Quadratur des Kreises
Ticker von: Carsten HeidemannSeit 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.