追尋π 的足 跡

○王麗娟

圓周率是一個圓的周長與直徑的比值，而且不論圓的大小，這個比值永遠不變，用字母π 表示。我們都知道π 是一個無限不循環(huán)小數(shù)，在計算圓的周長和面積時通常取近似值π ≈3.14。數(shù)學家祖沖之研究出了π 的取值在3.1415926 和3.1415927 之間，有些同學能記住π小數(shù)點后面十幾位，其實關(guān)于π 的取值，卻經(jīng)歷了漫長的演變歷程。

魏晉時期的數(shù)學家劉徽用“割圓術(shù)”求出了圓周率為3.1415 和3.1416 這兩個近似數(shù)值。所謂“割圓術(shù)”，是用圓內(nèi)接正多邊形的面積去無限逼近圓面積并以此求取圓周率的方法。也就是說把圓周分割得越細，其內(nèi)接正多邊形的周長就越是接近圓周?！案顖A術(shù)”為后來南北朝時期的數(shù)學家祖沖之計算π 值提供了最基本的方法。由于當時的計算方法效率極低，計算π 值的歷史進程十分緩慢。

電子計算機出現(xiàn)以后，圓周率計算的進程突飛猛進，實現(xiàn)了計算π值的數(shù)字長度一次又一次重大突破。1995 年以后，日本數(shù)學家金田康正及其團隊在世界上遙遙領(lǐng)先，于2003 年 計 算π 值 到 了1.24 萬 億 位。這個紀錄在2010 年1 月8 日被法國一位程序員打破。他用了131 天在一部臺式計算機上成功地把π 計算到2.7 萬億位。這個數(shù)字有多長呢？如果你平均用一秒鐘來報出一個數(shù)字的話，那么需要8.5 萬年才能讀完它的所有數(shù)字。

可是，這個世界紀錄到8 月份就被打破了：日本工程師近藤茂與美國西北大學計算機系的學生余智恒合作，把π 值算到了5 萬億位。但歡呼慶祝聲還未結(jié)束，9 月17 日英國廣播公司BBC 報道：雅虎科技公司的研究員、原香港科技大學畢業(yè)生施子和采用“云計算”技術(shù)，利用1000臺計算機同時計算，歷時23 天將π計算到2 千萬億位。

或許有的同學不以為然，說用計算機來計算不足為奇。那么，用人腦來進行計算和記憶就不容易了吧？如果告訴你，已經(jīng)有人能正確無誤地記住π 的數(shù)值一直到小數(shù)點后幾萬位數(shù)字，你會覺得難以置信吧？

說來也是，造物主為什么偏偏造出這個神奇的π 來，讓許許多多的數(shù)學家和粉絲們兩千多年來嘔心瀝血地去追尋不休呢？你可能早已聽說過，π 與地球上的許多河流有關(guān)：河道的曲線長度與河道首尾直線距離之比通常都接近于3.14，河道越是蜿蜒曲折，這個近似值就越接近于3.14，世界第一長河亞馬遜河就是一個例子。

最讓人驚嘆的是研究人員發(fā)現(xiàn)，相同哺乳類中的三種遠親動物嬰猴、樹鼩和蒙眼貂的大腦中，它們的視覺皮層的螺旋結(jié)構(gòu)平均分布密度都是一樣的，而且都落在π 值3.14的95%置信區(qū)間（置信區(qū)間是一個統(tǒng)計學名詞，以后的學習中會學到）。

由于希臘字母π 和英文單詞“pie”同音，1988 年3 月14 日由美國舊金山的科學探索館提議，發(fā)起了每年這一天以吃“pie”（指烤制的各種油酥皮點心）來紀念和慶祝圓周率的校園活動。2009 年3 月11 日，美國眾議院還通過了一項決議，把3 月14 日正式確定為全國的“π 日”。更有趣的是，麻省理工學院的招生辦公室每年都把新生錄取通知書留到“π 日”才發(fā)送給新生?，F(xiàn)在網(wǎng)絡通信方便了，還有傳聞說那里的工作人員設計了個計算機程序，等到3 月14日下午1 時59 分26 秒才從網(wǎng)上把錄取通知向全世界發(fā)放出去。

π 看似一個簡單的數(shù)值，卻包含著太多的知識，難怪有許許多多的數(shù)學家會嘔心瀝血地對π 追尋不休呢！感興趣的同學們，將來也沿著前人的足跡去探索、去追尋吧！