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π是一个无理数, 那么圆的周长也应该是无理数, 但圆的周长是固定的, 怎么解释

圆周率当然是无理数,所谓无理数指的是那些无限不循环的小数,也就是无法写成整数之比的数。人类认识到π是无理数的时间并不是特别久,应该要比认识到根号2还要晚,毕竟π不是那么容易能说清楚具体的构造方式的。既然π是无理数,那么也就是我们不管计算到它的小数点后多少万亿位,始终都是不准确的了?可是现实中,你规定好一个圆的半径和圆心,这个圆的所有特征就完全被确定下来了啊,周长,面积等等。

首先,我们要明确一个概念,某个具体半径的圆周长是一个固定值,但并不代表我们就可以把这个固定的值准确求出来。比如,任意的一元n次方程总是有n个解,不管这个解是实根还是复根,反正这些总是客观存在的,但是这不意味着你就可以把这些解求出来。历史上很多人痴迷于五次方程的根式解一样,认为一定存在,并且只要我们努力就一定能够的出来这样的根式解法,可惜,拉格朗日等等。尤其是在高斯得到了算术基本定理(一元n次方程总是有n个解)之后,这个想法更加让人痴狂。然而从来没有人成功,直到有个天才伽罗瓦站出来,用自己的理论证明了,没有这样的根式解法,这场数学战争才算是结束。

我们在求解积分的时候,很多形式的积分看起来很简单,可是你就是求不出原函数,那就只好一直用积分符号来表示了,虽然你看着难受。但是你却不能说原函数不存在,原函数一直都存在,只是我们用现有的数学方法表示不出来而已。微分方程是解释这个世界很多现象最精准的数学工具,甚至可以说没有之一。有些微分方程,如果你了解它的成立过程,你会觉得没有什么比它还要精简干练了。许许多多重要微分方程的求解过程,可能要耗尽一个数学家一生的精力,然而你求不出来就是求不出来,并不代表这个解不存在。就像千禧年七大难题之一的纳威斯托克斯方程一样,就是难以求解。

所以,这两个问题之间并不矛盾。这里的π只是一个代号,你用a,b,c同样可以,只不过为了推演方便,等到我们真正需要数值计算的时候,随时将π任意精度的数值代入即可。与其说这是一个数学问题,不如说这是一个哲学问题。我们竭尽所能去得到的结果,可能永远都不是最后的事实,虽然这个事实一直存在且固定着。

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