Quadratur des Kreises
Ticker von: Carsten Heidemann
Seit Jahrtausenden fasziniert die Zahl
gleichermaßen
Mathematiker und Nichtmathematiker. In den frühesten Untersuchungen
wurde
auf viele Dezimalstellen genau berechnet in der Hoffnung,
etwas über ihre Natur zu erfahren. So würde eine schließlich
periodische Entwicklung bedeuten, daß
rational ist. Viel
später wurde auf ganz anderem und viel theoretischerem Weg die
Transzendenz von
bewiesen; das bedeutet, daß
noch
nicht einmal
Lösung einer algebraischen Gleichung mit ganzzahligen Koeffizienten
ist (wie z.B.
). Daraus ergibt sich sofort
die Unmöglichkeit, ein altes Problem der Griechen zu lösen: Man
kann einen gegebenen Kreis nicht allein mit Zirkel und Lineal in
ein flächengleiches Quadrat verwandeln (siehe [24]).
Neuzeit
Aber unabhängig von theoretischen Untersuchungen über die Natur
von
ist es noch heute faszinierend, möglichst schnelle
Verfahren zu ihrer Berechnung zu finden. Nachdem bis etwa 1980 nur
Methoden eingesetzt wurden, die schon Jahrhunderte alt sind und auf
einfachen mathematischen Überlegungen beruhen, hat man in neuester
Zeit sehr viel schnellere Verfahren entdeckt, die völlig neue und
tiefe Überlegungen erfordern.
Ist
normal?
Auch die Theorie profitiert von den neuen Methoden. So ist man einen
Schritt weiter gekommen in der Frage, ob
normal ist, d.h. ob
jede der Ziffern
unabhängig von den Anderen mit
der Häufigkeit
in ihrer Dezimaldarstellung vorkommt. Wäre das der Fall, so
könnte man jeden endlichen Text, also etwa auch diese Einleitung,
in eine Ziffernfolge übersetzen und würde diese irgendwo in der
Dezimaldarstellung von
kodiert finden.
Computer
Für die Konstrukteure von Supercomputern sind schnelle Verfahren
zur Berechnung von
hilfreich, um Hardwarefehlern auf die Spur
zu kommen. Da diese Verfahren praktisch alle Teile des Computers
beanspruchen, konnten so z.B. 1986 Fehler in Prototypen des
Cray-2 Superrechners gefunden werden.
Naturwissenschaft und Technik
Für technisch-wissenschaftliche Berechnungen hingegen braucht man
nur wenige Stellen von
. So würde es z.B. genügen, den
Wert von
auf 40 Stellen zu kennen, um den Umfang der
Milchstraße bis auf einen Fehler vom Durchmesser eines Protons
zu berechnen.
Thema
In dieser Präsentation werden einige der älteren Methoden zur
Berechnung von
vorgestellt. Sie
enthält Demonstrationsprogramme, mit denen diese
Verfahren in der Praxis erprobt werden können.