Баннер мобильный (3) Пройти тест

Международный день числа Пи: история и интересные факты

Кто и зачем придумал число Пи и где его используют сегодня

Разбор

19 июня 2024

Поделиться

Скопировано
Международный день числа Пи: история и интересные факты

Содержание

    14 марта в научном мире отмечают день числа Пи. Это одна из самых известных математических констант, представляющая собой отношение длины окружности к ее диаметру. 

    Много лет назад люди выяснили, что длина любой окружности приблизительно в три раза больше ее собственного диаметра. При этом размер круга не меняет это соотношение.

    Инфографика о том, как работает число Пи
    Наглядное объяснение соотношения длины и окружности. Источник

    История числа Пи 

    До того как появилось общепринятое число Пи, равное 3,14, люди провели множество расчетов разными способами. В Древнем Вавилоне его приблизительно высчитали как 3,125, а в Древнем Египте — 3,1605.

    Ближе всего к истине приблизился древнегреческий математик Архимед в III веке до нашей эры. Он использовал метод исчисления площадей и объемов, чтобы приблизительно определить значение числа Пи. Для этого Архимед использовал вписанные в круг и описанные вокруг него правильные многоугольники. Таким образом получилось архимедово число — дробь 22/7 или 3,14286.

    Рассчет площади круга по Архимеду
    Метод расчета площади круга, разработанный Архимедом. Источник

    Следующие исследователи старались открыть как можно больше чисел в дроби после запятой. Для этого они добавляли грани в многоугольники. Нидерландский математик Людольф ван Цейлен потратил 20 лет на вычисление числа Пи, используя 262-сторонний многоугольник. 35 правильных цифр после запятой, которые он получил, увековечили на памятнике на его могиле.

    С течением времени разрабатывали различные методы для вычисления числа Пи. В том числе более точные способы, основанные на анализе рядов, формул и алгоритмов. Сегодня знаки числа Пи вычисляются с использованием компьютеров с высокой точностью. 

    В 2022 году команда Google рассчитала 100 триллионов знаков после запятой за 158 дней.

    Инфографика об истории числа Пи
    История вычислений Пи с древних времен до наших дней. Источник

    Применение числа Пи в разных отраслях

    Число Пи находит широкое применение в различных областях науки, техники и повседневной жизни. Вот некоторые из них:

    • Математика. Для расчетов окружностей, дуг, площадей кругов и сфер, объемов шаров и цилиндров, а также для формул в теории вероятностей и статистике. Последние очень пригождаются в Data Science. О том, какая математика нужна дата-сайентисту, рассказываем в статье.
    • Физика. Встречается в формулах, описывающих циркулярные и периодические движения, например в законах Ньютона и законах сохранения энергии и момента импульса.
    • Инженерия. Используется при проектировании и расчете конструкций, деталей машин, гидравлических систем, электрических цепей и других инженерных задач.
    • Компьютерные науки. Применяется при разработке алгоритмов и программ для вычислений, визуализации данных и моделирования процессов.
    • Астрономия. С его помощью вычисляют дистанции до небесных тел, размеры звезд и планет, движения спутников и их орбит, космических кораблей. Для расчета межпланетных траекторий инженеры НАСА округляют число Пи до 15 десятичных знаков.
    • Строительство. Используется при проектировании и строительстве объектов с круглой и дуговой формой: колонны, арки, тоннели, дороги.
    • Медицина. При анализе медицинских изображений, расчете объемов органов и определении характеристик биологических структур. Подробнее о том, как используются данные в медицине, читайте в тексте.
    • Квантовая механика. Число используют, так как многое завязано на формуле движения электронов по орбитам в атоме водорода по Бору. С помощью числа Пи исследователи могут высчитать скорость частиц в адронном коллайдере, который построен в виде кольца.

    Интересные факты о числе Пи

    Название числа

    До 1700-х годов это число называли «отношением длины окружности к диаметру» или использовали конкретные значения числа Пи для решения задач. Валлийский математик Уильям Джонс, друг Исаака Ньютона, начал использовать символ числа Пи в 1706 году. Греческая буква π — первая буква слов «периферия» и «периметр».

    Цифры в числе

    Число Пи буквально бесконечно длинное. Говорят, что в нем можно найти даты важных мировых событий, собственную дату рождения и номер телефона. Но поскольку точное значение числа Пи неизвестно, мы никогда не сможем найти точную площадь или длину окружности.

