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时间:2023-10-05 20:29:33 来源: 浏览:

今天记得吃一个派!从此不再为数学考试秃头

每年的3月14日是“国际派日”,也被称为“国际数学日”或者“圆周率日”。因为圆周率的八位近似值为3.1415926,所以通常对于这一天的庆祝,会放在13时59分,甚至有时还会精确到26秒。

圆周率日的由来

最早的大规模π日纪念活动是在1988年,由物理学家Larry Shaw组织在旧金山科学博物馆开展,博物馆的工作人员和民众一起,围绕博物馆纪念碑进行3又1/7圈(22/7,π的近似值之一)的圆周运动,然后大家以吃水果馅饼的方式来庆祝圆周率日(英文中“馅饼”的pie和代表圆周率π的pi同音,同时派又刚好是圆形)。

直到今天,旧金山科学博物馆仍保留着每年3月14日举行π日纪念活动的习惯。

今年旧金山科学探索博物馆的π日活动号召令 图片来源:exploratorium

2009年,在麻省理工学院(MIT)的倡议下,美国众议院将通过了一项无约束力的决议(Non-binding resolution),将每年的3月14号设定为“圆周率日”(National Pi Day)。而MIT也通常会选择在这一天向学生发出录取通知书。

还有一个有趣的插曲——由于在数学中,半径参与的数学公式似乎比直径多,于是在2001年美国数学家Bob Palais在《数学情报》(The Mathematical Intelligencer)上发表了一篇题为《π 是错误的!》(π Is Wrong!)的论文,认为真正的圆周率日是τ(读音:/tau/,τ=2π≈6.28),因此也有部分的数学家会在每年的6月28日庆祝τ日。

那么从2012年起,MIT更是会在每年3月14日下午的6时28分(Pi Day,Tau Time),在自己的网站上公布录取信息,以此表明公平对待π和τ。

π值的发展

π作为第十六个希腊字母,本来它是和圆周率没有关系的。

1706年,英国数学家William Jones第一次使用希腊字母π来表示圆周率开始,π就与圆周率产生了奇妙的联系。

而数学家Leonhard Euler从1736年开始,在书信和论文中都选择使用π来代表圆周率,直到今天形成了我们心中π即代表圆周率的定式。

圆周率的值的计算,则是从古希腊数学家阿基米德开始的,他求出圆周率的下界和上界分别为223/71 和22/7,并取它们的平均值3.141851。

图片来源:mathscholar

公元480年左右,我国南北朝时期的著名数学家祖冲之,在魏晋数学家刘徽“割圆术”的基础上,进一步得出圆周率精确到小数点后7位的结果,给出了不足近似值3.1415926与过剩近似值3.1415927 为圆周率的近似值,这个结论保持了约一千年。

德国数学家Ludolph Van Ceulen几乎投入了一生的精力在计算圆周率上,1596年,他将π值算到了20位小数值,后于1610年算到35位小数值,并且将这串数字刻在了自己墓碑上,直到今天德国人还将圆周率称为鲁道夫数。

到了现代,计算机的发展使π值的计算有了突飞猛进的发展。目前π值的世界纪录,是由日本人houkouonchi在2014年,采用商用计算机得出的13,300,000,000,000位小数。

普利斯顿的π日庆典

除去之前提到的在3月14日这一天吃派(馅饼)来庆祝之外,圆周率日的庆祝方式还包括:背诵π值,挑战π值的计算纪录,或是观看电影《死亡密码π》(讲述了关于一个偏执数学家的惊悚故事)、《少年派的奇幻漂流》(一个名为pi的少年的冒险故事)等等。

巧合的是,3月14日还是爱因斯坦的生日。爱因斯坦曾经在普林斯顿生活了超过20年之久,因此普林斯顿的人们在这一天在派日狂欢。在普林斯顿大学的官网上,会公布每年对圆周率日活动安排的详细时间表——

上午9点,吃苹果派大赛;

上午10点,爱因斯坦的惊喜生日派对、爱因斯坦全天自主徒步环行普林斯顿(每张地图3.14美金);

中午12点,cosplay爱因斯坦大赛;

下午1点,π值背诵大赛一:从第一个人开始一直接力到10000位;

下午1点30,π值背诵大赛一:单人对抗赛;

下午1点59,披萨π制作大赛;

下午2点,到图书馆去阅读爱因斯坦的书籍;

下午2点30,普利斯顿最佳苹果派之争;

下午3点14,派投掷比赛。

图片来源:princetontourcompany

而在这些竞赛中获得胜利的人,可以获得各种各样的奖励:比如爱因斯坦cosplay的大奖是314.15美金;披萨制作赛的大奖获得者,则可以得到一年的免费披萨;最有趣的是最专业的苹果派制作者,能获得的是一年的吹牛权。

π的流行文化

或许是由于π在数学公式中随处可见,并且定义较为简单,这使得它成为了流行文化中出现频率最高的数学常数。

比如谷歌在2011年一次收购中,选择了一系列著名常数作为报价,其中就包括π;名为piday.org的网站,作为圆周率日官方网站,不仅收集了关于π的各种趣闻,还有开设有π为主题的商店;日本高人气虚拟电子歌姬初音未来也发行有一首名为《圆周率之歌》的、以圆周率小数点后10239位为歌词的单曲,并成为了“初音未来三神曲”之一。

据说,只要在3月14日15点9分26秒到3月14日15点9分27秒之间,吃下一个完整的派,从此以后就可以不用再为数学成绩而秃头,恐惧数学的朋友们要不要考虑尝试一下?

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