3月14日是“國際數學日”,這一天對于數學愛好者來說無疑是個特殊的日子。因“3.14”是最接近圓周率的兩位小數,3月14日又名“π Day”。
3月14日是“國際數學日”,這一天對于數學愛好者來說無疑是個特殊的日子。因“3.14”是最接近圓周率的兩位小數,3月14日又名“π Day”。
有網友驚奇地發現,圓周率遠比想象得要神奇,每個人的生日竟然都能在圓周率中找到。這一發現得到了南京信息工程大學數學與統計學院副院長姚衛的證實。姚衛表示,計算機科學家曾通過窮舉法證實,圓周率中包含所有的8位數,這意味著我們的生日等一切日期都會在圓周率中出現。
經受住窮舉法檢驗的“π”,小數點后多達62.8萬億位。這是科學家在2021年,耗時108天零9小時計算出來的,還得到了吉尼斯世界紀錄認證。“科研人員通過窮舉法,把每一個生日的排列組合都在圓周率中檢查過了。這才有了現在的結論。”姚衛說。
數學里隱藏的奧秘,可遠不止圓周率這一項。姚衛舉了個例子,這也是概率論里的一個經典案例:假設一個班級里有50個人,一定有兩個人生日相同的概率高達97%。簡言之,一個大于等于50人的班級,基本都能找到至少兩個同月同日生的娃。數學家們得出這一結論,用的是反推法。先計算班里所有人生日都不重復的概率,然后再拿1來減掉這一部分。好像還是很深奧,但計算過程寫出來,這稿子也許就讀不下去了……
還有這樣一個數學案例:在任何6個人之間,或者有三個人互相認識,或者有三個人互不認識。這個結論的得出,用到了數學中“圖論”的相關知識。姚衛介紹,這道題曾經出現在國際奧林匹克數學競賽中,1958年美國著名的數學雜志《美國數學月刊》也刊登了這道問題,廣泛征求解答。
或許你要問,研究這些數學問題有啥用?數學遠不止是停留在紙面的解題,在生活中,數學無處不在。姚衛用 “莫比烏斯環”舉了個例子。一個扭轉180度后再兩頭粘接起來的紙條,具有魔術般的性質。與普通紙帶具有兩個面(雙側曲面)不同,這樣的紙帶只有一個面(單側曲面),一只小蟲可以爬遍整個曲面而不必跨越它的邊緣。這是在1858年,由兩名德國數學家莫比烏斯和約翰·李斯汀分別發現的。
這個扭轉到擰巴的“莫比烏斯環”,是工業機械上的“好幫手”。“平時我們見到的傳送帶,長期接觸轉軸的一面會出現快速磨損,因此每隔一段時間,都需要工作人員將它翻個面。但如果有使用上了莫比烏斯環結構的傳送帶,磨損等問題就會減小很多,人力、物力都可以得到節省。”
“世界數學日這一天,國內多所高校都會展開‘數學文化月’活動。”姚衛表示,希望通過有趣的數學案例,讓更多人了解數學,愛上數學簡潔大方的美。
揚子晚報/紫牛新聞記者 楊甜子
校對 王菲
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