ความก้าวหน้า: การค้นพบสูตร Pi ใหม่หมดหลังจากผ่านไปหลายพันปี

(Dan Tri) - การค้นพบนี้ไม่เพียงสร้างความประหลาดใจให้กับชุมชนวิทยาศาสตร์เท่านั้น แต่ยังเปิดโอกาสในการเพิ่มประสิทธิภาพของแบบจำลองจำลองทางกายภาพ ตั้งแต่กลศาสตร์ควอนตัมไปจนถึงปัญญาประดิษฐ์อีกด้วย

Pi: จากตัวเลขโบราณสู่สูตรควอนตัมอันล้ำสมัย

ตัวเลขพาย ซึ่งเป็นค่าคงที่ทางคณิตศาสตร์ที่คุ้นเคยกันดี ได้อยู่คู่กับมนุษยชาติมานานนับพันปี โดยปรากฏในการคำนวณทางเรขาคณิตเบื้องต้นของอารยธรรมบาบิลอนและกรีกโบราณ

นักคณิตศาสตร์ เช่น อาร์คิมิดีส พยายามประมาณค่าพายด้วยความแม่นยำสูง ซึ่งวางรากฐานสำหรับบทบาทที่ขาดไม่ได้ของพายในคณิตศาสตร์ ฟิสิกส์ และวิศวกรรมศาสตร์สมัยใหม่

อย่างไรก็ตาม พายเป็นจำนวนอตรรกยะ มีทศนิยมซ้ำกันไม่จำกัดจำนวน และไม่สามารถแสดงเป็นเศษส่วนธรรมดาได้ ค่าประมาณ เช่น 3.14159 หรือ 22/7 เป็นเพียงค่าสัมพัทธ์ ซึ่งเผยให้เห็นข้อจำกัดเมื่อเผชิญกับปัญหาที่ต้องการความแม่นยำสูงสุด โดยเฉพาะอย่างยิ่งในกลศาสตร์ควอนตัมหรือการจำลองทางฟิสิกส์อนุภาค

ตัวเลขพายปรากฏในการคำนวณทางเรขาคณิตในยุคแรกๆ ของอารยธรรมบาบิลอนและกรีกโบราณ (ภาพ: Getty)

เป็นเวลาหลายทศวรรษที่ นักวิทยาศาสตร์ พยายามอย่างต่อเนื่องที่จะเพิ่มประสิทธิภาพการคำนวณ Pi ไม่เพียงแต่เพื่อคุณค่าทางคณิตศาสตร์เท่านั้น แต่ยังเพื่อรองรับแบบจำลองการจำลองที่ซับซ้อนในการวิจัยสมัยใหม่ด้วย

สูตร Pi ใหม่: ความก้าวหน้าจากการสร้างแบบจำลองควอนตัม

นิตยสาร Popular Mechanics รายงานว่า ความก้าวหน้าอันน่าประหลาดใจเพิ่งได้รับการประกาศโดยนักฟิสิกส์สองคน Arnab Priya Saha และ Aninda Sinha จากสถาบันวิทยาศาสตร์อินเดีย ในกระบวนการสร้างแบบจำลองควอนตัมที่จำลองปฏิสัมพันธ์ระหว่างอนุภาคพื้นฐาน ทีมวิจัยได้ค้นพบสูตรการคำนวณค่าพายสูตรใหม่ทั้งหมด ซึ่งตีพิมพ์ในวารสาร Physical Review Letters

คุณสมบัติพิเศษของสูตรนี้คือความสามารถในการลู่เข้าอย่างรวดเร็วถึงค่าพาย ทีมวิจัยได้ผสมผสานไดอะแกรมไฟน์แมน ซึ่งอธิบายปฏิสัมพันธ์ของอนุภาคในฟิสิกส์ควอนตัม เข้ากับฟังก์ชันเบตาของออยเลอร์ ซึ่งเป็นเครื่องมือทางคณิตศาสตร์ที่ใช้กันทั่วไปในทฤษฎีสตริง การผสมผสานนี้ทำให้เกิดลำดับการคำนวณที่มีความเร็วในการลู่เข้าที่เหนือกว่าสูตรดั้งเดิม

สูตรใหม่นี้ช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สามารถคำนวณค่า Pi ได้อย่างแม่นยำสูง โดยไม่ต้องบันทึกตัวเลขหลายล้านหลัก ช่วยลดขั้นตอนในการแก้ปัญหาฟิสิกส์ที่ซับซ้อนลงได้อย่างมาก สูตรนี้มีประโยชน์อย่างยิ่งเมื่อใช้ซูเปอร์คอมพิวเตอร์เพื่อจำลองปฏิสัมพันธ์ของอนุภาคหรือโครงสร้างของสสารในระดับควอนตัม

ความสำคัญและแนวโน้มการประยุกต์ใช้ในวิทยาศาสตร์ในอนาคต

สูตรพายใหม่นี้ไม่เพียงแต่เป็นความสำเร็จทางคณิตศาสตร์เท่านั้น แต่ยังเป็นเครื่องมือคำนวณที่นำไปประยุกต์ใช้งานได้จริงในหลากหลายสาขาวิทยาศาสตร์สมัยใหม่ การลดปริมาณการประมวลผลข้อมูลช่วยให้แบบจำลองทางกายภาพทำงานได้เร็วขึ้น แม่นยำขึ้น และประหยัดค่าใช้จ่ายมากขึ้น นี่ถือเป็นก้าวสำคัญในสาขาฟิสิกส์อนุภาค การจำลองอวกาศ การพัฒนาวัสดุใหม่ และการประยุกต์ใช้ปัญญาประดิษฐ์ในการวิจัยทางวิทยาศาสตร์

ดร. อนินดา ซินฮา เปิดเผยว่าแนวทางการวิจัยนี้ถูกเสนอขึ้นในช่วงทศวรรษ 1970 แต่ถูกยกเลิกไปเนื่องจากข้อจำกัดด้านพลังการประมวลผล ปัจจุบัน ด้วยเทคโนโลยีสมัยใหม่ ทีมวิจัยของเขาได้พิสูจน์แล้วว่าสูตรพายใหม่นี้ไม่เพียงแต่เป็นไปได้จริง แต่ยังเหนือความคาดหมายเดิมอีกด้วย

แม้ว่าจะไม่ได้นำมาประยุกต์ใช้โดยตรงในชีวิตประจำวัน แต่วงการวิทยาศาสตร์ก็ถือว่านี่เป็นความสำเร็จที่สำคัญในสาขาวิทยาศาสตร์พื้นฐาน ไม่เพียงแต่ขยายความเข้าใจเกี่ยวกับพายเท่านั้น แต่ยังทำหน้าที่เป็นสะพานเชื่อมระหว่างคณิตศาสตร์บริสุทธิ์กับปัญหาเชิงปฏิบัติใน โลก จุลภาคอีกด้วย

ดังที่ดร. ซินฮาได้กล่าวไว้ คุณค่าที่ยิ่งใหญ่ที่สุดของการค้นพบนี้อยู่ที่การเปิดประตูใหม่ให้กับความรู้ในอนาคตและ การค้นพบ ทางวิทยาศาสตร์

ที่มา: https://dantri.com.vn/khoa-hoc/dot-pha-tim-ra-cong-thuc-pi-hoan-toan-moi-sau-hang-nghin-nam-20250914212437798.htm