Пи — число всевластия

14 марта мир отмечает День числа Пи. Сегодняшняя дата, если записать её цифрами, похожа на число Пи — 3,14. Пи по праву заслуживает звание самого удивительного числа. Именно открытие Пи сделало мир таким, каким мы его видим сейчас. Если бы Пи так и осталось тайной, не было бы ни компьютеров, ни космических полётов, ни мобильной связи, ни церквей, многоэтажных домов, мостов и высокотехнологичной медицины.

Как появилось Пи

Название «Пи» волшебному числу дали только в 1706 году по инициативе британского математика Уильяма Джонса. Пи — это первая буква греческого слова περιφέρεια, что означает «окружность». Но само число появилось почти пять тысяч лет назад.

Первые упоминания о числе, известном нам как Пи, относятся к третьему тысячелетию до нашей эры. В Древнем Вавилоне умели вычислять площадь круга и длину окружности, производя вычисления, в основе которых была цифра 3 — это было первое, довольно грубое приближение к Пи. В 1900-х годах до нашей эры в Вавилоне и Египте Пи высчитали чуть точнее — 3,12 и 3,16 соответственно. Древнегреческий учёный Архимед, живший в III веке до нашей эры, с помощью геометрии вычислил Пи как 3,1428. Для тех времён невероятная точность.

Уже в V веке нашей эры точность Пи достигла седьмого знака после запятой — 3,1415926. В XV веке точность выросла до 16 цифр после запятой. И лишь с появлением компьютеров тайна числа Пи приоткрылась. С середины XX века точность расчета Пи выросла с двух тысяч до 200 триллионов цифр после запятой! Такой расчёт — чистое любопытство, потому что даже для высокоточных космических вычислений более чем достаточно всего 15 цифр после запятой.

Пи в быту

Прелесть числа Пи заключается в том, что оно всегда присутствует вокруг нас. Даже не зная математику, человек может интуитивно вычислить Пи для себя. Например, на Руси плетельщики, — мастера по плетению корзин, — знали, что лозу надо нарезать втрое длиннее диаметра будущей корзины.

Издавна без Пи не обойтись в архитектуре и строительстве. Если нужно построить прочный арочный мост, тоннель, арку, купол, то для верных расчетов необходимо Пи.

В медицине при помощи Пи врачи вычисляют размеры внутренних органов по рентгеновским и ультразвуковым снимкам.

Компьютерная графика, которую вы видите на экране своего ноутбука или смартфона, в немалой степени полагается на число Пи. Визуализация данных или красивые эффекты в играх — тоже вотчина Пи.

Практически вся радиосвязь проектировалась при помощи Пи. Без этого числа не было бы ни Wi-Fi, ни сотовых сетей, ни спутниковой навигации.

Пи в космосе

Число Пи помогает высчитать размеры и расстояния до далёких космических объектов с феноменальной точностью. Даже окружность Земли можно вычислить с точностью до миллиметра! Думаем, вы уже догадались, какое число используется для расчета траекторий движения спутников и обитаемых аппаратов на земной орбите?

Удивительно, что число Пи, рассчитанное ещё древними вавилонянами, сейчас используется для коррекции движения марсоходов. Летящие за пределы Земли космические аппараты несут на борту только самые нужные сенсоры и камеры. Поэтому на марсоходах, например, нет одометра для подсчёта пройденного расстояния. Используя число Пи и диаметр колёс марсохода, операторы на Земле рассчитывают, сколько оборотов должно совершить каждое колесо, чтобы аппарат продвинулся на нужное расстояние в нужном направлении. Если марсоход немного забуксует в рыхлом грунте, операторы по камерам изучат следы от колёс и, опять же, с помощью Пи, рассчитают, какое расстояние аппарат прошёл на самом деле.

Ну и наконец, самое удивительное применение числу Пи. Благодаря ему астрономы научились находить пригодные для жизни экзопланеты, рассчитывая вероятность нахождения объекта в потенциально обитаемой зоне вокруг звезды. Возможно, в далёком будущем нога человека ступит на экзопланету, которая станет новым домом для землян. И этот шаг станет венцом длинного пути, начатого в Древнем Вавилоне пять тысяч лет назад.