为什么数学家要一直研究圆周率 圆周率已经被算到了第62.8万亿位

世界上最常见的图形可能就是圆了，比如落下的雨滴，比如树干的横截面，比如一朵花的花心，又比如我们头顶的太阳、月亮，以及在各种高端天文望远镜下观测到的各种恒星和行星。

我们今天所熟知的圆周率通常是用希腊字母π来表示，是圆的周长与其直径的比值，也是其面积和半径平方的比，可以用来计算圆的周长、面积、一个球体的体积等等数据。

数学家们认为，圆周率其实就是一个无理数，换句话说就是无限不循环的小数，它不存在数字上的规律，会一直相对无序地排列下去。

圆周率的计算过程

早在公元前1900年到公元前1600年期间，古巴比伦和古埃及就已经开始了对于圆的研究，前者在一块石匾上记载着圆周率等于25/8，也就是3.125，后者则在一张数学纸草书上面记录了圆周率为16/9的平方数值，也就是3.160493……

虽然这两份资料都显示的是古巴比伦和古埃及都是在同一时期发现的圆周率的大概数值，但是有相关学者发现，古埃及所建造的胡夫金字塔在经过测量以后，居然存在着大量的数学原理。

尤其是该金字塔的塔高与塔基之比，就是地球的半径与其周长比。所以这也意味着，古埃及人其实在公元前2500年就已经明白了圆周率。

在公元前3世纪，古希腊的阿基米德开创了计算圆周率近似数的新方法，即利用数学理论的概念，其中用到了两侧的数值逼近的方法，以及迭代法。

通过这两种数学方式，我们就能不断地寻找到越来越接近圆周率真实数据的结果。

因此，阿基米德得到了圆周率是处在223/71和22/7之间的结论，取这两者的平均值，则得出了圆周率的近似值为3.141851。

当然，我国作为自然科学在古代长期处在世界前沿的国家，也有进行有关圆周率的研究。根据我国历史上最古老的自然科学书籍《周髀算经》记载，在公元前1000年左右的西周初期，商高曾与周公旦进行了一次问答，并提出了勾股定理。

商高表示，圆出于方，方出于矩，也就是圆是从方形中来的，而方也是从矩形中产生。

这也是因为当时的古人还不具备测量和计算出圆形面积的能力，所以只能将圆化成方形，通过计算正多边形的面积方式来估算出大概的圆形面积，而圆周率我国早期的数值为3。

也因此，许多人都认为西周时期就是中国最早出现圆周率的时间。西汉时期的刘歆也曾计算出了圆周率的近似值，为3.1547，但或许是因为原著失传，并没有得到广泛的关注。

反而是南北朝时期的祖冲之是我国圆周率计算史上最为有名的数学家，因为他在刘徽“分割圆”的计算基础上更进一步，成为了世界上第一个将圆周率小数点后的数字精确到第7位的数学家，即3.1415926和3.1415927之间。

这项记录持续了非常长的时间，一直到了16世纪，1000年左右以后才有一位阿拉伯的科学家再次将其突破。

到了2021年8月17日这一天，国外相关媒体报道，瑞士有一位学者利用了一台超级计算机，总共花了108天的时间，打破了2020年其他人创造出来的世界纪录，足足计算出了小数点后第62.8万亿位。

为什么科学家们对圆周率如此执着？

很多人认为，圆周率既然属于是一个无限不循环的小数，那么我们永远也无法精确到它最后一位，而在日常生活中，甚至就算是科学领域里，我们也不需要非常精确的圆周率数值。

就比如我们计算一个圆的周长或者面积，哪怕圆周率的小数点后数字再多再精确，我们也只会取其小数点后几位的数字，甚至还可能只取整数3。

又比如在现代科学中，十几位小数的圆周率也足够我们进行各种各样的精确的计算了，如果用39位的圆周率来算现阶段人类可以观测到的宇宙大小，那么其中的误差远比一颗原子的体积还要小。

这样看来，我们似乎根本没有必要将圆周率继续精确计算下去，实际的收益几乎没有。然而为什么科学家们就偏偏要跟圆周率杠上了呢？

其一是现在很多人都喜欢用圆周率来测算超级计算机的性能，观察其每秒可以进行多少运算，监测该计算机的先进程度，甚至还能通过计算圆周率来发现计算机是否出现了错误或者故障。

