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早在两千多年前,世界各地的人类就已经发现圆的周长和直径之比是常数,这就是圆周率。粗略估算可知,圆周率并非是一个整数。随后的漫长时间里,人类不断尝试去计算圆周率,以期能够算尽圆周率小数位的最后一位,得到最为精确的圆周率。
但在没有计算机,纯靠人工手算的时代,想要提高圆周率的精度十分困难。在公元462年,我国数学家祖冲之准确算出了圆周率小数位的前七位。直到600年前,人类才把圆周率的小数位精度提升至17位。通过割圆法,人类把圆周率的小数位最多算到了第38位。
后来,数学家发现了一系列与圆周率有关的无穷级数,由此可以快速算出圆周率的小数位。通过格雷果里-莱布尼茨级数,数学家很快就算出了圆周率小数位的前71位。在此基础上,圆周率的小数位又被进一步算到了100位以上。
在1761年,数学家第一次严格证明了圆周率是无理数,它无法由分数表示,其小数位是无限而且不循环的,这彻底堵死了那些想要完全算出圆周率的人。
既然圆周率的小数位是无穷无尽的,那么,其小数位是否包含了一切的数字组合?我们能否在其中找到自己的银行卡密码、生日和手机号码呢?
举个例子,大数学家欧拉出生于1707年4月15日,第一次出现于圆周率小数位的第位,第二次出现于第位,或者第一次出现于第位。
对于只有6位数的银行卡密码,更容易在圆周率的小数位中找到。随便举个例子,(自然常数e为2.71828…)第一次出现于圆周率小数位的第33789位,第二次出现于第位,第三次出现于第位。
银行卡密码的排列组合共有10^6种,也就是100万种可能性。通过统计可知,这100万种数字组合都能在圆周率小数位的前1500万位中找到。
再举几个特殊的数字,(圆周率为3.…)第一次出现于第位,(根号2等于1.…)第一次出现于第52638位,真空中的光速(米/秒)第一次出现于第位,普朗克常数的小数位第一次出现于第位。
手机号共有11位,但并不是所有的排列组合都是正确的号码。排除掉不存在的号码,可以在圆周率小数位的前5000亿位中找到。如果要算上所有的11位数字组合,在更多的小数位中也能找到。要知道,人类现在已经计算出了圆周率小数位的前31.4万亿位。
那么,这是否意味着所有的数字组合都能在圆周率的小数位中找到呢?
对于这个问题,需要证明圆周率是否是一个正规数或者合取数。如果圆周率是一个正规数,那么,它的小数位中会包含任意一种数字组合,反之则没有。
目前,数学家已经可以证明,圆周率在二进制下具有正规性。其他进制还无法证明,但具有正规性的可能性较大。不过,只要知道二进制下的圆周率是正规数就足够了,因为任何的数字组合都可以转变为二进制,它们都可以在二进制下的圆周率小数位中找到。
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