超級計算機已經(jīng)將圓周率算到31.4萬億位,為什么還要繼續(xù)下去?

智能改變世界
密碼學(xué)通常是利用數(shù)字來進行加密的,可是通常的加密很容易被破解,即使加入一些特殊數(shù)字也無法阻擋一些密碼高手的破解。真正的強大密碼就是找到一種完全隨機的數(shù)字,可是通過計算機生成的隨機數(shù)字,看似隨機其實也不隨機。

人類是地球唯一的智慧文明,雖然在數(shù)百萬年前已經(jīng)誕生了,但是人類真正進入文明階段約在5000年前。當(dāng)人類走進文明時代之后,各種學(xué)科也開始不斷出現(xiàn),可能很多人認為,人類文明史上最早出現(xiàn)的學(xué)科應(yīng)該是語文,可事實上,人類最早的學(xué)科應(yīng)該是數(shù)學(xué)。

從原始文明時期,人類已經(jīng)開始用簡單的數(shù)字來記錄事物。從那個時候起,數(shù)學(xué)這門偉大的學(xué)科已經(jīng)有了早期的形式。隨著人類文明的快速發(fā)展,數(shù)學(xué)這門學(xué)科也越來越完善,直到人類走進科技時代,數(shù)學(xué)才成為人們?nèi)粘I钪斜夭豢缮俚囊婚T學(xué)問。

雖然古時候的數(shù)學(xué)體系跟現(xiàn)在沒有可比性,但是在2000年前,人類文明史上出現(xiàn)了一個偉大數(shù)字,這個數(shù)字困擾著無數(shù)的科學(xué)家,直到現(xiàn)在我們也沒有真正揭開它的奧秘。這個數(shù)字就是每個人都非常熟悉的圓周率。

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圓周率相信每個人都知道,因為從小學(xué)五年級開始,老師就會讓我們認識這個數(shù)字,并且告訴我們:圓周率是一個無限不循環(huán)小數(shù),它是沒有辦法被算盡的。圓周率的計算公式非常簡單,可就是如此簡單的一個數(shù)字,卻困擾了人類二千多年的時間。

自從2000年前,圓周率出現(xiàn)之后,從古至今不知有多少數(shù)學(xué)家花費一生的時間來計算它的位數(shù)。在計算機沒有出現(xiàn)之前,數(shù)學(xué)家計算圓周率只能通過人工方式,效率自然就非常慢了。直到計算機出現(xiàn)之后,圓周率的計算才放棄人工開始轉(zhuǎn)由計算機來進行。

計算機的數(shù)據(jù)計算能力自然是遠超人類大腦的,它一分鐘的計算數(shù)據(jù)能夠比擬許多數(shù)學(xué)家數(shù)年的計算。從此,圓周率的計算探索進入了新的階段,隨著計算機的快速更新升級,圓周率的位數(shù)也在不斷創(chuàng)新高。去年三月份,美國谷歌公司對外宣布他們已經(jīng)將π算到了小數(shù)點后31.4萬億位,這是目前世界上算得最精確的圓周率了。

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這個位數(shù)讓人們感到震撼,讓人們對圓周率這個神秘的數(shù)字更加敬畏。可能很多人對此有一個疑惑:超級計算機已經(jīng)將圓周率算到31.4萬億位,為什么還要繼續(xù)下去?這樣做有什么樣的意義呢?

圓周率由2000年前古代數(shù)學(xué)家發(fā)現(xiàn),可是這樣的一個數(shù)字,卻讓科學(xué)發(fā)達的現(xiàn)代也無能為力。可能在很多人眼里,它就是一個無限不循環(huán)小數(shù),即使科技再發(fā)達算下去也沒有什么意義。事實真是如此嗎?當(dāng)然不是,相信很多科學(xué)迷都明白一個道理:在科學(xué)的世界里,沒有無限這個說法。

放眼整個宇宙,雖然我們不知道宇宙到底有多大,但是科學(xué)家都明白,宇宙不可能是無限的,它必然存在一個極限,只是我們的科技還沒有這樣的實力去探索整個宇宙。所以,我們才會說:宇宙是無限的。既然宇宙都不可能是無限的存在,那么宇宙中的其它事物自然也不會有無限的存在。

