本文探讨了数学常数 π(圆周率)和 e(自然对数的底数)之间的一个有趣的巧合关系,即 π 英里近似等于 e 海里,被称为“海上近似”。
文章首先介绍了这个巧合的发现,并引出了数学、计量学和历史方面的一系列有趣关联。其中,海里(knot)是速度单位,一海里等于每小时航行 1852 米;英里(mile)则是长度单位,约等于 1609 米。通过将 π 英里和 e 海里都乘以时间(1 小时),可以将速度等价关系转化为距离等价关系:π 英里 ≈ e 海里。
文章进一步解释了 π 和 e 的数学性质,包括它们都是无理数和超越数。随后使用 Python 代码验证了这个近似关系,发现 π 英里和 e 海里之间的误差小于 0.5%。
接着,文章深入探讨了英里和海里的历史和定义。英里的起源可以追溯到罗马的“千步”,但随着时间和地域的变化,其定义也经历了多次调整。而海里的定义则与航海和地球形状密切相关,最初定义为地球子午线上一分钟的弧长,后来统一标准化为 1852 米。
文章还讨论了海里在航空、航海和领海界定等领域的应用,以及在太空探索中的潜在应用。例如,文章计算了月球和火星上的“海里”长度,发现它们与地球上的海里存在巧合关系。
最后,文章提到了欧拉恒等式,并将其与“海上近似”进行了比较,指出欧拉恒等式揭示了不同基本常数之间的深刻数学关系,而“海上近似”则是一个偶然的巧合。
总体而言,本文通过“海上近似”这个有趣的巧合,引出了数学常数、计量单位和历史文化等方面的知识,展示了科学和历史的有趣关联。