    Число 123456 не встречается нигде в первом миллионе цифр числа Пи. Число 5 чаще всего встречается в первом миллионе десятичных знаков числа Пи — оно повторяется 100 359 раз. На втором месте идут четверки — 100 230 раз, тройки — 100 229 раз, девятки — 100 106 раз, двойки — 100 026, восьмерки — 99 985 раз, нули — 99 959 раз, семерки — 99 800 раз, единицы — 99 758 раз. Реже всего встречаются шестерки — 99 548 раз.

    Рекорды по запоминанию цифр в числе

    Много лет люди соревнуются в запоминании чисел после запятой в числе Пи. В 1995 году японский геймдизайнер Хиройоки Готу смог запомнить 42 195 знаков. Акира Харагути побил рекорд в 2006 году, произнеся 100 000 десятичных знаков за 16 часов 30 минут. 

    Но официальный рекорд Гиннесса принадлежит Раджвиру Мине. В течение 9 часов 27 минут он произнес 70 000 цифр с повязкой на глазах. Рекорд зафиксирован 21 марта 2015 года.

    Чтобы школьникам было легче запомнить это число, существует стишок:

    Чтобы нам не ошибаться,
    Надо правильно прочесть:
    Три, четырнадцать, пятнадцать,
    Девяносто два и шесть.

    Ну и дальше надо знать,
    Если мы вас спросим —
    Это будет пять, три, пять,
    Восемь, девять, восемь.

    Влияние числа на искусство

    Американский композитор и пианист Кантон Бекер в 1992 году создал музыкальное произведение, называемое «Пи-симфония» или «Пи-соната». Это композиция, в которой мелодия соответствует цифрам числа Пи. Бекер использовал различные ноты и аккорды, чтобы представить последовательность цифр Пи в музыкальной форме.

    Также американский музыкант Дэвид Макдональд перевел в музыку 122 знака после запятой. 

    Музыка числа Пи в исполнении оркестра. Источник

    В романе «Контакт» американского астронома и писателя Карла Сагана ученые успешно определяют значение числа Пи, достаточное для раскрытия скрытых посланий от создателей человечества. Тогда люди получат доступ к более глубоким уровням универсального сознания. Также загадки числа пытается расшифровать герой одноименного фильма Даррена Аронофски — «Пи». Что сводит его с ума.

    В эпизоде сериала «Звездный путь» под названием «Волк в загоне» Спок не позволил злому компьютеру сеять хаос. Он попросил машину вычислить последнюю цифру числа Пи, и тот взорвался.

    Некоторые люди настолько полюбили число Пи, что изобрели на его основе диалект — язык пилиш. В нем количество букв в каждом слове равно соответствующей цифре числа Пи: в первом слове три буквы, во втором — одна буква, в третьем — четыре буквы и так далее. Инженер-программист Майкл Кит написал целую книгу под названием «Not a Wake» на этом языке.

    Обложка книги на языке, основанном на числе Пи
    Обложка книги на языке пилиш. Источник

    День числа Пи

    Международный день числа Пи придумал физик Ларри Шоу. С 1988 года его отмечают 14 марта, так как эта дата соответствует первым трем знакам числа в американском формате — 03/14. Интересно, что это число связано с двумя известными учеными: в 1879 году 14 марта родился Альберт Эйнштейн, а в 2018 году в этот день умер Стивен Хокинг.

    В этот день в научном музее «Эксплораториум» ежегодно проходит круговой парад, на котором каждый участник держит одну цифру числа Пи. Также в этот день принято есть круглые пироги: начало слова — «пи» — созвучно с самим числом в русском и английском языках.

    В преддверии дня Пи организации проводят забеги на 3,14 мили. Это связано с тем, что число Пи почти равно 5 км (ровно 3,10686 мили), стандартной дистанции для развлекательных пробежек. Среди городов, отмечающих этот праздник, — Грин-Бей, штат Висконсин; Темпе, Аризона; Ньюарк, Делавэр; Саут-Бенд, Индиана; Монро, Коннектикут.

    В некоторых странах фанаты математики выбирают 22 июля своим Днем Пи, так как используют другой формат даты — день/месяц. В этом стиле 22 июля записывается как 22/7, что соответствует значению числа Пи в дробной форме. 

    Коротко о том, что такое число Пи

    Число Пи — это математическая константа, которая обозначает отношение между длиной окружности и ее диаметром. Число Пи практически бесконечно. Оно используется в математике, физике, инженерии, а также вдохновляет людей на произведения искусства.

    Узнать о программах высшего образования в Skillfactory для дата-сайентистов и подготовиться к поступлению можно, подписавшись на наш Telegram-канал.

    Разбор

    Поделиться

    Скопировано
    0 комментариев
    Комментарии