世界上最常見的圖形可能就是圓了，比如落下的雨滴，比如樹干的橫截面，比如一朵花的花心，又比如我們頭頂?shù)奶枴⒃铝粒约霸?strong>各種高端天文望遠(yuǎn)鏡下觀測到的各種恒星和行星。

我們今天所熟知的圓周率通常是用希臘字母π來表示，是圓的周長與其直徑的比值，也是其面積和半徑平方的比，可以用來計(jì)算圓的周長、面積、一個(gè)球體的體積等等數(shù)據(jù)。

數(shù)學(xué)家們認(rèn)為，圓周率其實(shí)就是一個(gè)無理數(shù)，換句話說就是無限不循環(huán)的小數(shù)，它不存在數(shù)字上的規(guī)律，會一直相對無序地排列下去。

圓周率的計(jì)算過程

早在公元前1900年到公元前1600年期間，古巴比倫和古埃及就已經(jīng)開始了對于圓的研究，前者在一塊石匾上記載著圓周率等于25/8，也就是3.125，后者則在一張數(shù)學(xué)紙草書上面記錄了圓周率為16/9的平方數(shù)值，也就是3.160493……

雖然這兩份資料都顯示的是古巴比倫和古埃及都是在同一時(shí)期發(fā)現(xiàn)的圓周率的大概數(shù)值，但是有相關(guān)學(xué)者發(fā)現(xiàn)，古埃及所建造的胡夫金字塔在經(jīng)過測量以后，居然存在著大量的數(shù)學(xué)原理。

尤其是該金字塔的塔高與塔基之比，就是地球的半徑與其周長比。所以這也意味著，古埃及人其實(shí)在公元前2500年就已經(jīng)明白了圓周率。

在公元前3世紀(jì)，古希臘的阿基米德開創(chuàng)了計(jì)算圓周率近似數(shù)的新方法，即利用數(shù)學(xué)理論的概念，其中用到了兩側(cè)的數(shù)值逼近的方法，以及迭代法。

通過這兩種數(shù)學(xué)方式，我們就能不斷地尋找到越來越接近圓周率真實(shí)數(shù)據(jù)的結(jié)果。

因此，阿基米德得到了圓周率是處在223/71和22/7之間的結(jié)論，取這兩者的平均值，則得出了圓周率的近似值為3.141851。

當(dāng)然，我國作為自然科學(xué)在古代長期處在世界前沿的國家，也有進(jìn)行有關(guān)圓周率的研究。根據(jù)我國歷史上最古老的自然科學(xué)書籍《周髀算經(jīng)》記載，在公元前1000年左右的西周初期，商高曾與周公旦進(jìn)行了一次問答，并提出了勾股定理。

商高表示，圓出于方，方出于矩，也就是圓是從方形中來的，而方也是從矩形中產(chǎn)生。

這也是因?yàn)楫?dāng)時(shí)的古人還不具備測量和計(jì)算出圓形面積的能力，所以只能將圓化成方形，通過計(jì)算正多邊形的面積方式來估算出大概的圓形面積，而圓周率我國早期的數(shù)值為3。

也因此，許多人都認(rèn)為西周時(shí)期就是中國最早出現(xiàn)圓周率的時(shí)間。西漢時(shí)期的劉歆也曾計(jì)算出了圓周率的近似值，為3.1547，但或許是因?yàn)樵鳎]有得到廣泛的關(guān)注。

反而是南北朝時(shí)期的祖沖之是我國圓周率計(jì)算史上最為有名的數(shù)學(xué)家，因?yàn)樗趧⒒铡胺指顖A”的計(jì)算基礎(chǔ)上更進(jìn)一步，成為了世界上第一個(gè)將圓周率小數(shù)點(diǎn)后的數(shù)字精確到第7位的數(shù)學(xué)家，即3.1415926和3.1415927之間。

