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人类已将圆周率π精确到105万亿位,这么精确有何用?

3月14日,昨天是圆周率日,因为圆周率取小数点后两位的话,就是“3.14”,这个数值是圆周率最常用的近似值。

圆周率π,这个在数学和物理学中无处不在的常数,近日再次成为科技界的焦点。目前的圆周率的最新数字,是由2024年3月14日,美国计算机存储公司Solidigm所算出,该公司声称已算出圆周率小数点后约105兆位,打破此前100万亿位的世界纪录。这场运算历时75天,动用了100万GB的巨量数据,其所需的计算能力相当于数十万部智能手机同时运行。

圆周率的计算,从古至今都是数学家和科学家们热衷探索的领域。早在古代,人们就开始尝试估算圆周率的数值。阿基米德利用几何方法,将圆周率的数值限定在3.14之间。随着数学的发展,越来越精确的计算方法被发现,圆周率的数值也越来越精确。然而,直到计算机的出现,圆周率的计算才真正进入了高速发展的阶段。

圆周率定义为圆的周长与直径的比值,看似简单,但其小数点后的位数却是无限不循环的。这意味着,无论我们计算多少位,都无法穷尽圆周率的数值。也正因为如此,圆周率的计算成为了检验计算机性能的一个重要指标。每一次计算位数的突破,都代表着计算技术的一次飞跃,也为其他科学研究领域提供了更强大的工具。
 
近年来,随着超级计算机和高效算法的发展,圆周率的计算不断刷新纪录。2021年,瑞士科学家利用超级计算机,耗时108天计算出圆周率小数点后62.8兆位数。2022年,谷歌更是将圆周率计算到小数点后100兆位,创下了当时的世界纪录。2023年4月,Solidigm成功追平了这一记录,显示出科技公司在计算能力上的不断突破。
 
这些看似枯燥的数字背后,其实隐藏着激烈的科技竞赛。计算圆周率不仅仅是为了追求一个更精确的数值,更是对硬件、软件和算法的综合考验。巨量数据的处理、高性能计算、以及先进的算法,都是圆周率计算得以不断突破的关键。例如,谷歌使用的Y-cruncher算法,就是一种高效的圆周率计算工具。而Solidigm则利用其在存储技术上的优势,加速了数据的读写速度,从而提高了计算效率。
 
每一次计算位数的突破,都代表着计算技术的一次飞跃。这些技术不仅应用于数学领域,更广泛地影响着人工智能、气象预报、金融建模等众多领域。例如,在人工智能领域,巨量数据的处理和高性能计算是训练大型模型的重要基础。在气象预报领域,精确的数值计算可以提高预报的准确性。在金融建模领域,复杂的算法可以帮助分析市场风险。
 
随着量子计算等新兴技术的发展,我们或许能够以更快的速度、更高的效率计算出圆周率更多的位数。量子计算机利用量子力学的原理,具有远超传统计算机的计算能力。如果将量子计算应用于圆周率的计算,或许可以在短时间内计算出数百兆甚至更多位数。这不仅将刷新我们对数字的认知,也将为科学研究带来更多的可能性。

有网友提问:人类将圆周率精确到105万亿位有什么用?哪些领域需要这样的精确值?

好吧,简单的回答是:没有任何实际用途,至少对我们的生活和计算不会有任何影响,这只是一种自我挑战而已!

我们知道,圆周率的数值越精确,我们的计算误差就会越小,而用相同的圆周率数值来计算时,当圆的面积越大,它的误差就会越大。

旅行者1号是目前距离我们最遥远的航天器,距离地球240亿多公里,其实只要用圆周率后15位的数值来计算这个半径为240亿公里圆的周长,它的误差就已经少于1厘米了。

换句话说,用小数点后15位的圆周率数值来计算星际导航方面的数学需求,就已经完全够用了,误差已经小到可以忽略不计。

对于我们生活的地球而言,赤道附近的半径不到6400公里,如果我们用小数点后15位的圆周率来计算,您绕地球走一圈(不考虑山脉和峡谷),您的实际里程和您计算所得的里程误差大小差不多只有一个分子的直径大小。

(虽然有很多不同直径的分子,但这里只能这么形容,因为误差实在太小了。)

我们现在可观测宇宙的半径约为460亿光年!

您猜我们用小数点后面多少位的圆周率数值来计算半径为460亿光年的圆的周长,其精度等于最简单的原子——氢原子的直径?

根据NASA喷气推进实验室(JPL)的数据,这个答案是37位

只要用小数点后37位的数值,我们就可以准确计算出半径为460亿光年的圆的周长,而且确保误差只有一个氢原子的直径大小。

所以,您说105万亿位,这么精确有啥用?

总之对计算没有任何作用!

不过,比起精确算到多少位,我觉得人们各种蹭圆周率流量的方式更有趣!

Pi手机挖矿,π香水等等,也可以说都是蹭了圆周率的流量,让更多人更容易记住、更容易想起它的存在。

另外,从某些方面来说,我们上面提到的那家打破圆周率计算纪录的计算机存储公司的做法,也是一种蹭π流量的方式,我们也可以一下就能看出他们的实力,并记住他们。

为天才设计师和勇敢的世界纪录挑战者点赞!

(内容来自网络)

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