如果圓周率被算盡,會產生三種影響

數學上將圓的周長和直徑的比值稱為π,約為3.1415926,這是很多人最早接觸到的一個無理數。從古代開始就有不少人沉迷於計算圓周率,4000年前的古巴比倫王國就已經記載了圓周率π=3.125,中國古代的劉徽和祖沖之利用割圓術將π計算到了3.1415926和3.1415927之間,到了現代的超級計算機已經將圓周率計算到了小數點後10萬億位,事實證明π依然是一個無理數(無限不循環小數)。

如果圓周率被算盡,會產生三種影響

可能有人有疑問:如何知道圓周率π是無法算盡的呢?一直計算下去有可能發現π是可以算盡的,只是人類目前還沒算到而已。如果某天數學家突然宣佈圓周率算盡了,又會出現什麼後果呢?

如果圓周率被算盡,會產生三種影響

早在1947年,伊萬·尼文就利用微積分和反證法證明π是無理數,圓周率已經經過嚴密的邏輯推理,如果未來被證實π能夠被算盡,是一個有理數。不僅數學體系需要重新建立,就連科學測量標準都需要全部推倒重來。

如果圓周率被算盡,會產生三種影響

如果圓周率能被算盡,那麼割圓術就證明了將圓形分割到一定程度,“圓”就完全等於“正多邊形”,這就意味著其實並不存在真正的“圓”,圓的光滑曲線實際上就是無數的小線段。這表明曲線也是不存在的,由於不存在曲線,幾何學中的圖形將變得混亂不堪。微積分中對曲線覆蓋面積進行計算的思想方法也是錯誤的,極限累加理論也將不存在,微積分將會被顛覆,數學大廈將土崩瓦解。

如果圓周率被算盡,會產生三種影響

如果圓周率被算盡,代表微積分是錯誤的,那麼現代人利用微積分知識製作的集成電路將不存在,我們用的電子儀器也不會出現,航天工程中運用微積分制作模擬軌道也不會出現,或者說出現的一切都是瞎蒙的。物理學中很多常數都與π有關,把無理數π修改成一個有理數,那麼組成物質的分子原子的電子軌道可能變得不穩定,物質難以凝聚形成,整個世界都會被牽連。

當然了,圓周率確定無疑是一個無理數,是不可能被算盡的。但為什麼還會有那麼多人去計算圓周率的位數呢?有什麼實際意義嗎?

如果圓周率被算盡,會產生三種影響

其實圓周率π已經成為了檢驗超級計算機能力的一把標尺,能夠輔助超級計算機的發展。由於圓周率計算過於複雜,用一般的電腦很難進行計算,所以運算能力和穩定性越好的計算機就可以算出π小數點後的更多位數。當年英特爾推出奔騰系列時發現了一個BUG,這個BUG正是通過運算圓周率才發現的,π能夠幫助人類完善科技技術。

如果圓周率被算盡,會產生三種影響

圓周率π最大的用處在密碼學,重要的文本信息通常會經過加密算法,然後加入參數形成密文。這個參數就是密鑰,在破譯密碼時最先需要找到的就是它,密鑰的形成通常有兩種方式,一般會從文學典籍或文字從選取一些段落或者是計算機隨機生成的隨機數,前者容易被破譯發現,而計算機軟件生成的隨機數其實都是偽隨機數,是有跡可循的,並非真正的隨機數。這時數學家會利用π的小數位和拼接素數產生真正的隨機數,對重要信息進行加密。

如果圓周率被算盡,會產生三種影響

假設某個國家突然發現圓周率並不是無理數,它可以從第1000億億位後開始循環,π就變成了一個循環的數字,這就相當於圓周率被算盡了。那麼戰場上截獲的情報就有可能被破譯,計算機系統也會出現重大漏洞。

由此可見,π被算盡將會出現一系列顛覆我們認知的事件,遠比想象的更復雜。而超級計算機運算圓周率,並非要將它算盡,只是利用圓周率檢測計算機自身性能而已。

假如未來有一天被算盡,那麼世界會變成什麼樣子?

1、淺層面的影響

毫無疑問的是現有的數學秩序將被重建,因為圓周率一旦能被算盡,就不存在標準的圓形(曲線),微積分自然的就要被否定,大部分數學規則全部失效。

這時候的數學將進入“量子時代”,每一個數學研究領域都有一個最小值,一旦數學家在自己的領域到觸碰到了這個最小值,也就意味著自己的研究已經到頭了,沒有繼續深挖的必要。

2、中層面的影響:π是怎麼算出來的,去問氫原子啊!

不同領域的根源都會在物理學裡面彙集,成為物理學家研究宇宙的工具,圓周率自然也會和量子力學扯上關係。

早在2015年的時候,羅切斯特大學的科學家們獲得了一個意外發現,在氫原子能級的能量計算中,發現了其計算公司就是數學家約翰沃利斯在《無窮算數》中闡述的一個數學公式的表現:圓周率其實等於無窮多個分數相乘的積,也就是說沒有數學工具,人類也能利用氫原子來計算出圓周率。這是首次在物理領域計算出圓周的公式,而《無窮算數》出版的時間是1965年,而更早的公式原理出現時間是三百年前,中世紀的歐洲純粹數學。π的變化必將影響到接下來一百年物理學大廈的支柱——量子力學。

如果圓周率被算盡,會產生三種影響


自從量子力學出現後,物理學四大神獸之一的“拉普拉斯妖”就被直接否定,因為電子的運動軌跡沒有規律可言,你不知道一個電子在下一秒會在哪個位置,所以未來不會被計算出來。“拉普拉斯妖”就認為知道每個物質的動量和位置就能計算出全宇宙的事件。不過圓周率一旦是有限的,那麼電子的能級跳躍理論上也能被計算出來,被關閉了近百年時間的“拉普拉斯妖”也就有可能重見天日。

3、最高層面的影響

在最高的層面微積分一旦被算盡,人類將進入新的紀元。

如果圓周率被算盡,會產生三種影響


第一種標誌著人類文明已經發展到了能夠洞悉宇宙一切的地步。人類此時對宇宙是瞭如指掌,因為微積分包含了一切事物的信息,最後一位數都被算出來了,那麼自然就是洞悉全宇宙。人類文明想要到達這個階段可能需要跨過數個文明階段,因為這樣的文明升級比飛出太陽系,飛出銀河系還要難,可能人類已經能接近光速,但是還是沒辦法算出最後一位圓周率。你認為圓周率會是打開宇宙奧秘的鑰匙嗎?


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