022 约公元前250年 圆周率 π
叙拉古的阿基米德(Archimedes of Syracuse,约 公元前287 —公元前212)
圆周率 π 近似于 3.14,是一个圆的周长相对于其直径的比。古代人可能注意到每当车轮转动整整一圈后,车子向前距离大约会是车轮直径 3 倍的现象。
阿基米德:沙粒、群牛问题和胃痛游戏(约公元前250年),发现圆周率 π 的级数公式(约1500年),绕地球一圈的彩带(1702年),欧拉数e(1727年),欧拉—马歇罗尼常数(1735年),布丰投针问题(1777年),超越数(1844年),霍迪奇定理(1858年)及正规数(1909年)
圆周率通常以希腊字母 π 表示,意指一个圆的周长与其直径的比,其值约为3.141 59。古人大概是观察到车轮每转动一圈,车子就会向前移动大约车轮直径三倍的距离—因此成为早期意识到圆周长大约是直径三倍的方式。古巴比伦人曾有张表,叙述过一个圆的周长相较于内接该圆的六角形边长,其比为1:0.96,隐含圆周率是3.125的意思。希腊数学家阿基米德(约公元前250年)是第一位用数字严密区间表示圆周率的人—介于223/71及22/7之间。韦尔斯数学家琼斯(William Jones)在1706年采用π这个符号,其灵感大概来自希腊文以字母 π起头的“周围”一字,我们才开始以π表示圆周率。
π 是人类数学领域中最有名的比,宇宙中的其他高等文明可能亦作如是观。π小数点后的位数永无止境,而且无人可侦测其排列顺序具有一定规则。能用多快速度推算π已经成为一种评估计算机计算能力的有趣方式,如今我们已经知道π小数点后的位数已达万亿位。
我们通常把 π 和圆联想在一起,17世纪之前的人也都这么想。自从17世纪开始,π和圆之间不再有必然的关系;人类创造许多不同的曲线加以研究,譬如各种不同的拱形、摆线、还有被称作女巫的箕舌线,这些曲线的区域面积都能用π加以表示。如今π甚至也不再局限于几何领域而已,现在可以在数论、概率、复数等数不清的领域中看到π,就连单位分数的级数也都和 π 产生联系,像π/4=1-1/3+1/5-1/7+…。2006年,一位日本退休工程师原口证(Akira Haraguchi)创下世界纪录,一口气背诵出π小数点后的10万位数字。■