我一直觉得,数学中的各种常数是最令人敬畏的东西,它们似乎是宇宙诞生之初上帝就已经精心选择好了的。那一串无限不循环的数字往往会让人陷入一种无底洞般的沉思——为什么这串数字就不是别的,偏偏就是这个样呢。除了那些众所周知的基本常数之外,还有很多非主流的数学常数,它们的存在性和无理性同样给它们赋予了浓重的神秘色彩。今天,就让我们一起来看一看,数学当中到底有哪些神秘的无理常数。
√2 ≈ 1.4142135623730950488
古希腊的大哲学家 Pythagoras 很早就注意到了数学与大千世界的联系,对数学科学的发展有着功不可没的贡献。他还创立了在古希腊影响最深远的学派之一—— Pythagoras 学派。 Pythagoras 学派对数字的认识达到了审美的高度。他们相信,在这个世界中“万物皆数”,所有事物都可以用整数或者整数之比来描述。
第一个无理数 √2 的发现者就是一位 Pythagoras 学派的学者,他叫做 Hippasus 。据说,一日 Hippasus 向 Pythagoras 提出了这样的问题:边长为 1 的正方形,对角线长度能用整数之比来表示吗? Pythagoras 自己做了一些思考,证明了这个数确实无法用整数之比来表示。由于这一发现触犯了学派的信条,因此 Pythagoras 杀害了 Hippasus 。
利用勾股定理可知,这个数是方程 x^2 = 2 的唯一正数解,我们通常就记作 √2 。 √2 可能是最具代表性的无理数了,我们之前曾经介绍过很多 √2 的无理性的证明。无理数的出现推翻了古希腊数学体系中的一个最基本的假设,直接导致了第一次数学危机,整座数学大厦险些轰然倒塌。
无理数虽说无理,在生产生活中的用途却是相当广泛。例如,量一量你手边的书本杂志的长与宽,你会发现它们的比值就约为 1.414 。这是因为通常印刷用的纸张都满足这么一个性质:把两条宽边对折到一起,得到一个新的长方形,则新长方形的长宽之比和原来一样。因此,如果原来的长宽比为 x : 1 ,新的长宽比就是 1 : x/2 。解方程 x : 1 = 1 : x/2 就能得到 x = √2 。