數學是一門非常偉大的科學,相信很多朋友上學的時候經常會聽到這樣的一句話:學好數理化,走遍天下都不怕。事實也的確如此,世界萬物的本質,任何事物的奧秘都可以在數理化這三門學科中找到答案。
而在這三門學科中,數學排在首位,可見其老大的地位是多么的牢固。每一個科學家都知道數學的重要性,它是物種和化學的鼻祖,如果你想在物理學的探索道路上取得偉大的成就,那首先必須要有非常扎實深厚的數學成就。
如果你的數學不怎么樣,即使你能夠成為一個物理學家,你的成就也非常有限,最多也就是一個著名的物理學家,而無法成為像愛因斯坦這樣的偉大物理學家。人類科學史上,每一個偉大的物理學家都有非常深厚的數學功底。就拿愛因斯坦來說吧,他是近代人類科學史上最偉大的物理學家。
愛因斯坦早期的時候,知道自己的數學功底并不是特別好,在物理學探索道路上遇到了一個個阻礙。這個時候,愛因斯坦果斷重修數學,花費了十年的時間深造數學。正是愛因斯坦的這個決心,讓他在后期創造出了偉大的相對論,質能方程式等一個個科學成就。
由此可見,數學在科學道路上的重要性,而數學又是一個研究數字的主要陣營,在數學家的眼里,這個世界上,沒有什么是數字無法解決的,任何事物的本質都可以在數字的殿堂里找到答案。甚至是宇宙的終極奧秘,都有可能隱藏在某個數字當中。
而在數學的殿堂里有很多的數字,其中有一個數字相信大家都非常熟悉,那就是圓周率。相信只要是上過小學的朋友都知道圓周率,它是我們一生中接觸的第一個無理數,也就是無限不循環小學。小學老師告訴我們,圓周率是無法算盡的,小數點后面的數字是無窮無盡的。
有關圓周率π的研究,自古已開始。據史書資料記載,南北朝時期的杰出數學家祖沖之便癡迷于π,為探索π的奧秘,祖沖之奮筆疾書,廢寢忘食,一心撲在數理研究上。最終,功夫不負有心人,祖沖之成功算出了π后的七位數值,他的科研成果讓世界為之震撼,也為后世研究π奠定了堅實的理論基礎。
進入科技時代之后,有了強大的超級計算機幫助,圓周率如今已經算到了十萬億位。當然,這并不是它的極限,隨著計算機性能的不斷提升,圓周率的位數還會不斷增加。在現有科學理論體系下,圓周率就是一個無限不循環小數,它的位數是沒有盡頭的。
如果圓周率的位數沒有盡頭,那么我們日常生活中的各種數字組合是否都能夠在圓周率中找到呢?比如各種節日,人們的出生年月日,銀行卡號,手機號碼等信息。如果圓周率真的可以做到,那意味著它就是一個萬能密碼,可以破解世界上的一切數字信息?
對于這個問題,科學家認為要知道圓周率中是否包含生活中的一切數字組合,首先我們要證明π是否為正規數,若π為正規數,則代表其小數中包含著所有數字組合,那么出現在生活中的各種數字組合也能在其中找到。若π不為正規數,我們只能在其中找到部分數字組合而無法找到全部數字組合。
那么圓周率是否為正規數呢?早在2000年的時候,便有數學家在混沌理論的啟發下初步證明在二進制下圓周率為正規數。只不過證明方法非常繁瑣且復雜,還有待改造和完善,而且要完全證明圓周率為正規數,還需檢驗其在八進制、十進制等情況下的表現。
雖然數學家目前只證明了圓周率在二進制的情況下是正規數,但是我們仍然在圓周率中有了一些重大發現。比如在圓周率小數點后第82267377位,找到了19491001這個數字,它是我國我國舉行開國大典的日子。在小數點后95198109位找到了20031015,它是神舟五號升空日。在129003819位找到了20080808,它是北京舉辦奧運會開幕式的日子。
由此可見,圓周率中的確存在著我們日常生活中的很多數字,你的生日,銀行卡號等信息有可能真的可以在圓周率的位數中找到。看到這里,可能有人會感到害怕,如果是這樣,那我們還會有隱私存在嗎?我們生活中一切數字信息,難道都暴露在了圓周率中?
如果在未來,科學家最終證明了圓周率真的是正規數,那人類生活中的一切數字信息在圓周率面前都是沒有秘密的。當然,即使如此,我們也不用擔心自己的銀行卡號,密碼等信息暴露出去。要知道圓周率的位數庫那是一個非常龐大的數字,現在我們只算到了十萬億位,未來還會算到百萬億位,千萬億位以上。
如果有人想要從如此龐大的數據庫中,找到你的相關數字信息,那可不是件容易的事。即使有超級計算機的幫助,也不是那么容易的,正是由于圓周率的的這種強大屬性,所以它在密碼學的地位非常高。很多重要的數據加密都是用圓周率數據,這樣被破解的可能性就會非常低。
圓周率在普通人的眼里,它就是一個無限不循環小數,沒有什么研究價值。可是在科學家的眼里,圓周率卻是一個非常重要的數字,有人認為,圓周率可能并不是無法算盡,只是由于人類的科技實力有限,它有可能并不是人類現有的數學體系可以算盡的,需要更高級的數學理論。
也有人認為,圓周率有可能蘊含著宇宙的奧秘,只要我們能夠將它完全破解,或許就可以揭開宇宙的一部分的真相。讓人類文明實現一次質的飛躍,到底圓周率還有哪些奧秘?還需要科學家的不斷研究探索,相信終有一天,圓周率之謎會被我們破解。
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