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.
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.
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.
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.
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.
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. 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 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.
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 коллайдере, который построен в виде кольца.