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特别策划

发布时间:2010-06-30
π,一个同“无穷”概念相联系的奇妙数 在我们的周围存在着各种各样的“圆”和“球”。汽车轮子是圆形,水滴是球形,这仅仅是一些常见的例子。 圆和球分别是二维世界和三维世界中对称性最高的“最美图形”,两者都同“无穷”概念有着密切的联系。例如,古代数学家就曾把圆看成“正∞(无穷)多边形”,以此来计算圆周率π。 π是一个非常奇妙的数。用小数表示,π=3.1415926……,是一个没有结尾的无穷小数。在2009年4月,有人用巨型计算机计算p值,得到了小数点后长达2万亿位的小数,并在这个小数中发现了许多“000000000000”之类的特殊数列。 本文就来介绍圆和球这两个最美图形以及与之相联系的奇妙数p,并说明它们是如何同“无穷”概念联系起来的。 圆和球无所不在   在我们的周围存在着大量的圆和球,有的是自然物,有的是人造物(见右侧图解)。圆和球在我们周围无所不在。 圆和球有一个显而易见的性质,那就是它们“很容易滚动”。人类很早就知道使用一种叫做“滚木”的圆柱形圆木来搬运重物。例如,在很重的大石块下面垫上若干根平行的滚木,就能够比较轻松地移动石块。在现代社会,圆更是随处可见,例如汽车的车轮就是一种典型应用。圆木和车轮都利用了圆的容易滚动的性质,圆滚动时所受到的摩擦力(滚动摩擦)要比作用在两个平面之间(例如石块和地面之间)的摩擦力(滑动摩擦)小得多。 我们日常使用的家电产品中差不多全都用到了一种“滚珠轴承”,这种轴承就是由许多球形钢珠(滚珠)组装起来的※(见下面图解)。球形滚珠极大地减小了转轴转动时的摩擦,不仅转动轻快,还减小了摩擦产生的热量。不止是电风扇这样的具有看得见的转动部件的产品,事实上,在除尘器和电冰箱等电器中也都用到了滚珠轴承。 由此可见,我们今天的舒适生活已经离不开圆和球。也许正是由于身边有太多的圆和球,司空见惯,我们平常反而很少会想到它们所具有的奇妙性质。下面,我们就来介绍关于圆和球的数学以及相关的科学知识。   …… (更多精彩图片及完整内容请阅览《科学世界》2010年02月号)

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