這項(xiàng)記錄持續(xù)了非常長的時(shí)間，一直到了16世紀(jì)，1000年左右以后才有一位阿拉伯的科學(xué)家再次將其突破。

到了2021年8月17日這一天，國外相關(guān)媒體報(bào)道，瑞士有一位學(xué)者利用了一臺超級計(jì)算機(jī)，總共花了108天的時(shí)間，打破了2020年其他人創(chuàng)造出來的世界紀(jì)錄，足足計(jì)算出了小數(shù)點(diǎn)后第62.8萬億位。

為什么科學(xué)家們對圓周率如此執(zhí)著？

很多人認(rèn)為，圓周率既然屬于是一個(gè)無限不循環(huán)的小數(shù)，那么我們永遠(yuǎn)也無法精確到它最后一位，而在日常生活中，甚至就算是科學(xué)領(lǐng)域里，我們也不需要非常精確的圓周率數(shù)值。

就比如我們計(jì)算一個(gè)圓的周長或者面積，哪怕圓周率的小數(shù)點(diǎn)后數(shù)字再多再精確，我們也只會取其小數(shù)點(diǎn)后幾位的數(shù)字，甚至還可能只取整數(shù)3。

又比如在現(xiàn)代科學(xué)中，十幾位小數(shù)的圓周率也足夠我們進(jìn)行各種各樣的精確的計(jì)算了，如果用39位的圓周率來算現(xiàn)階段人類可以觀測到的宇宙大小，那么其中的誤差遠(yuǎn)比一顆原子的體積還要小。

這樣看來，我們似乎根本沒有必要將圓周率繼續(xù)精確計(jì)算下去，實(shí)際的收益幾乎沒有。然而為什么科學(xué)家們就偏偏要跟圓周率杠上了呢？

其一是現(xiàn)在很多人都喜歡用圓周率來測算超級計(jì)算機(jī)的性能，觀察其每秒可以進(jìn)行多少運(yùn)算，監(jiān)測該計(jì)算機(jī)的先進(jìn)程度，甚至還能通過計(jì)算圓周率來發(fā)現(xiàn)計(jì)算機(jī)是否出現(xiàn)了錯(cuò)誤或者故障。

比如在英特爾公司就曾在推出奔騰處理器的之前，就是在計(jì)算圓周率的時(shí)候發(fā)現(xiàn)出了錯(cuò)，才在發(fā)行該處理器以前就進(jìn)行了改正。

如果發(fā)現(xiàn)的時(shí)間太晚，這一疏漏將會對英特爾公司造成極大的負(fù)面影響，降低用戶的信任度。

其二則是人類對于打破不可能的挑戰(zhàn)之心，這是人類不斷打破現(xiàn)有“枷鎖”的表現(xiàn)。比如在以前，人們還沒有發(fā)明出具有高超計(jì)算能力的計(jì)算機(jī)，科學(xué)家們是通過“手動”的方式來將圓周率不斷地細(xì)化、拓深的。

比如出生于1540年1月28日的魯?shù)婪颉し丁た埔羵悾鶕?jù)古希臘時(shí)期阿基米德所使用的方法，幾乎用了一生的時(shí)間來計(jì)算圓周率的更加精確的數(shù)值。

后來他用2的62次方邊形的周長，成功計(jì)算出了圓周率小數(shù)點(diǎn)以后的第35位數(shù)字，為此而感到自豪的魯?shù)婪蛏踔猎谌ナ乐傲粝铝诉z言，要求后人們將他所計(jì)算出來的圓周率數(shù)值刻在他的墓碑上面。

無獨(dú)有偶，一位叫做威廉·謝克思的數(shù)學(xué)愛好者也在19世紀(jì)花了大概15年的時(shí)間來計(jì)算圓周率，終于在1874年里得到了其小數(shù)點(diǎn)后707位的數(shù)字。

威廉對此感到非常高興且驕傲，并把該數(shù)值結(jié)論也同樣刻在了自己的墓碑上，以展現(xiàn)自己生前所留下的貢獻(xiàn)和榮譽(yù)。但是令人遺憾的是，他花費(fèi)了15年才算出的707位小數(shù)點(diǎn)后數(shù)字，卻其實(shí)在第528位開始就已經(jīng)算錯(cuò)了。

