周四是美国和世界各地的圆周率日。正如一些专家所说,这个节日是为了纪念数学和科学界许多人所喜爱的一个永恒的符号,同时也充分利用了幽默的文字游戏、甜点和“教育时刻”。

圆周率是一个特殊的数字——事实上,它是如此特殊,以至于大多数外行人可能都知道它,即使只是作为过去课堂讲座或几何教科书的遗物。π或希腊字母π的缩写形式是有点熟悉的序列3.14,它是数学方程中的一个标志性符号,近几十年来,它也出现在t恤、运动衫和咖啡杯等商品中。

它实际上是一个比率,表示圆的周长和直径之间的关系。如果画出一个圆的轮廓,把它展开,然后测量它的长度,就叫它的周长。直线穿过圆心并延伸到其边缘的长度称为直径。用任何圆的周长除以直径都会得到相同的结果:pi——这对所有圆都是成立的,不管圆的大小。

圆周率是一个常数或“通用”数,它是一个无论环境如何都不会改变的值。这意味着π总是等于3.14,或多或少。在这三个著名的数字之后是一个无穷无尽的“非理性”序列,没有固定的模式或重复的部分。尽管圆周率的数列是无限的,但圆周率爱好者们还是把尽可能多地背诵小数点后几位作为自己的爱好。吉尼斯世界纪录是7万。

数学和科学爱好者喜欢这个比例是有原因的:圆周率在许多最基本和最复杂的方程中起着关键作用。计算所有圆形和球形物体的面积和体积是必要的,它使人类能够测量微小物体的大小,比如分子,以类似的方式,它使人们能够估计大物体的大小,比如地球、月球、其他行星和太阳。圆周率帮助美国宇航局工程师建造宇宙飞船,就像它帮助科学家研究新发现的世界一样。它也从根本上与重力有关。

马里兰大学巴尔的摩分校的数学和统计学教授Manil Suri说,圆周率有助于人们更好地了解世界、宇宙以及它们是如何运作的。

“令人惊讶的是,在所有的圈子里都有这样一个常数。这才是真正让我恼火的。画任何圆,周长除以直径总是相同的数字。在某种程度上,这有点令人不寒而栗。”“我认为,它象征性地表明,宇宙遵循一定的规律,这些规律是数学的,对我作为一名数学家来说,这是关键。不管我们用米还是英尺来测量,不管我们是否存在,这个数字都是一样的。这是一件很神奇的事情。”

乔治华盛顿大学(George Washington University)的数学教授丹尼尔·乌尔曼(Daniel Ullman)说,在“成千上万个不同的数学问题”的答案中,圆周率经常出乎意料地出现,他也称圆周率是“令人惊叹的好奇心”。

“我更倾向于不要问这个问题,‘为什么π很重要?’”因为我可以试着解释为什么数字6很重要,但它只是另一个数字。圆周率只是数轴上一个特定点的名字,”乌尔曼说。

“真正的问题是,‘这个数字出现在数百万种不同的环境中,而这些环境之间似乎没有任何关系,这难道不令人惊讶吗?’”他说。“你问了一个合理的问题,答案是一个带圆周率的东西。同样的数字一遍又一遍地出现,这让它变得有趣。”

每年的3月14日是圆周率日,因为用数字书写的日期与π的前三位数字相对应。(圆周率日在2015年尤为重要,因为这个数字日期对应的是5位数的π: 3.1415。)这一天也是爱因斯坦的生日。

人类和文明已经知道圆周率几千年了,有证据表明,古巴比伦人和古埃及人使用了一种近似的测量方法。圆周率的第一个计算是由古代传奇数学家阿基米德在公元前几个世纪完成的。

但是这个节日直到1988年才出现。它是由物理学家拉里·肖(Larry Shaw)创立的,当时他在旧金山的科学博物馆探索馆(Exploratorium)工作。它始于位于加州蒙特利的探索博物馆的员工静修处,Shaw和他的同事们在那里纪念探索博物馆的创始人罗伯特·奥本海默(Robert Oppenheimer)去世三周年。在那次静修中,肖把3月14日和3月14日联系起来,同年在博物馆庆祝了第一个非正式的圆周率日,以纪念奥本海默。

几十年后,由于众议院于2009年3月12日通过了一项具有约束力的决议,将3月14日定为全国圆周率日,圆周率日在美国得到了全国性的认可。

正如圆周率日官方网站所建议的那样,吃派、烤派,或者用派观察圆周率的数学原理,都是一些值得享受的主题活动。披萨派和甜点派都是合适的变体。圆周率竞赛是传统的“派竞赛”的一种游戏,在圆周率日很常见,通常包括尽可能多地背诵π的数字。

但是庆祝圆周率日的方式没有对错之分。对于世界各地为圆周率的数学意义以及与之相关的荣誉双关语的广泛潜力而兴奋的人们来说,有很多方式来表达敬意。教育工作者和学生也一样,尽管数学和科学专家通常建议利用圆周率日的庆祝活动,让学习变得更有趣。例如,休斯顿儿童博物馆(Children’s Museum of Houston)将在节日到来之际举办第14届年度派大战,邀请孩子们在外面封锁的街道上互相扔剃须膏做成的派。

数学迷们承认,典型的圆周率日庆祝活动与数学常数没什么关系。不过,苏瑞仍然鼓励教育工作者充分利用这个有趣的节日,在圆周率日教学时,一定要带馅饼到课堂上。

“每当我在圆周率日有讲座时,我都会这么做,”他说。“我会向所有教授推荐这本书。吃个派。人们会喜欢的。他们会更专心地听你讲课。”