今天3月14日,除了是愛因斯坦誕辰,也是第36個「圓周率日(Pi Day)」,不妨講一些關於π (pi) 的冷知識或趣事。
1. 圓周率日始於1988年3月14,當日物理學家Larry Shaw在三藩市的Exploratorium(探索博物館)發起一場慶祝 π 的活動:他跟同事及公眾環繞館內的圓形空間步行,然後一起吃水果餡餅(pie,跟 π 同音),自此便每年慶祝。2009年,美國眾議院通過一項決議,確認3月14號為圓周率日,以彰顯數學在教育和社會的重要性。
2. 圓周率為甚麼用 π 代表?很簡單,因為一代數學宗師歐拉也這樣用。自從歐拉在十八世紀以π代表圓周率後,這數學符號便大行其道,直到今天。但歐拉又為甚麼用π呢?原來史上最早的圓周率計算法,由古希臘數學家阿基米德發明(當時中國是戰國時代),「圓周」希臘文是περιφέρεια(羅馬拼音:periphéreia),π正是此字開首的字母。
3. 十六世紀,人類能知道的準確圓周率只去到小數點後35個位:
3.14159 26535 89793 23846 26433 83279 50288
這數字不算很長,但荷蘭數學家范科伊倫(Ludolph van Ceulen)卻用上大半生才算得出來。范科伊倫對此十分自豪,還把這項成就刻在自己的墓碑上。
4. 維多利亞時代有一個計算員(英文當時叫computer,即負責計數的人),叫William Shanks。他在1812年生於英國東北的小村莊,長大後經營寄宿學校,Shanks談不上是數學家,只喜歡計算圓周率消閒,算法依然是阿基米德那套割圓法。
Shanks分三個階段發表計算成果:頭兩次是1853年,計到小數點後607個位,已經破盡人間紀錄;然後停了廿年,在1873年忽然重操故業,把圓周率擴展到707個位。
可惜的是,Shanks在第527個位後出錯,其後計算即使去到707位,實際上都毫無意義。不過這錯誤一直不為人知,足足等了70多年,才被利用機械計算器驗證的數學家D. F. Ferguson發現。
5. 人類運算力的飛躍,可以在圓周率小數點後的數字上反映:十六世紀算到35個位,十九世紀是527個位,今天利用超級電腦,已算到100,000,000,000,000個位。但以科學實際功能來說,圓周率小數點後20個位已經綽綽有餘,算下去並無任何可見的實用價值。
6.受上主默示寫成的聖經,曾透過所羅門王聖殿的「銅海」(一個大銅盆)描述,暗示圓周與直徑的粗略比率。〈列王紀上〉7:23說:「他又鑄一個銅海,樣式是圓的,高五肘,徑十肘,圍三十肘。」30除以10, π就是3。
7. 范科伊倫和Shanks的畢生成就,現在不用一秒已可由電腦完成。後之視今,亦猶今之視昔,然則我們現在營營役役所做的一切,在不久將來可能只是AI彈指間的工夫,而且還做得比人類更完美。最偉大的人類天才,在AI來說都跟William Shanks沒有分別。
但更可怕的還是圓周率——就算超級AI可以1秒鐘計到100萬億個位的100萬億倍,如是者連續運算100萬億年,它依然無法窮盡圓周率小數點後的數字,而從無窮無盡的圓周率角度看,AI計算到的數其實近乎零。上帝向人默示圓周率為3,也許是希望渺小的人類明白:圓周率不必算太準,那是徒勞的,3就夠你們粗用了。
本文獲作者授權轉載自「馮睎乾十三維度」Patreon
(編者按:本文僅代表專欄作者個人意見,不反映本報立場。)@
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