π
Pi是圓的邊長(zhǎng)與其半徑的比值，它是一個(gè)常數(shù)，在物理學(xué)中很重要。 這個(gè)數(shù)是一個(gè)無(wú)理數(shù)，也就是說(shuō)，一個(gè)無(wú)窮無(wú)盡的不循環(huán)小數(shù)，大約3.14159……，旁邊有無(wú)數(shù)個(gè)小數(shù)位，永遠(yuǎn)記不下來(lái)。 經(jīng)過(guò)幾千年的努力，人類(lèi)已經(jīng)能夠估算出一個(gè)相當(dāng)準(zhǔn)確的圓周率值。 估計(jì)公式有很多種，可用無(wú)窮級(jí)數(shù)表示量子物理學(xué)公式，如物理學(xué)家萊布尼茨發(fā)現(xiàn)的圓周率估計(jì)公式：
萊布尼茨發(fā)現(xiàn)的估算圓周率的公式
又如物理學(xué)家拉馬努金發(fā)現(xiàn)的估算圓周率的公式：
拉馬努金發(fā)現(xiàn)的估算圓周率的公式
據(jù)悉，還有物理學(xué)家沃利斯在1655年發(fā)現(xiàn)的沃利斯積：
沃利斯發(fā)現(xiàn)的估算圓周率的公式
而在2015年量子物理學(xué)公式，化學(xué)家發(fā)現(xiàn)17世紀(jì)發(fā)現(xiàn)的經(jīng)典圓周率公式也隱藏在量子化學(xué)的世界中。 這對(duì)化學(xué)家來(lái)說(shuō)是令人興奮的，因?yàn)樗U明了量子化學(xué)和物理學(xué)之間難以置信的特殊聯(lián)系。 化學(xué)家從來(lái)沒(méi)有想過(guò)，一個(gè) 360 年前發(fā)現(xiàn)的純物理公式可以描述一個(gè)現(xiàn)代數(shù)學(xué)系統(tǒng)。
氫原子基態(tài)
這一發(fā)現(xiàn)與氫原子的基態(tài)有關(guān)。 由于精確計(jì)算氫原子的基態(tài)是不現(xiàn)實(shí)的，化學(xué)家卡爾·哈根利用變分原理計(jì)算氫原子的基態(tài)。 當(dāng)他將這個(gè)數(shù)字與傳統(tǒng)估計(jì)進(jìn)行比較時(shí)，他注意到百分比出現(xiàn)了不尋常的趨勢(shì)。 很快他就意識(shí)到，這其實(shí)是瓦利斯積用于估算圓周率的一種體現(xiàn)。 這是他第一次從數(shù)學(xué)中得到圓周率公式，一個(gè)非常出乎意料的結(jié)果。
一個(gè)氫原子
對(duì)此，物理學(xué)家凱文表示，圓周率的公式竟然隱藏在氫原子的量子熱多項(xiàng)式中，非常不可思議。 在過(guò)去的 80 年里，大自然一直保守著這個(gè)秘密，現(xiàn)在終于揭曉了。 這就引出了一個(gè)問(wèn)題，量子熱和純物理學(xué)之間是否還有其他秘密聯(lián)系？