圆周率包含了宇宙间所有的数字组合吗?计算它有什么用?
任何一个圆形周长和半径的比值被称为圆周率π,π是个无限不循环的无理数,约等于3.14。照理说,既然是无限不循环的数,只要一直算下去就能包含宇宙间所有数字信息的组合,包括所有人的身份证号码,所有人的手机号码,甚至将文学著作用数字编码后,圆周率也能将其囊括,真的是这样吗?
这取决于圆周率是否是一个正规数,所谓的正规数就是每个数字出现的概率均等,随机分布。无理数是无限不循环的数字,但它不一定是正规数,像数字1.01001000100001......,这样的相邻两个1之间0的个数逐渐增加,这个数字没有循环并且一直延伸,属于无理数,但它只有0和1这两个数字,没有其它数字出现且出现数字的概率不均等,这个数并不是正规数。
目前,π并未被证明是正规数,但数学家通过统计法,发现在圆周率的前16384位中,每个数字出现的概率都非常接近,符合正规数的统计行为,极有可能是正规数。
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现在用日期“20191011”在圆周率的小数点后10亿位中检索,发现在2800多万位首次出现这个数字。“20191011” 在圆周率小数位的第 28968861 位。
【圆周率包含了宇宙间所有的数字组合吗?计算它有什么用?】π = 3.……8094624743“20191011”3701842489……
截止2019年3月,谷歌工程师已将圆周率计算到了小数点后的31.4万亿位,只要一直计算圆周率,它很可能包含宇宙间所有信息。(计算机中所有信息都是用二进制中的0和1表示,任何信息都可以用数字编码)
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计算圆周率有什么用呢?
数学家不是为了揭开宇宙奥秘而去计算它的,备受关注是因为圆周率能检验超级计算机的性能,相当于跑分。性能越好的计算机它的数据处理能力就越强,中国的天河二号计算机峰值计算速度为每秒5.49亿亿次,正是在圆周率的帮助下才能检测性能优劣,并且奔腾系列的处理器就曾用计算圆周率发现了硬件上的漏洞。
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然而根号2和根号3同样是无理数,与圆周率的差别是圆周率可以衔接现实,暗含在信号频率中,关联线性与旋转之间的关系,而信号频率又和智能手机和卫星导航有关,关系到人们生活。并且人造卫星和火箭在绕天体运行时的圆弧轨迹也牵扯到圆周率,圆周率越精确误差越小。在物理学中空间曲率与重力的关系也包含圆周率,它与人们实际生活有许多关联。
圆周率最重要的用途在密码学中,计算机代码产生的随机数都是伪随机数,而通过统计认为圆周率小数位后无限不循环的数字中,每个数字出现的概率很可能是均衡的,这时就可以用拼接素数的方式产生真正的随机数,随机数也可从电压波动和空气中电磁波的噪声等方式获取。
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真正的随机数无法被猜测,产生后可用于生成密钥,密钥相当于一把钥匙,用于重要信息的加密,保护网络安全。
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