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雖然科學(xué)博大精深,尤其是數(shù)學(xué)更是眾多學(xué)科的基礎(chǔ),但是數(shù)學(xué)當(dāng)中也不應(yīng)該存在無限的數(shù)字。從這一點上來看,圓周率也不大可能是一個無限的數(shù)字,可為什么我們現(xiàn)在都說它是一個無限不循環(huán)小數(shù)呢?原因就是以現(xiàn)在的數(shù)學(xué)體系,它沒有辦法被算盡,所以只能當(dāng)成是一個無限不循環(huán)數(shù)字。

由此可見,圓周率這個數(shù)字非常得不簡單,而且還非常神秘,有人認為,只要人類能夠完全揭開圓周率的奧秘,有可能會讓整個人類文明實現(xiàn)質(zhì)的飛躍。而在科學(xué)家不斷探索圓周率的過程中,也發(fā)現(xiàn)了它的很多現(xiàn)實應(yīng)用,圓周率能夠?qū)θ祟惉F(xiàn)在的科技發(fā)展起到不錯的輔助作用。

圓周率的第一個重要應(yīng)用就是在計算機領(lǐng)域,在計算機領(lǐng)域是一把標(biāo)尺,用于檢驗計算機性能。如果面前有兩臺計算機A和B,想要知道哪臺配置更優(yōu)越,可以用這兩臺計算機來運算π,利用相同的計算公式,誰的運算速度更快,算出π的位數(shù)更多,誰的性能就更好。

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而且圓周率還能夠檢測計算機的一些BUG,如果計算機的軟硬件設(shè)備出現(xiàn)故障,用圓周率也能夠檢測出。最經(jīng)典的案例就是1986年,利用圓周率運算檢測出了CR-AR2型號的電子計算機硬件的BUG;英特爾當(dāng)年在發(fā)布奔騰系列的處理器時,也利用運算圓周率找到了設(shè)計上的BUG。

圓周率的另一個重要應(yīng)用是在密碼學(xué),我們都知道信息的重要性,現(xiàn)在的人類文明是一個網(wǎng)絡(luò)的時代,是信息社會。而一些重要的信息想要不被盜取,就需要對其進行加密。于是密碼學(xué)這門重要的學(xué)科就出現(xiàn)了。

密碼學(xué)通常是利用數(shù)字來進行加密的,可是通常的加密很容易被破解,即使加入一些特殊數(shù)字也無法阻擋一些密碼高手的破解。真正的強大密碼就是找到一種完全隨機的數(shù)字,可是通過計算機生成的隨機數(shù)字,看似隨機其實也不隨機。

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只要精通電腦的高手和密碼高手,也能夠找到漏洞破解。這個時候,圓周率就該出場了,它本身就是無限不循環(huán)小數(shù),完全是自動形成的隨機數(shù)。利用圓周率生成的隨機密碼,安全性更高,更難破解。

當(dāng)然,圓周率還有其它的現(xiàn)實應(yīng)用。除了這些,有科學(xué)家還認為研究圓周率其實就是在研究宇宙,為什么會這么說呢?因為宇宙和圓周率存在一些相似的地方,比如隨機性和無限。目前的宇宙在人類的眼里,就是一個無限的存在,這一點跟圓周率相似。而且宇宙中不存在完全一樣的天體,圓周率自然也是如此。

當(dāng)然,對于科學(xué)家來說,算盡圓周率才是最期望的。在許多科學(xué)家的眼里,無限的數(shù)字是不存在的,雖然許多人認為圓周率是無限不循環(huán)小數(shù),超級計算機也沒有辦法將它算盡,但是科學(xué)的世界是浩瀚無限的。只要隨著科技的力量不斷強大,有關(guān)圓周率的計算方式可能也有可能會發(fā)生改變。

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可能現(xiàn)有的科學(xué)體系無法算盡圓周率,但是當(dāng)數(shù)學(xué)更進一步,有了更高一級的數(shù)學(xué)體系,或許就有希望揭開圓周率的奧秘。

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