比如在英特尔公司就曾在推出奔腾处理器的之前，就是在计算圆周率的时候发现出了错，才在发行该处理器以前就进行了改正。

如果发现的时间太晚，这一疏漏将会对英特尔公司造成极大的负面影响，降低用户的信任度。

其二则是人类对于打破不可能的挑战之心，这是人类不断打破现有“枷锁”的表现。比如在以前，人们还没有发明出具有高超计算能力的计算机，科学家们是通过“手动”的方式来将圆周率不断地细化、拓深的。

比如出生于1540年1月28日的鲁道夫·范·科伊伦，他根据古希腊时期阿基米德所使用的方法，几乎用了一生的时间来计算圆周率的更加精确的数值。

后来他用2的62次方边形的周长，成功计算出了圆周率小数点以后的第35位数字，为此而感到自豪的鲁道夫甚至在去世之前留下了遗言，要求后人们将他所计算出来的圆周率数值刻在他的墓碑上面。

无独有偶，一位叫做威廉·谢克思的数学爱好者也在19世纪花了大概15年的时间来计算圆周率，终于在1874年里得到了其小数点后707位的数字。

威廉对此感到非常高兴且骄傲，并把该数值结论也同样刻在了自己的墓碑上，以展现自己生前所留下的贡献和荣誉。但是令人遗憾的是，他花费了15年才算出的707位小数点后数字，却其实在第528位开始就已经算错了。

在后来计算机被发明以后，人类更是陷入了对圆周率的狂热，圆周率小数点后的数字也在以疯狂的速度不断向后扩展，比如在1949年，圆周率的小数点数字才到了第2037位，到1973年就已经到了第100万的位置，2002年就达到了1万亿，更别提现在，足足有62.8万亿左右。

其三则是科学家们试图研究圆周率中更多的秘密，从而发现宇宙的奥秘。因为在宇宙中，几乎随处可以见到圆的元素，比如恒星、行星、卫星等等，几乎都是以圆的形态存在于世界。

虽然已经有科学家表示了圆周率是一个无限不循环的小数，但是圆周率一日没有终结，那么科学家们也就一日不会停止对它的质疑和研究。

假如有一天终于有一位科学家将圆周率算到了尽头，那么这也就表示着圆其实根本就不是“圆”，而是一个N变形，只是因为它的边实在是太多了，人类才一直没有将其算透。

同时，人类现有的数学和物理体系框架也都会因此而崩溃，几千年来我们关于圆的理论都是错误的。

并且如果圆周率被算到最后一位了，这也表明了世界上不存在无限不循环的数字，同样也不会有所谓的随机性和巧合性，宇宙的万事万物都有规律，都是能够被模拟计算出来的。

除此之外，科学家们还希望能发现越来越多的圆周率小数点后的数值，来证明一些数学猜想。

比如数学家弗格森就曾经提出一种猜想，认为当圆周率达到了足够的精确度后，我们就可以发现在圆周率中从0到9的数字出现的概率其实都是一致的，只是因为现阶段圆周率的小数点后数字还不够多，所以我们才没有发现这些概率的相同性。

事实上，在圆周率的小数点后数字被不断地增加以后，弗格森的这一猜想也几乎得到了验证。

譬如我们以“1”来举例，在圆周率小数点后1万以内的数值中，“1”出现的次数大概是1026次，在10万以内的数值里，“1”则出现了10137次，而在小数点后100万的数字里，有99758个“1”，1000万中更是出现了999333个“1”。

并且除了“1”，其他的数字出现概率也是非常相似，差距较小的。

更有趣的一件事是，理论上而言，圆周率是无限的不循环的小数，任意的数字组合都会在其中出现，例如在已经得到的圆周率中，就出现了连续10个6的数字组成，以及9个7，8个8，7个3，还有“123456789”和“876543210”。

但是到目前为止，“0123456789”和“9876543210”的组合还未在已知的圆周率中发现，这或许是因为圆周率的未发现数值还很长，人类对它的研究正在路上。

可能这也就是数学的魅力所在，它令无数的数学家为之沉醉，为其不断付出自己的时间和精力，只为了再多窥见一点数字世界的真相。

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