你算过π的平方吗?掏出计算器算一下看看,你会发现它约等于9.87。做过高中物理题的同学可能会意识到,这和地球表面的重力加速度g——9.81m/s^2——在数值上只差一点儿啊。
其实,不但是数值上差一点儿,而且是差一点儿就分毫不差了。
π是没有单位的,所以怎么着都是这个数。但是重力加速度是有单位的,所以如果当年对标准单位定义变了,那这个数也会变。而历史上第一个“米”的定义,就恰好能让π^2和g在数值上相等。
但这算不上是巧合,1668年提出这种方案的英国人约翰·威尔金斯是根据“秒摆”来定义的。所谓秒摆就是从一头到另一头正好花费1秒的单摆(也就是周期为2秒),他把秒摆的长度定义为1米。
那么,根据单摆的周期公式 T = 2π (L/g)^1/2,T=2秒,L=1米,就立刻能够得出g=π^2 m/s^2。听起来是很方便合理的定义公式嘛。
到了1791年,法国大革命期间,法国科学院要设立一种新的度量衡——也就是今天的米制。竞争的双方,就是秒摆定义和地球周长定义。不过最终科学院选择了周长定义——把1米定义为地球子午线长度的400万分之1。这是因为,当时已经发现重力加速度在地球各个表面是不同的,所以一个秒摆换了地方就不是秒摆了。
不幸的是,这也导致今天的学生面对每道单摆题,都要多花好几个一秒去算数……
为啥老式挂钟要做得这么长?就是因为它们是设定成秒摆的,需要大约1米长的钟摆
不过按照今天的米的定义,标准重力下的秒摆长度只有 0.994 米。
4.我有一个π,我有一个e,嗯~你说啥?π是无理数,e也是无理数,可是我们竟然不知道π e, π/e或者lnπ是否是无理数!只知道它们不是八次以下、所有系数都小于10^9的多项式方程的根。
事实上,很多关于π和e的看起来基本的信息,我们都不知道。当然这不是因为π和e本身有多神秘,只是因为和无理数打交道真的是很难。