或许全世界最著名的数字就是圆周率,或者说是代表它的那个希腊字母“π”。
π的值约为
,常用值为3.14。它描述了圆的一个性质:若记圆的半径为r,则无论圆的大小如何,其周长恒为2πr,面积恒为πr
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。所以π在应用几何领域相当重要——实际上,古埃及的吉萨金字塔(Giza)的高度正是π与金字塔直径的比值。π还是解决一个一直存在的数学问题的关键:给定一个圆,能否仅借助基本工具(直尺和圆规)画出与之面积相等的正方形?
谁是第一个发现π的人并无记载,每一个发展出数学科学的早期文明——古巴比伦、古埃及(据记载)、古希腊、古印度、中国以及中美洲的玛雅等——都独立计算出了这一数值。应用各种几何方法,早期的数学家计算出的π值都位于3.12~3.16之间。中国发明家张衡(公元78年—公元139年)认为π的值就是10的平方根——3.162。
而生于张衡所处时代之后的天文学家、工程师与数学家祖冲之(公元429年—公元500年),则是世界上第一个精确计算出π的小数点后7位数值的人。他计算出,π位于3.141 592 6 ~ 3.141 592 7之间,欧洲数学家计算出的结果达到这一精度则要在1000年之后。
祖冲之的主要工作是编制新历法,他也是第一位在编制历法时考虑到分点岁差的中国人。这部历法准确度极高,他计算出1年的长度为365.242 814 81日,与现代的计算结果仅相差50秒。
祖冲之编制的历法在他离世后才被采用,但他的发明,例如指南车、明轮船等则使他获得了相当高的名望。他的另一份遗产则是数学著作《缀术》,但因为那时大多数学者都无法读懂它,所以它不得不被移出当时官方指定的教材。
π这一数字一直都是人们思考数学问题的不竭源泉。1882年,斐迪南·冯·林德曼(Ferdinand von Lindemann,1852—1939)证明了π是“超越数”,即无限不循环,亦无法预测位数的数。2011年,计算机程序花费191天计算出了π小数点后的10万亿位。毫无疑问,有朝一日计算机或许能计算出π小数点后的1兆位、1京位,但我们建造的广场也不会因此变得更“方”一些。