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科学 / 数学 / 02

蒲丰投针 实验室

往地板缝上扔针,能把 π 扔出来吗?

ENGINE / BUFFON-ENGINE-1蒙特卡洛方法 · 1777
前几十根针压线 39 · 未压线 81
+880
π 3.141593.2681001k5k4.0π2.0π 估计如何收敛 · 投针数(对数)
ENGINE BUFFON-ENGINE-1 / P = 2L/(πD) · LCG 1664525 · 1013904223

探索路线

先猜一猜,再动手。

知道 π ≈ 3.14159,以及"随机也能测量"这个想法。

01

先用 100 根针跑一次,看 π 的估计有多散。

02

把针数拉到 5000,观察估计稳定下来的过程。

03

把 L/D 从 0.5 拉到 1.0,比较同样根数下的误差。

第一步 · 先猜一猜

只扔 100 根针(L/D = 0.5),π 的估计会?

选一个你现在的预测。

第二步 · 观察当前状态

当前读数

种子42
针数1000
针长 / 线距0.50
压线次数306
π 估计3.268
误差+0.126

发生了什么?

误差 +0.126。方向对了,但还不够紧——继续加针,或用更长的针放大命中信号。

记录观察

第三步 · 接受一个挑战

0 / 3
01把 π 钉住

让估计误差小于 0.1("π pinned down"状态)。

提示

5000 根起步;seed 7 在 L/D 0.5 时误差 0.043。

02长针的优势

把 L/D 拉满到 1.0,扔 5000 根,看误差收窄。

提示

更长的针更容易压线,命中信号更强:seed 42 给 3.162(+0.020)。

03换一批运气

换掉 seed 42,用至少 2000 根针把误差压进 0.5 以内。

提示

seed 7、5000 根、L/D 0.5 → π ≈ 3.185(+0.043)。

安全与范围网页模拟。真实抛针请收拾好地面。

你看到的是

1777 年蒲丰发现:针长不超过缝宽时,针压住缝的概率是 2L/(πD)。反过来数压线比例,π 就自己冒出来了——这是历史上第一次"用随机实验测常数",今天的蒙特卡洛方法(天气预报、核反应堆、AI 采样)都从这里出发。刚开始估计跳得厉害;几千根之后,它稳稳收向 3.14159…。同一个种子永远重放同一场雨。

动手试试种子 23、5000 根、满长针:π ≈ 3.142,误差 0.000。换回种子 42 再看——π 还是那个 π,路径却完全不同。

探索路径 · GUIDED PATHS

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