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纪念时间 | 国际圆周率日,你的π已经放入烤箱了吗?

大头妹 发布日期 2个月前

 

3.14159……你能背几位?

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π 日

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今天是 3 月 14 日,是国际教科文组织颁布的“国际数学日”,由圆周率最常用的近似值3.14而来。所以今天也是庆祝圆周率“π“的特别日子——“国际圆周率日(Pi day)”,通常是在下午 1 时 59 分庆祝,以象征圆周率的六位近似值 3.14159,有时甚至精确到 26 秒,以象征圆周率的八位近似值 3.1415926。

 

图源:Liz Hafalia / The Chronicle
 
圆周率(π 或 Pi)是一个圆的周长与直径的比值。它作为无理数,它不能被表示为两个整数的分数,而是一个无穷无尽、永不重复的数。

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“π” 队

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纪念国际圆周率日的派对可以追溯至 1988 年 3 月 14 日,旧金山科学博物馆的物理学家 Larry Shaw,他组织博物馆的员工和参与者围绕博物馆纪念碑做 3 又 1/7 圈(22/7,π 的近似值之一)的圆周运动,并一起吃水果派。之后,旧金山科学博物馆继承了这个传统,在每年的这一天都举办庆祝活动。

 

图源:The Exploratorium

2009 年,美国众议院正式通过一项无约束力决议,将每年的 3 月 14 日设定为“圆周率日”。决议认为:“鉴于数学和自然科学是教育当中有趣而不可或缺的一部分,而学习有关 π 的知识是教孩子几何、吸引他们学习自然科学和数学的迷人方式……π 约等于 3.14,因此 3 月 14 日是纪念圆周率日最合适的日子。”

图源:Michael Macor / The Chronicle 2015

2015 年 3 月 14 日,是百年一遇的终极圆周率日,因为会出现 3 月/ 14 日/ 15 年/ 9 点/ 26 分/ 53 秒的“神奇”时刻。

2019 年 11 月 26 日,联合国教科文组织在第四十届大会批准宣布 3 月 14 日为“国际数学日”。

 

2020 年 3 月 14 日,是人类第一个“国际数学日”。

 

然而,有些人拒绝在 3 月 14 日庆祝圆周率日,而是选择 7 月 22 日作为所谓的圆周率近似日,22/7 是圆周率的常见近似值。

这一天有不同的庆祝方式:一些圆周率会的人们会聚在一起思考圆周率在他们生活中的角色,和没有了圆周率的世界会是怎样;圆周率日庆祝者也会赋予圆周率不同含义:吃圆周率——馅饼(pie),玩圆周率——彩罐游戏(piñata),喝圆周率——鸡尾酒(piña colada,椰子菠萝汁),还有背诵圆周率!

图源:中新网

 

据吉尼斯世界纪录记载,圆周率最多的记录属于印度韦洛尔的拉杰维尔·米纳,他在 2015 年 3 月 21 日花费了 9 小时 27 分钟内背诵了 7 万个圆周率的小数位。而此前的记录保持者,根据吉尼斯世界纪录,是中国的赵璐曾在 2005 年背诵到第 67,890 位。

 

据英国《卫报》报道,还有一位非官方记录保持者,日本的原口证(Akira Haraguchi),他在 2005 年录制了自己背诵圆周率小数点后 10 万位的视频,最近更是突破了 11.7 万位。

 

全球的数字爱好者们为了记住 π 的数位,会使用一些辅助记忆技巧手段,最让我们熟悉的就是中国的“π 学” 记忆诗:“ 山巅一寺一壶酒(3.14159),尔乐苦煞吾(26535),把酒吃(897),酒杀尔(932),杀不死(384),乐尔乐(626)。”

 

