
甚至在我们日常生活中能用到的也就两位!即使科学家们把圆周率运用到计算可观测宇宙的大小,也仅仅需要精确到圆周率的第39位即可。
因为后面那么多位根本用不到,不过不停的计算圆周率,每一次往后多算一位,都代表着科学的进步,都代表着数学家的希望,同时,计算圆周率也可以更好的检测计算机的运行速度和性能等,算得越快也就说明了计算机的能力越强。
或许未来的某一天,人们可能发现他是一个有限的小数或是循环小数,那么全人类也许都会震惊。
因为圆周率的计算,消耗了人们的很多精力,甚至毕生精力。
正是因为这些人的不断奋斗和勇于探索的精神,人类才能发展的更快更好。

参考:
π是无理数,这意味着它是一个实数,不能用一个简单的分数来表示。
当我们刚开始学习π时,老师会告诉我们π的近似值是3.14或3.14159。
虽然π没有确切的值,但许多数学家和数学迷都想要把这个数值算的更精确,这是一种兴趣。
之前谷歌的一名员工计算π值达到了31万亿位,打破了2016年的记录22万亿位,这是怎么计算的呢?
这个员工使用了谷歌的云计算服务,花费了121天,利用了170TB的数据才完成。
除了兴趣,还有一些公司非常喜欢计算π值,因为计算π值成为了测试超级计算机能力的一种方法,随着计算的进行,计算机很难在硬件程序中断或故障中生存下来。
其实这么多π值是没有用的,这几万亿位π值早已超过了人类所需的位数。
在基本数学中,经常用π来求圆的面积和周长,π在建筑和建筑、量子物理、通信、音乐理论、医疗程序、航空旅行和太空飞行等大多数计算中都会用到。
美国宇航局经常使用π来计算航天器的轨迹,举一个例子,卡西尼号飞船用来完成土星卫星土卫六飞行的机动飞行时都会用到π值,但是也只需要13位左右。
而美国宇航局的精密计算也只需要16位π值……计算宇宙也只需要40位。
所以现在计算π值是为了其他方面,和计算已经无关了。

参考:
首先,π确实是无理数,相信多数人是知道的,某人人怀疑是不是因为人类无法算出足够多的位数,才造成π是无理数的“假象”,事实并不是这样的,数学家早已经证明π就是无理数,如何证明的?
也不难,可以搜索了解下!既然知道π是无限不循环的数,为何人类如此执着计算π的位数呢?
通常情况下,π取3.14就能满足我们的要求,在上学时我们也经常这样选择。
而在需要更精确的航天科技等领域会把π取到小数点后5位数,再多的话基本上就很难用到了!之所以很多超级电脑如此执着,更多的还是想检验电脑的性能,因为如果能用更多的时间计算出更多的π的位数,说明计算机的性能确实很强大!同时,只能说还夹着人类的一个“癖好”或者说好奇心,我们想知道π到底是如何“无限不循环”的,甚至心里有种信念万一找到π小数点后的某种规律呢?
或者万一找到π的终点呢?
(虽然我们知道不可能)当然,人类更像用不断地计算π展现大自然的神奇。
同时,还有一个关于背诵圆周率的吉尼斯世界纪录,我国一位名叫吕超的天才能够背诵圆周率小数点后67890位,经过24小时的鏖战才背诵完成!
参考:

圆周率是个无限不循环的数,很多人认为圆周率可能是个正规数。
什么是正规数?
正规数通俗来讲:就是小数点后每一位出现特指数字的几率是相等的。
这就意味着着只要样本足够大,那么所有的信息都可以包含在圆周率内。
现在的电子计算机运算能力有限,如果出现量子计算机。
那么圆周率可能被计算到万亿亿亿...位。
如果我们把圆周率内的十进制数字转化成二进制。
那么二进制就可以表达任出人类认知事物的任何知识和思想。
比如安卓底层代码,大英百科全书,各种小说都有二进制代码。
只要把圆周率无限计算。
总会找出一连串数字对应的二进制代码刚好是安卓系统的代码,刚好是Windows系统的代码,甚至是人的基因遗传
不信可以说一下,随便说出一个八位数,几乎都能在圆周率小数点后十亿位找到。
你现在的大脑不管在思考什么事物,总会被语言描述出来,而这些语言都可以转化成二进制,再转化成十进制。
而这些十进制数学串都可以在圆周率内找到。
也就是说你现在的所思所想都按照某种法则早已刻录在圆周率内了!是不是细思极恐?
比如我今天答题的时间是公元2019年1月17日,对应的十进制数字是20190117。
那么我现在找一下20190117在圆周率小数点后的多少位后开始出现。
于是我打开了一个专门统计圆周率的网站,输入数字,于是发现20190117这八位数出现在圆周率后的第57444571位,也就是千万位后,还没有达到亿位。
你也可以顺便输入你的身份证号码,网站密码什么的,都会出现在圆周率上。
我甚至认为整个宇宙的所有信息都有可能被在圆周率内蕴藏着,比如某个星系内的物质构成信息,黑洞的质量等等信息。
现在的计算机能力还是不够,如果量子计算机出现了,圆周率的位数又会被指数爆炸式挖掘出来。

