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经过数千年的努力,数学家们仍在计算圆周率或“π”。我们通常认为圆周率约为 3.14,但最成功的尝试为了更精确地计算它,我们计算出它的值小数点后超过 13 万亿位。自 18 世纪以来,我们就知道我们永远无法计算出圆周率的所有数字,因为它是一个无理数,一个永远持续下去而没有任何重复模式的数字。
1888 年,逻辑学家约翰·文恩(他也是文恩图的发明者)试图直观地表明pi 的随机性通过绘制一个图表来显示前 707他给数字0到7指定一个罗盘点,然后画线来表示每个数字所指示的路径。
约翰的 Pi Walk#维恩- 《机会的逻辑》,1888 年#圆周率日/通过@alexbellos pic.twitter.com/jh6nfmbd7j
— Finetuned (@Finunetuned Ltd)2015 年 3 月 16 日
维恩使用笔和纸完成了这项工作,但今天仍使用现代技术来创作更加细致和美丽的图案。
在 π(基数 4)上随机游走至 1000 亿位数字pic.twitter.com/TZfewZoF28
— (◔/‿◔) (@pw_pw_)2013 年 8 月 7 日
但是,尽管圆周率由无数不可预测的数字组成,它却不是我们所说的真正随机的数字。它实际上包含各种令人惊讶的模式。
正常而非随机
我们不能称圆周率是随机的,因为它所包含的数字是精确确定和固定的。例如,圆周率的小数点后第二位始终是 4。因此,你不能问另一个数字占据这个位置的概率是多少。它不是随机放置的。
但我们可以提出相关的问题:“圆周率是正常数吗?“如果十进制数中所有可能的数字序列出现的可能性都相同,即使从技术上讲这些数字并非随机,但它们看起来也是随机的,则称该十进制数为正常数。通过查看圆周率的数字并应用统计测试,您可以尝试确定它是否正常。从迄今为止进行的测试来看,圆周率是否正常仍然是一个悬而未决的问题。
例如在 2003 年,金田康正公布了在圆周率的前万亿位数字中出现不同数字的次数:
数字 — 出现次数
0—99,999,485,134
1—99,999,945,664
2—100,000,480,057
3—99,999,787,805
4—100,000,357,857
5—99,999,671,008
6—99,999,807,503
7—99,999,818,723
8—100,000,791,469
9—99,999,854,780
总计 — 1,000,000,000,000
他的研究结果表明这些数字似乎分布得相当均匀,但这不足以证明所有的 π 都是正常的。
每一个序列
我们需要记住一个令人惊讶的事实:如果 π 是正态的,那么任何你能说出的有限数字序列都可以在其中找到。例如,在 π 数字的位置 768 处有六个连续的 9。如果 π 是正态的,并且每个序列n数字出现的概率也同样大,为 0.08%。
这组 9 被称为“费曼点”,以诺贝尔奖得主理查德·费曼命名。他曾开玩笑说,如果他必须背诵圆周率数字,他会说出到这个点为止的数字,然后说“等等“。
我们还发现了其他有趣的数字序列。在位置 17,387,594,880 处,你发现了序列 0123456789,而令人惊讶的是,在更早的位置 60 处,你发现了以乱序排列的这十个数字。
圆周率猎人在圆周率中搜索出生日期和其他重要的个人数字,并提出这样的问题:“我在圆周率数字中的位置在哪里?”如果你想测试一下你自己的特殊数字在圆周率中的位置,,那么你可以使用名为圆周率的生日。
引用: Pi 看似随机,但其实隐藏着各种模式 (2016 年 3 月 14 日) 于 2024 年 6 月 3 日检索自 https://webbedxp.com/zh-CN/science/jamaal/news/2016-03-pi-random-full-hidden-patterns.html
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