圆周率已算到105万亿位！人类对圆周率如此执着，到底是为什么？

圆周率被定义为圆的周长和直径的比值，通常用“π”来表示，它是所有的圆所共有的一个数学常数，也就是说，无论一个圆的大小如何，其周长和直径的比值都保持不变，是一个固定的值。

想要知道圆周率到底是多少，最简单的方法就是，直接测量出一个圆的周长和直径，然后再做一个除法就可以了，但这样的方法却有一个问题，那就是无论什么样的测量，都是有误差的，而误差的存在，就会导致我们无法精确地计算出圆周率。所以我们需要在不进行测量的前提下，通过纯理论的推导来计算出圆周率的精确值。

实际上，从公元前三世纪的古希腊数学家阿基米德开始，人类就一直在执着地通过理论来计算圆周率。

阿基米德的方法可以简单地描述为：在一个圆的内部和外部分别画一个内接正六边形和一个外接正边形，这样就可以通过勾股定理计算出圆周率在3至4之间，在此基础上，只需要持续增加多边形的边数，就可以得到越来越接近完美的圆，进而计算出越来越精确的圆周率。

阿基米德使用了这种方法计算到边数为96的正多边形，他的计算结果是，圆周率在3.140845至3.142857之间。

在人类计算圆周率的历史中，我国的数学家留下了浓墨重彩的一笔，公元263年，我国数学家刘徽提出了著名的“割圆术”，这种方法可以简单地描述为，通过“割圆”的方式持续增加圆内接正多边形的边数，使其面积不断逼近圆的面积，进而计算出越来越精确的圆周率。

通过“割圆术”，刘徽计算出圆周率的值大约为3.1416，而在公元480年左右，我国数学家祖冲之则进一步将圆周率的计算推向了新的高度，他利用“割圆术”，一举将圆周率精确到小数点后7位，也就是我们所熟悉的“3.1415926至3.1415927之间”，而他的计算结果，则保持了近千年的世界纪录。

随着时间的流逝，人类的数学理论也在不断地深化和发展，数学家们不但证明了圆周率是一个无理数，还提出了多种通过理论计算圆周率的方法，例如“无穷级数”、“无穷乘积式”、“快速收敛算法”等等，进而使得人类可以更加精确地计算出圆周率。

在1948年的时候，数学家弗格森（D. F. Ferguson）刷新了当时的圆周率精度记录，他用了近一年的时间，将圆周率计算到了小数点后808位，而这也是已确认的人类通过手工计算圆周率值的最高纪录，这是因为在此之后参与计算圆周率的，就有电子计算机的身影了。

1950年，一台被人们称为“ENIAC”的电子计算机首次被用来对圆周率进行计算，作为世界上的第一台通用计算机，它只用了大约70个小时，就将圆周率算到了小数点后2037位。

电子计算机的加入，极大地提高了计处圆周率的速度和精度，圆周率的计算开始进入了一个全新的时代，随着电子计算机的发展和应用，圆周率的精度也在迅速提升，2024年3月14日，总部位于美国加州的计算机存储公司“Solidigm”发布声明称，圆周率已算到小数点后105万亿位！

据悉“Solidigm”的研究团队使用了开源和专有软件的组合，优化了算法过程，并充分利用了计算机硬件的能力，在去年的时候，他们就将圆周率算到小数点后100万亿位，追平了当时的世界纪录，而现在他们又将计算结果提高了5万亿位，创造了新的纪录。

不得不说，圆周率被算到如此高的精度，确实是令人惊叹，但问题是，人类对圆周率如此执着，到底是为什么呢？我们接着看。

需要知道的是，尽管圆周率被广泛用于各种科学研究和技术应用场景，但人类对圆周率的精度要求其实并没有想象中的那样高，在绝大多数场景中，祖冲之计算出的精度就完全够用了，即使是在登陆火星这样的对精度要求很高的场景中，人类也只是用到了小数点后16位，而只需要小数点后40位，人类就可以在误差小于一个质子的直径的前提下，描述直径高达920亿光年的可观测宇宙。

实际上，人类之所以对圆周率如此执着，最主要的原因就是：通过对圆周率的计算，可以测试和检验超级计算机的性能。

时至今日，超级计算机已经成为人类的好帮手，人类想要对超级计算机的综合性能进行系统地测试，就需要让它们持续进行大量的计算，而计算圆周率就是一个不错的选择。

在软件层面，圆周率的计算挑战了超级计算机算法的效率和优化，数学家已经证明，圆周率不但是无理数，而且还是超越数（即不能作为有理系数多项式方程的根的数），因此计算它的精确值需要使用一些特定的算法，这些算法必须能够高效地执行大量的数学运算，同时保持极高的精确度。

通过不断优化算法，有可能显著提高计算效率和精确度，同时减少计算所需的时间，另一方面来讲，通过测试新的算法，还有可能建立新的思路或概念。

在硬件层面，圆周率的计算是对超级计算机的处理速度、存储容量和数据传输能力的综合考验，这涉及到计算核心的运算、内存的读写、存储的效率以及处理器之间的协调和数据交换能力等等，在计算过程中，系统的稳定性和可靠性就是硬件性能的重要指标，毕竟任何硬件故障都可能导致长时间计算的成果丧失。

总而言之，通过对圆周率的计算，可以全方位地揭示超级计算机在各个方面的潜力和限制，从而促进计算机科学的发展与进步，这其实就是人类执着地计算圆周率的主要原因。

除此之外，由于圆周率是一个备受人类关注的常数，因此更加精确的计算结果，除了能够直观地展示超级计算机的性能之外，还可以进一步深化人类对圆周率的理解，这可以算是一个次要的原因。