参考:
圆周率在数学上早已被证明是一个无理数,这意味着它的小数点后有无数位不循环的数。
目前为止,通过计算机算出的圆周率小数点位数早已超过10万亿位。
根据维基百科给出的数据,Peter Trueb在2016年创下了世界纪录,他用计算机耗费105天的时间把圆周率的小数位算到22.4万亿位。
显然,圆周率的小数位取得越多,计算结果也就越精确。
虽然圆周率的小数位已经可以精确到很多位之后,但我们通常使用的也就两位,此时计算圆周长的误差大约为0.05%,这已经满足一般精度。
如果取五位,误差将会降到0.000084%。
NASA科学家表示,即便在精度要求极高的航天领域,他们也只会用到圆周率小数点后的15至16个位。
在理论物理学中,与圆周率有关的基本常数计算也只会用到前32位。
如果用40位来计算可观测宇宙的尺寸,它的误差将会小于氢原子半径。
因此,把圆周率的小数位计算到万亿位对于实际应用已经没有意义,几十位的精度已经完全足够人们使用。
至于为什么超级计算机经常被用来计算圆周率,主要的原因就是为了测试计算机的计算性能。
在越短的时间之内计算出的小数点位数越多,表明计算机的计算性能越强。
当然,这还与圆周率的算法有关,收敛越快的算法(都是无穷级数)计算圆周率也就越高效。
另外,还有人类记忆圆周率的比赛,目前的世界纪录已经超过7万位。

参考:

我们都知道,在计算过程中近似值越是无限接近正确值,得到的答案约精确,同样的道理,圆周率小数点后的小数位取的越多,计算圆周长、圆面积等的结果就越精确。
但是在人们的日常生活中,一般用π=3.14代表圆周率去进行近似计算,而用十位小数3.141592654便足以应付一般计算,即使在精度要求极高的理论研究、科研和航空航天等方面,充其量也只需取值至小数点后几百个位。
即便如此,那么人类为何要执着于对圆周率小数点位的探索呢?
首先,这是人类敢于探索、勇攀科学高峰的精神体现。
人类社会的发展,不可安于现状,只有积极探索、敢于创新,才能推动社会的巨轮向前发展。
其次,圆周率是代表圆周长和直径的比值,它是一个无限不循环小数,人类一次又一次刷新其小数点后的位数,也是为了测试计算机的性能,以便更好的改造和升级计算机。
说到这里,你还有哪些圆周率速记法呢?

如果是工程上用,π=3.1415927也足够用了,也就是计算器的精度。
那么如果继续计算圆周率,到100位、1万位,其实已经不是实用价值,而是数学研究价值了。
1,信念,验证无限不循环π肯定是无限不循环的,不需要验证了。
但是,作为数学的信念,我们就想验证一下。
这种信念不仅仅在数学家中有,在其他学科领域、行业领域也有。
2,研究和验证各种π的计算方法我们学校里只讲了祖冲之的割圆术,其实求π的方法很多,因为很多数学公式里都有π,反过来就是π的计算方法。
研究不同的方法,也验证各种方法。
有时,在π的圈子里还有比赛和竞争,追求哪个方法能更快速计算π,或者更简单计算π。
3,跑分,考验计算机的能力π的计算,是一个纯算术的任务,用这个任务可以比较各家公司的超级计算机产品的能力。
就像鲁大师跑分。
实际上,计算机计算π还是有点技巧的,毕竟计算机内部的位数是有限的,要计算一个有效数字上万位的实数,已经需要专门做数据的安排了,甚至计算机内存都不够。
于是,这里涉及到很多计算机能力了。
4,附带的小应用,如果一个文件加密的密钥是π呢?
告诉你:“密钥是π的小数点后12846位至12945位。
”这种加密方法是有人用过的。

参考:
答:计算圆周率是数学家的兴趣,也能检验计算机的综合性能。
圆周率算法圆周率是数学中最重要的常数之一,现在的计算机可以很轻松地计算圆周率数万亿位,在计算机没有诞生以前,数学家计算圆周率经历了几何算法和分析算法,计算效率非常低。
比如圆周率在德国又叫做鲁道夫数,原因是十七世纪,德国数学家鲁道夫·范·科伊伦,在后半生的10多年时间里,利用几何算法把圆周率精确到小数点后35位。
分析算法的出现,大大提高了圆周率的计算效率,比如印度数学家拉马努金发现的这两个公式,可以很容易用手算把圆周率精确到一百多位:拉马努金这两个圆周率公式,收敛速度非常快,比如我们只需要把第二个公式取第一项,就可以得到小数点后的八位精度:计算机出现后,涌现了大量有利于计算机的算法公式,比如著名的梅钦公式,就是常用计算机算法公式之一。
还有高斯-勒让德迭代算法,每迭代一次,获得的圆周率精度就可以翻一倍,收敛速度非常快,迭代25次就可以获得4500万位圆周率小数精度,但是对计算机内存要求非常高。
计算圆周率的意义要说计算圆周率的意义,一来数学家对圆周率都有着特别的爱好,圆周率作为数学中最重要的常数,在圆周率中隐藏了很多数学秘密,数学家也希望通过研究圆周率,来发现其中的秘密。
比如上面,就是十亿位圆周率小数中(十进制),出现数字0~9的频率,随着数值的增加,十个数字出现的频率应该趋近于0.1,但是数学家还是希望从中得到不一样的结果。
二来,圆周率的计算,可以用于检验一台新计算机的性能,因为圆周率计算公式中,每一次迭代的算法步数都是可以确定的,计算机可以通过计算圆周率,来检验计算机硬件的性能,比如在某些手机性能测试软件中,就有计算1000万位圆周率浮点小数用时。
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而如今,计算圆周率也是一种检测计算机处理器性能的方式。
还有的就是出于爱好,历史上,很多人都钻研过各种计算π值的方法,比如我国数学家刘徽的割圆术、往后人类又利用更高级的数学方法来计算,再往后就利用计算机工作,圆周率越算越长,越算越精确。
而且在这过程中也会有想不到的惊喜出现,比如在2015年,罗切斯特大学的研究人员在氢原子能级计算中无意得到了沃利斯公式(见上图,一种计算圆周率的公式)期待您的点评和关注哦!

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