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乾坤圈为什么是圆的?当用数学打开《哪吒》……

来源:浙江大学2025年03月17日


最近

套着乾坤圈

脚踏风火轮的哪吒形象

风风火火走向了世界

在神话与现实交织的经纬线上

留下了浓墨重彩的一笔


大家想过这个问题吗?

哪吒的“装备”——

乾坤圈、风火轮

为什么是圆的?


3月14日国际数学日

全球“π Day”

让我们一起揭秘

乾坤圈、风火轮——圆的魅力

开启π的千年的探索


从神话到现实,无限的求索欲


(来自爱奇艺《哪吒之魔童降世》)


古人云“无规矩不成方圆”,在神话哪吒中,乾坤圈、风火轮是规则与力量的象征。为什么神话故事中多有圆的元素?圆在自然界中无所不在,比如太阳、满月、年轮都是圆形,这些自然现象常常在神话故事里用来寓意世界的起源、秩序与自然力量。


为什么哪吒的硬核“装备”——乾坤圈、风火轮都是圆形?圆形具有高效运动性能,哪吒在空中脚踏风火轮风驰电掣时,其均匀的质量分布与对称性可维持旋转方向的高度稳定;高速转动的圆环具有巨大的转动惯量,将轮中积攒的能量化作炽焰奔涌之势,焚空裂云!


(来自爱奇艺《哪吒之魔童降世》)


乾坤圈的圆形设计,方便哪吒在战斗中快速投掷与操纵,在扔出去的瞬间,圆形可以快速旋转、飞行与攻击敌人或者防御。


神话喜欢圆,而数学家对圆则是充满了求索欲。圆在数学中是π的完美体现!而π的存在让“圆”成为宇宙中最和谐的几何形态。


征服神秘,从未停歇


正如乾坤圈的“天铁”之环,π的无限不循环特性仿佛在诉说:圆即永恒,数学即真理。哪吒脚踏风火轮日行万里,而人类对π的计算也经历了从“龟速”到“光速”的飞跃。让我们走进这场横跨五千年的数字远征,开启圆周率求解的“征程”。


圆周率的神秘面纱揭开于何时?早在魏晋时期,刘徽割圆术把圆周率精确到3.1416。两百多年后,祖冲之“缀术”算尽晨昏,将圆周率精确到355/113=3.1415929,领先欧洲数学家千年。


古希腊阿基米德用几何法耗时多年仅算到π的两位小数,而现代计算机可轻易地把圆周率计算到小数点后约100万兆位。这种速度的提升,不仅是技术的进步,更是人类智慧的“逆天改命”,π的计算史也可以说是一部打破认知边界的史诗。直到今日,人类对圆周率的探索从未停歇。


古往今来,圆周率有很多计算方法,今天小浙要给大家介绍一种有趣又神奇的方法。1777年,法国博物学家蒲丰进行了一个有趣的实验—— 蒲丰投针。


(来自“台州市科技馆”视频号)


他邀请朋友们到家里,在一张大白纸上画了很多等距的平行线,同时准备了许多质量均匀且长度恰好是平行线间距一半的小针,让朋友们随意把针投到白纸上,他在一旁记录每一根针是否与平行线相交。


最终的实验结果是:一共投针2212根,其中有704根与平行线相交。蒲丰通过计算两数之商2212÷704≈3.142,并宣布这就是圆周率π的近似值。


(来自“台州市科技馆”视频号)


要理解蒲丰投针实验的原理,关键在于理解影响投针与平行线相交的是位置和角度两个维度。而π出现的原因,就在于圆就出现在角度的所有可能性之中。


浪漫的π日,来一个与春天的约会


第六个国际数学日

我们邀请大家来一场“数独”挑战

在游戏过程中

训练逻辑思维、提升推理能力


正式题目来了


难度等级:☆


【四环圆形数独规则介绍】



1. 由相邻两块组成1个单元,在1个单元的8小格中的数字,1~8不重复;


2. 每隔一块包含着同样的4个数字,但并不按照相同的顺序排列;


3. 每环中的8个数字,1~8不重复。


【题目如下】




难度等级:☆☆


【无缘数独规则介绍】


1.在普通数独规则的基础上新增规则:对任意一格,其周围的(至多)八格中的数字不与该格数字相同。


【题目如下】



难度等级:☆☆☆


【唯一和数独规则介绍】


1.在表格中填入数字1~9中的数,使得每行、每列、每宫内的数字不重复;


2.所有行和列的数字组成都是不同的。(如有某一行数字为1234,则剩余所有行和列的组成不可能为1234,对宫无限制);


3.每行、每列、每宫中的数字之和相等;


4.与X相邻的两数之和为10,与V相邻的两数之和为5。


【题目如下】



答对有奖


关注“浙江大学”微信号

将你的答案截图私信小浙

截至3月15日10:00

我们将从答对的读者中

随机选取10位

送出一份惊喜礼物!


除了线上互动

欢迎同学们在3月14日下午

前往数学科学学院

(紫金港校区海纳苑2幢)

参与2025年数学文化节

诸多游戏等你来挑战

还有“π力全开”趣味定向越野

“镜像宇宙”数学摄影大赛等系列主题活动

期待大家的持续关注和积极参与


数学的浪漫还在于

你的生日一定藏在π的某处

只是宇宙尚未向我们揭示它的坐标

如果你想知道你的坐标在哪

请在评论区留下你的生日

比如:2025年3月14日

我们将帮你定位

你在宇宙中的坐标


【责任编辑:曹竞  编辑:毕若旭】
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