还有国外发烧友用 π 语写的诗(每个单词中的字母数对应一个 π 的数位),节选:How I want a drink, alcoholic of course, after the heavy lectures involving quantum mechanics. Now I fall, a tired suburbian in liquid under the trees, Drifting alongside forests simmering red in the twilight over Europe. (诗译:一堆量子力学讲座后,我想喝点什么,比如来点酒,我跌倒在树下,一个疲惫酒醉的乡下人,漂流在红树林旁,欧洲的暮色中。)(“How”单词有三个字符, “I”有一个, “want”有四个,依此类推。)

 

图源:Gchstomahawk

当然,人们在庆祝派对中最热衷的就是吃啦!就像我们中秋吃月饼,春节吃饺子,国际数学日也有自己的特色食物,那就是和圆周率同音的“派”。在这一天,很多全世界的数学爱好者都会烘烤各种口味的馅饼(Pie)以此来庆祝数学中最具代表性的无理数:π。毕竟 3.14 日是一年之中纪念这个重要数学常数的最佳时刻。

加拿大作曲家 Michael Blake 还将圆周率的数字逐一“翻译”成音符,创作出这首“数学歌曲”——《圆周率之歌》,谨以此纪念永恒的π。

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π  的发现

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最早有记载的对圆周率估值在古埃及和巴比伦,在 4,000 年前,古巴比伦人就知道了 π 的存在。科学家发现一块公元前 1900 年到公元前 1680 年间的巴比伦泥板上显示出圆周率为 ,而公元前 1650 年,埃及的著名数学文献之一的莱因德数学纸草书上记录其值为 。

 

图源:3.14159.icu

在《圣经》中对于 π 的近似值也这样描述过:“他又铸一个铜海,样式是圆的,高五肘,径十肘,围三十肘。”其中肘就是用来估计 π 值的一个古老的长度单位,一肘相当于从手肘到中指尖的长度(估计大约 46 厘米)。

 

希腊数学家阿基米德(Archimedes)(公元前 28—212 年)用圆内接多边形和相似圆外切多边形,当边数足够大时,两多边形的周长便一个由上,一个由下的趋近于圆周长。他先用六边形,以后逐次加倍边数,到了九十六边形,阿基米德计算出其面积,并且指出圆周率的值在 223/71<π<22/7。

图源:上图讲座

我国数学家祖冲之(公元 429~500)利用某种近似的方法计算出了 π 的近似值是 。直到 16 世纪,阿拉伯数学家阿尔·卡西(Ghiyās-ud-dīn Jamshīd Kāshānī)才打破了这一纪录。

 

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π  符号的诞生

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在把符号 π 专指圆周率之前,数学家们不得不说一长串数值来代表它。据考古学家对古书的研究,在一本老书中发现了一个拉丁短语“uantitas in uam cum multiflicetur diameter, proveniet circumferencia”,意指“乘以直径可以等于周长的定量”,也就是圆周率 π 了。

 

而 π 第一次被提到是在一个鲜为人知的数学家威廉·琼斯(William Jones)的书中,他在 1706 年的《帕尔马里奥·马塞索斯概要》(Synopsis Palmariorum Matheseos)一书中使用了希腊字母 π 代指圆周率。琼斯选用了 π 的原因可能是因为它是希腊文中“周边”一词“περιφρεια”的第一个字。

 

图源:wikipedia

巴塞尔问题是一个著名的数论问题,就是计算所有平方数的倒数和的准确值是什么,这个问题难倒了之前的数学家。1735年,伟大的瑞士数学家莱昂哈德·欧拉(Leonhard Euler)解决了,找到它与 π 的关系。

在 1736 年,欧拉在他的新书《力学》里用到的 π 这个符号,并且由于他频繁会与欧洲各国数学家通信往来讨论数学问题,其他数学家就纷纷接受这种用法,于是将 π 指代为圆周率传播开来,推广到整个世界。

 

π,作为理解世界的运作和探索未来不可或缺的重要工具,计算更精确的 π 值的追求也永远在路上。

 

END
*本文仅代表作者观点,不代表本平台立场。
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作者:大头妹
编辑:头条君
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