在后來計(jì)算機(jī)被發(fā)明以后，人類更是陷入了對圓周率的狂熱，圓周率小數(shù)點(diǎn)后的數(shù)字也在以瘋狂的速度不斷向后擴(kuò)展，比如在1949年，圓周率的小數(shù)點(diǎn)數(shù)字才到了第2037位，到1973年就已經(jīng)到了第100萬的位置，2002年就達(dá)到了1萬億，更別提現(xiàn)在，足足有62.8萬億左右。

其三則是科學(xué)家們試圖研究圓周率中更多的秘密，從而發(fā)現(xiàn)宇宙的奧秘。因?yàn)樵谟钪嬷校瑤缀蹼S處可以見到圓的元素，比如恒星、行星、衛(wèi)星等等，幾乎都是以圓的形態(tài)存在于世界。

雖然已經(jīng)有科學(xué)家表示了圓周率是一個(gè)無限不循環(huán)的小數(shù)，但是圓周率一日沒有終結(jié)，那么科學(xué)家們也就一日不會停止對它的質(zhì)疑和研究。

假如有一天終于有一位科學(xué)家將圓周率算到了盡頭，那么這也就表示著圓其實(shí)根本就不是“圓”，而是一個(gè)N變形，只是因?yàn)樗倪厡?shí)在是太多了，人類才一直沒有將其算透。

同時(shí)，人類現(xiàn)有的數(shù)學(xué)和物理體系框架也都會因此而崩潰，幾千年來我們關(guān)于圓的理論都是錯(cuò)誤的。

并且如果圓周率被算到最后一位了，這也表明了世界上不存在無限不循環(huán)的數(shù)字，同樣也不會有所謂的隨機(jī)性和巧合性，宇宙的萬事萬物都有規(guī)律，都是能夠被模擬計(jì)算出來的。

除此之外，科學(xué)家們還希望能發(fā)現(xiàn)越來越多的圓周率小數(shù)點(diǎn)后的數(shù)值，來證明一些數(shù)學(xué)猜想。

比如數(shù)學(xué)家弗格森就曾經(jīng)提出一種猜想，認(rèn)為當(dāng)圓周率達(dá)到了足夠的精確度后，我們就可以發(fā)現(xiàn)在圓周率中從0到9的數(shù)字出現(xiàn)的概率其實(shí)都是一致的，只是因?yàn)楝F(xiàn)階段圓周率的小數(shù)點(diǎn)后數(shù)字還不夠多，所以我們才沒有發(fā)現(xiàn)這些概率的相同性。

事實(shí)上，在圓周率的小數(shù)點(diǎn)后數(shù)字被不斷地增加以后，弗格森的這一猜想也幾乎得到了驗(yàn)證。

譬如我們以“1”來舉例，在圓周率小數(shù)點(diǎn)后1萬以內(nèi)的數(shù)值中，“1”出現(xiàn)的次數(shù)大概是1026次，在10萬以內(nèi)的數(shù)值里，“1”則出現(xiàn)了10137次，而在小數(shù)點(diǎn)后100萬的數(shù)字里，有99758個(gè)“1”，1000萬中更是出現(xiàn)了999333個(gè)“1”。

并且除了“1”，其他的數(shù)字出現(xiàn)概率也是非常相似，差距較小的。

更有趣的一件事是，理論上而言，圓周率是無限的不循環(huán)的小數(shù)，任意的數(shù)字組合都會在其中出現(xiàn)，例如在已經(jīng)得到的圓周率中，就出現(xiàn)了連續(xù)10個(gè)6的數(shù)字組成，以及9個(gè)7，8個(gè)8，7個(gè)3，還有“123456789”和“876543210”。

但是到目前為止，“0123456789”和“9876543210”的組合還未在已知的圓周率中發(fā)現(xiàn)，這或許是因?yàn)閳A周率的未發(fā)現(xiàn)數(shù)值還很長，人類對它的研究正在路上。

可能這也就是數(shù)學(xué)的魅力所在，它令無數(shù)的數(shù)學(xué)家為之沉醉，為其不斷付出自己的時(shí)間和精力，只為了再多窺見一點(diǎn)數(shù)字世界的真相。