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爱因斯坦、霍金和圆周率π

发布时间:  浏览: 次  作者:www.tl6.net

今天,3月14日,是一个有趣的科学节日——π日,即圆周率日,因为圆周率π最常用的近似值是3.14。无比巧合的是,这一天还与历史上最伟大的两位科学家的生死相关——3月14日是爱因斯坦生日,也是霍金忌日

贴一篇之前写过的文章,纪念一下这个值得纪念的日子。

1879年3月14日,爱因斯坦出生,然后从一个寂寂无名的小子,成长为享誉全球的科学巨人。要知道,现代科学的两大支柱都与他息息相关——爱因斯坦凭一己之力创立相对论,并与诸位大神共同推动量子力学的发展。

2018年3月14日,霍金逝世,享年76岁。21岁就被医生判定活不过两年,他硬是从死神手里多抢来了五十几年,投身于宇宙学和黑洞的研究,并用通俗的语言将这些艰深的知识推向大众,唤起无数人的好奇心与想象力。

3月14日,还是圆周率日。圆周率π,即圆的周长和直径的比值,一个神奇的数学常数,在科学中占据重要位置。

π是一个无理数,对其精确值的计算几乎贯穿整个人类文明史。公元5世纪,我国的数学家祖冲之用几何方法巧妙地将π计算到小数点后7位,确定在3.1415926和3.1415927之间。

随着计算机技术的快速发展,人类计算π的精度也得到破天荒式的提高——π的十进制精度已高达小数点后万亿位。目前,人类计算π的值主要是为了破纪录。

作为无理数,π似乎又不是那么无理。虽然π无法转换为任何一个分数,但却可以用无穷级数表示出来。请看π的莱布尼茨公式

数学是科学最基本的语言,而π又有着微妙的数学意义。因此,π不仅活跃于数学中,还经常跑到宇宙学、热力学、力学和电磁学等科学领域客串。

神奇远不止于此——π还可能是一个正规数

何为正规数呢?在数学上,正规数指的是数字随机分布,且0到9各数字出现机会均等的实数。也就是说,π可能包含了所有数字组合。这意味着,宇宙中的所有信息,过去的、现在的以及将来还未发生的一切都可能包含在π之中。

在《疑犯追踪》中,哈罗德·芬奇是这么说的:

“π,圆周长与其直径之比,这是开始。后面一直有,无穷无尽。永不重复。就是说在这串数字中,包含每种可能的组合。你的生日,储物柜密码,你的社保号码,都在其中某处。如果把这些数字转换为字母,就能得到所有的单词,无数种组合。你婴儿时发出的第一个音节,你心上人的名字,你一辈子从始至终的故事,我们做过或说过的每件事,宇宙中所有无限的可能,都在这个简单的圆中。用这些信息做什么,它有什么用,取决于你们。”

值得一提的是,迄今为止人类对π是正规数既无法证实,也无法证伪

可以毫不夸张地说,如果我们的宇宙是一份被精心设计的作品,那么π就是其中最重要的一个参数。正因如此,爱因斯坦和霍金,两位专注于研究宇宙奥秘的大师,自然避免不了与π打上交道。

他们所提出的最重要的方程都包含了π。

爱因斯坦引力场方程中,π出现了:

霍金辐射相关的一个的方程中,π也来凑热闹了:

可谁能想到,π最终居然还与爱因斯坦和霍金的生死关联在一起——神奇的3.14——圆周率日、爱因斯坦生日和霍金忌日竟完美统一了。

这是一场美丽的巧合,更是一段永恒的科学佳话。

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关键词:爱因斯坦,霍金,圆周率π

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