title

MỪNG NGÀY CỦA SỐ PI - MỘT TRONG NHỮNG HẰNG SỐ ĐẸP NHẤT VŨ TRỤ

Ngày 14/3 là một ngày hết sức đặc biệt bởi vừa là ngày lễ kỷ niệm con số pi = 3,1415, vừa ngày sinh nhật của nhà vật lý vĩ đại Albert Einstein, đồng thời là ngày kỷ niệm 103 năm lần đầu tiên Einstein công bố bài báo cáo về thuyết tương đối rộng. Trước giờ chúng ta đã nói nhiều về Einstein và những đóng góp của ông, gần đây là sóng hấp dẫn, bây giờ xin dành bài viết này để nói về những sự thật thú vị của con số pi và vẻ đẹp của toán học.

Kỳ thực con số pi đã vượt qua khỏi những hằng số khác trong khoa học như hằng số hấp dẫn, số Avogadro,... để trở thành một trong những hằng số được nhiều người biết tới nhất. Ngay cả các em nhỏ cũng biết tới con số này và gần như đó là hằng số đầu tiên được học trong cuộc đời mỗi người.

* VÀI THÔNG TIN THÚ VỊ VỀ SỐ PI

Pi được biết tới cách đây khoảng 4000 năm nhưng tên gọi của nó được đặt bằng chữ cái Hy Lạp vào những năm 1700. Ta đã biết pi là con số vô tỉ vô hạn không tuần hoàn 3,1415926535897932384626433832795...

Nó được tính bằng tỷ số giữa chu vi của một đường tròn và đường kính của nó. Bởi pi là một số vô tỉ nên nó không thể biểu diễn dưới dạng tỉ số của 2 số nguyên, do đó trong tính toán người ta thường dùng 22/7 hoặc một số phân số khác để diễn đạt xấp xỉ bằng pi.

Từ những thuở ban đầu của ngành khoa học máy tính, các nhà nghiên cứu đã tìm cách tính toán số pi. Con số mà mình đề cập ở đoạn trên vẫn là giá trị xấp xỉ của Pi chứ thật ra, các con số ở phía sau dấu phẩy cứ kéo dài vô tận không tuần hoàn. Kỷ lục hiện tại về việc tính toán giá trị của số pi chỉ mới dừng lại ở 13,3 nghìn tỷ chữ số thập phân. Và để làm được chuyện đó, người ta sử dụng một máy tính 2 x Xeon E5-4650L 2.6 GHz, 192 GB RAM DDR3, 24 ổ cứng 4 TB, 30 ổ cứng 3 TB để phục vụ tính toán.

Ngày của Pi được bắt đầu từ cách đây 30 năm, khởi xướng bởi Viện bảo tàng khoa học San Francisco. Nhà vật lý Larry Shaw cùng với các nhân viên khác của bảo tàng này đã bắt đầu kỷ niệm ngày của Pi vào 14/3/1988. Sau đó, truyền thống này nhanh chóng lan rộng ra không chỉ những người đam mê toán học, các nhà khoa học khác mà cả những người bình thường có đam mê về sự kỳ diệu của khoa học.

* MỌI THỨ QUANH TA ĐỀU CÓ BÓNG DÁNG CỦA SỐ PI

Pi là một con số vô cùng quan trọng trong kiến trúc và xây dựng, đồng thời cũng được sử dụng thường xuyên bởi các nhà thiên văn học cổ đại. Tuy nhiên, những ứng dụng của nó thì chưa dừng lại ở đó bởi nó đã thâm nhập vào từng ngõ ngách trong cuộc sống hàng ngày của chúng ta chứ đừng nghĩ rằng chỉ có tính diện tích hình tròn mới xài số pi.

Pi là trọng tâm của việc xử lý tín hiệu kỹ thuật số, góp phần tạo nên thế giới không dây của chúng ta ngày nay. Những chữ số thập phân của Pi trong hệ nhị phân có thể đang xuất hiện trong chính chiếc smartphone hoặc máy tính mà bạn đang dùng để đọc bài viết này. Nó được dùng để giải mã đa kênh kỹ thuật số, xử lý các tín hiệu gigahertz khi bạn chat với bạn bè trên Facebook về chuyện con bồ thằng B đang cặp với thằng C,... Tất cả đều có bóng dáng của số pi.

Về mặt toán học thì chiếc smartphone của bạn là cỗ máy thực hiện chuyển đổi Fourier với tốc độ nhanh và nó cũng có liên quan tới số Pi. (Biến đổi Fourier được đặt theo tên của nhà toán học người Pháp Joseph Fourier, được ứng dụng vào rất nhiều lĩnh vực khoa học, vật lý, số học, xử lý tín hiệu, xác suất, thống kê, mật mã, âm học, quang học,....)

Pi tất nhiên còn xuất hiện trong phương trình trường Einstein - một hệ gồm 10 phương trình trong thuyết tương đối rộng, miêu tả hấp dẫn là sự cong của không thời gian do có vật chất và năng lượng. Do đó, khi bạn đọc cái gì có liên quan tới sóng hấp dẫn, tới thuyết tương đối của Einstein thì bạn đã nhiều lần gặp số pi mà thậm chí không hề biết.

Tham khảo CNN, Piday, Conversation, SA