若 π 被证明是有理数会对世界有何影响?
如果突然一天圆周率的值不是无理数,而是一个有理数,那说明你可能走错空间了。
问题 1:圆周率是什么?
就是圆的周长和直径的比值:
问题2:圆是什么?
圆就是平面上一条简单的闭曲线:这条线上的所有点到某给定的点(也就是圆心)的距离都是给定的长度(也就是半径)。
这里面涉及到两个定义——平面以及距离,简单起见,我们只考虑距离的问题:
问题3:距离的定义什么?
x-y平面上两个点
问题来了,实变分析里面关于距离的定义跟所处的距离空间(又称范数空间)有关,在p-范数空间(即
p=2就是我们所处的空间,半径为1的圆是
就是我们所熟知的圆:
p=1时,
画出来是这个形状,竟然是个正方形:
这个时候,圆周率是多少?直接目测就能算出来是:4,(别告诉我算出了2√2)。
稍微解释一下,图中两个顶点A、B的坐标分别是 (0, 1) 和 (1, 0) ,
看看,这时候圆周率不但是有理数,还是一个整数。
看看其他范数空间中的圆:
从里至外,p依次为0.1,0.6,1,1.5,2,3,10,50。p小于1 时已经不是严格的距离空间了,但不画出来感觉这个图都不完整哈哈。
更广泛的
特别巧,
em... 感觉这个可以给大一新生作为兴趣课题进行研究。
PS:
图片来自Minecraft官网
或者
PSS:圆的定义中,另外涉及到了平面的限定。在非欧几何中,圆的形状和性质会复杂一些,例如一个球面上的圆可以拥有两个圆心。