นักวิทยาศาสตร์ค้นพบสูตรพายใหม่หมดจดหลังจากผ่านไปหลายพันปี

นักวิทยาศาสตร์ได้ค้นพบสูตรใหม่ที่สามารถแสดงค่า Pi ได้แม่นยำและมีประสิทธิภาพมากขึ้น ซึ่งเปิดทิศทางใหม่ๆ ให้กับการวิจัยเกี่ยวกับกลศาสตร์ควอนตัม ฟิสิกส์อนุภาค และการจำลองทางวิทยาศาสตร์ที่ซับซ้อน

ตัวเลข Pi (π) ได้รับการพิจารณามานานแล้วว่าเป็นหนึ่งในค่าคงที่ทางคณิตศาสตร์ที่สำคัญที่สุด ซึ่งแสดงถึงอัตราส่วนระหว่างเส้นรอบวงและเส้นผ่านศูนย์กลางของวงกลม - รูปภาพ: AI

พาย (π) เป็นจำนวนอตรรกยะ มีจำนวนทศนิยมไม่จำกัด และไม่สามารถแสดงเป็นเศษส่วนได้อย่างแม่นยำ ชาวบาบิโลนและชาวกรีกโบราณใช้พายเมื่อกว่า 4,000 ปีก่อน ชาวบาบิโลนประมาณค่าพายไว้ที่ประมาณ 3.125 ขณะที่ชาวกรีก เช่น อาร์คิมิดีส ใช้วิธีการทางเรขาคณิตเพื่อประมาณค่าพายให้อยู่ในช่วง 3.140845 < π < 3.142857

ในการคำนวณในชีวิตประจำวัน เรามักใช้ค่าโดยประมาณ เช่น 3.14159 หรือ 22/7 แต่ตัวเลขเหล่านี้ไม่แม่นยำเพียงพอสำหรับปัญหาสมัยใหม่ โดยเฉพาะในกลศาสตร์ควอนตัมและการจำลองอนุภาคพื้นฐาน

สูตรคำนวณ Pi ได้รับการตีพิมพ์ครั้งแรกในวารสาร Physical Review Letters ในปี 2024 แต่เพิ่งได้รับความสนใจและการอภิปรายอย่างกว้างขวางจากชุมชน วิทยาศาสตร์ ระหว่างประเทศเมื่อไม่นานนี้เอง

ในการศึกษานี้ นักฟิสิกส์ Arnab Priya Saha และ Aninda Sinha จากสถาบันวิทยาศาสตร์อินเดีย ได้พัฒนาแบบจำลองควอนตัมแบบใหม่เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการจำลองปฏิสัมพันธ์ระหว่างอนุภาค น่าแปลกใจที่ในกระบวนการสร้างแบบจำลอง พวกเขาค้นพบสูตรพายแบบใหม่หมดจด สูตรนี้ช่วยให้การคำนวณแม่นยำยิ่งขึ้นด้วยขั้นตอนที่น้อยลง ช่วยลดปริมาณการประมวลผลข้อมูลลงอย่างมาก

ซาฮาและซินฮาได้นำไดอะแกรมไฟน์แมน ซึ่งเป็นเครื่องมือทางคณิตศาสตร์ที่อธิบายปฏิสัมพันธ์และการกระเจิงของอนุภาค เข้ากับฟังก์ชันเบตาของออยเลอร์ ซึ่งใช้ในทฤษฎีสตริง ผลลัพธ์ที่ได้คือลำดับทางคณิตศาสตร์พิเศษที่ลู่เข้าหาค่าพายได้อย่างรวดเร็ว ทำให้การคำนวณรวดเร็วกว่าวิธีการก่อนหน้านี้มาก

กล่าวอีกนัยหนึ่ง นักวิทยาศาสตร์สามารถคำนวณค่า Pi ได้อย่างแม่นยำสูงมากโดยไม่ต้องบันทึกตัวเลขนับล้านหลัก

ในกลศาสตร์ควอนตัม การจำลองปฏิสัมพันธ์ระหว่างอนุภาคขนาดเล็กจำเป็นต้องใช้ซูเปอร์คอมพิวเตอร์และข้อมูลจำนวนมหาศาล สูตร Pi ใหม่นี้ช่วยปรับกระบวนการนี้ให้เหมาะสมที่สุด ลดจำนวนขั้นตอนการคำนวณลง แต่ยังคงรักษาระดับความแม่นยำไว้ได้สูง สูตรนี้เป็นตัวอย่างคลาสสิกของการปรับให้เหมาะสมทางวิทยาศาสตร์ นั่นคือการบรรลุผลลัพธ์เดียวกันโดยใช้ทรัพยากรน้อยลง

สิ่งนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งในสาขาต่างๆ เช่น ฟิสิกส์อนุภาค การจำลองจักรวาลวิทยา ปัญญาประดิษฐ์ และวัสดุควอนตัม สูตร Pi ใหม่ช่วยให้นักวิทยาศาสตร์ประมวลผลข้อมูลได้เร็วขึ้น ลดค่าใช้จ่ายในการประมวลผล และเปิดโอกาสให้ศึกษาปรากฏการณ์ที่ก่อนหน้านี้แทบจะเป็นไปไม่ได้เลยที่จะจำลองได้อย่างแม่นยำ

ดร. อนินดา ซินฮา ระบุว่า แนวทางการวิจัยนี้ได้รับการเสนอในช่วงทศวรรษ 1970 แต่ถูกยกเลิกไปเนื่องจากการคำนวณมีความซับซ้อนมากเกินไป ด้วยการพัฒนาเทคโนโลยีคอมพิวเตอร์สมัยใหม่และคณิตศาสตร์ขั้นสูง ทีมวิจัยได้พิสูจน์แล้วว่าแบบจำลองใหม่นี้ลู่เข้าได้เร็วกว่าที่คาดไว้ ทำให้การคำนวณค่าพายเป็นไปได้จริงยิ่งกว่าที่เคย

แม้ว่าสูตรพายใหม่จะยังไม่สามารถนำไปประยุกต์ใช้ในชีวิตประจำวันได้โดยตรง แต่มันก็ถือเป็นก้าวสำคัญสำหรับวิทยาศาสตร์พื้นฐาน งานวิจัยนี้ไม่เพียงแต่ขยายความเข้าใจเกี่ยวกับพายของเราเท่านั้น แต่ยังแสดงให้เห็นถึงศักยภาพในการเร่งแบบจำลองควอนตัมและแก้ปัญหาที่ซับซ้อนในอนาคตอีกด้วย

ดังที่ดร. ซินฮา กล่าวไว้ว่า "นี่คือความสุขที่แท้จริงของวิทยาศาสตร์เชิงทฤษฎี แม้ว่าจะยังไม่สามารถนำไปประยุกต์ใช้งานได้ทันที แต่ก็เปิดประตูสู่ความรู้และการวิจัยใหม่ๆ"

กลับสู่หัวข้อ

มินห์ ไฮ

ที่มา: https://tuoitre.vn/cac-nha-khoa-hoc-tim-ra-cong-thuc-pi-hoan-toan-moi-sau-hang-ngan-nam-20250910091916157.htm