行业资讯丨如果圆周率被算尽,世界会发生什么?科学家:潘多拉的盒子

2019-08-02 16:59:35 朱明劲 0

无论是古代的神学体系还是现代的科学体系,都不过是不同时期有局限性的人类对宇宙万物的一套解释,未来还会有更高级的宇宙大厦理论。


打开数学大门的钥匙有很多,被人最常用的就是生活中无处不在的圆周率——π。圆本身相对于其其它几何图形,有着自身独特的物理意义,万有引力离不开的数学工具就是圆形。想要确定一个圆形,就需要知道精确的圆周率取值。古代人类用粗浅的数学方法计算出只有十几位数的精确值,到现代有超算的加持,已经能计算到小数点后30万亿位。30万亿位的概念就是,以纯文本的方式存储这个数值,需要容量超过28T的硬盘,基本没有家用电脑能存下和读写这个数字。


圆周率已经被现代科学证实了,是一个无理数。也就是说圆周率是无限的,而且内部的数字并不循环。这个无限不循环看似是一个简单的数学问题,但是背后蕴含的哲学道理是课本上不涉及的。

可以这样认为,既然我们已经找到了无理数,花费宇宙138亿年用光速计算机,都不会把圆周率精确计算出来,那么宇宙不就是无穷的吗,毕竟圆周率就摆在这了,把所有的宇宙信息都转化为数字,任何一个数字组合背后代表的宇宙事物都能被存储在圆周率里。


所以圆周率除了运用在天体物理学理,还常被作为密码载体。孜孜不倦的计算圆周率还能测试超级计算机的性能。其它就很少需要几十万亿位的圆周率取值,因为没必要,全球也没有这么多的超算可以天天计算这样的体量的科研项目,就算是计算数亿光年外的天体运动,一千位的圆周率就够用了。

如果计算圆周率的课题已经不新鲜了,越来越多的人回首提出一个问题,圆周率要是被算到了尽头,世界会变成什么样?

有没有可能被算尽?

常规认识里圆周率是无理数,是有一个前提:在现有的数学体系内。支持圆周率有可能被算尽的人,宇宙中不是所有的地方都遵循人类现有的数学体系。很多新的研究已经发现很多事物会和现有的数学大厦产生冲突。

1、首先,黑洞内部没有数学,一切数学规则掉进黑洞里就没有意义。


2、圆周率的基础是圆形,球形存在于三维时空,圆形存在于二维时空,那么一维时空里的没有圆形,自然没有圆周率,四维及以上的时空的圆周率也没被证实。而根据超弦理论,未来人类将有机会进入一维时空内。

3、还有一种情况就是宇宙在生命后期坍塌了,回到原始的奇点,那么圆周率就有可能有尽头。其实这个时候也有可能就是所谓的一维空间。

4、还有一种说法就是当代的数学并不完美,如果出现更高级的文明,升级的数学体系里,圆周率有可能被算尽。

所以还是有很多人站在哲学角度认为圆周率是有尽头,未来的人类将会由能力计算出圆周率所有的数值。

假如未来有一天被算尽,那么世界会变成什么样子?

1、浅层面的影响

毫无疑问的是现有的数学秩序将被重建,因为圆周率一旦能被算尽,就不存在标准的圆形(曲线),微积分自然的就要被否定,大部分数学规则全部失效。

这时候的数学将进入“量子时代”,每一个数学研究领域都有一个最小值,一旦数学家在自己的领域到触碰到了这个最小值,也就意味着自己的研究已经到头了,没有继续深挖的必要。

2、中层面的影响:π是怎么算出来的,去问氢原子啊!


不同领域的根源都会在物理学里面汇集,成为物理学家研究宇宙的工具,圆周率自然也会和量子力学扯上关系。

早在2015年的时候,罗切斯特大学的科学家们获得了一个意外发现,在氢原子能级的的能量计算中,发现了其计算公司就是数学家约翰•沃利斯在《无穷算数》中阐述的一个数学公式的表现:圆周率其实等于无穷多个分数相乘的积,也就是说没有数学工具,人类也能利用氢原子来计算出圆周率。这是首次在物理领域计算出圆周的公式,而《无穷算数》出版的时间是1965年,而更早的公式原理出现时间是三百年前,中世纪的欧洲纯粹数学。π的变化必将影响到接下来一百年物理学大厦的支柱——量子力学。


自从量子力学出现后,物理学四大神兽之一的“拉普拉斯妖”就被直接否定,因为电子的运动轨迹没有规律可言,你不知道一个电子在下一秒会在哪个位置,所以未来不会被计算出来。“拉普拉斯妖”就认为知道每个物质的动量和位置就能计算出全宇宙的事件。不过圆周率一旦是有限的,那么电子的能级跳跃理论上也能被计算出来,被关闭了近百年时间的“拉普拉斯妖”也就有可能重见天日。

3、最高层面的影响

在最高的层面微积分一旦被算尽,人类将进入新的纪元。


第一种标志着人类文明已经发展到了能够洞悉宇宙一切的地步。人类此时对宇宙是了如指掌,因为微积分包含了一切事物的信息,最后一位数都被算出来了,那么自然就是洞悉全宇宙。人类文明想要到达这个阶段可能需要跨过数个文明阶段,因为这样的文明升级比飞出太阳系,飞出银河系还要难,可能人类已经能接近光速,但是还是没办法算出最后一位圆周率。

有科学家就认为圆周率也有可能是一个潘多拉的盒子,里面的资源太过于丰富,掌握里面所有的信息,除了能促进文明的发展,也可能会毁灭一个文明,你认为圆周率会是打开宇宙奥秘的钥匙吗?


image.png