Święto liczby pi czyli Wszechświat jest matematyczny

Liczba pi – znana już od tysiącleci, pojawia się nawet w Biblii jako liczba 3 – obchodziła swoje święto 3/14/15.  Pi to stosunek obwodu koła do jego średnicy, a jedną z pierwszych prób dokładnego jej wyliczenia dokonał już Archimedes. Jest liczbą niewymierną, tzn. że nigdy nie będziemy mogli poznać jej w całości – po przecinku tworzy ją nieskończony szereg cyfr. Pomimo tego liczba pi pojawia się w podstawowych równaniach mechaniki kwantowej, elektrodynamiki i teorii względności. Razem ze stałą Plancka tworzy najbardziej chyba fundamentalną stałą wszechświata – h kreślone. Wynika to oczywiście z faktu, że wszechświat da się opisać matematycznie, a jak twierdzi wielu, jest po prostu matematyczny.

W przyrodzie widzimy wiele przykładów uporządkowanych struktur. Jedna z najsławniejszych to szereg Fibonacciego (w szeregu tym każda następna liczba jest sumą dwóch poprzednich). Szereg Fibonacciego widzimy w wirowym kształcie galaktyk spiralnych (takich jak nasza Droga Mleczna) i tornad, które potrafią znieść z powierzchni Ziemi całe miasta. Widzimy go w kształcie muszli i w liczbach rządzących populacją pszczół.  W kształtach liści, konarach drzew obserwujemy fraktale, które dają przyrodzie jedno z podstawowych praw budowania żywych organizmów. Podobne fraktale potrafią objawić się w wykresach kursów giełdowych, płatkach śniegu i w pierścieniach Saturna. Matematyka, a wraz z nią liczba pi jest immanentną cechą wszechświata. Dzięki temu fizyk i chemik mogą przewidywać przyszłość tworząc prawa i teorie, astronom bada Układ Słoneczny i najodleglejsze galaktyki. To dzięki liczbie pi jesteśmy w stanie stwierdzić, że wokół odległych gwiazd krążą planety i policzyć, jak potężne uderzenia meteorytów tworzyły kratery na Księżycu. Fascynującym dla mnie jest fakt, że te same prawa matematyki opisują wszechświat tu i teraz, a także miliardy lat temu w miejscach oddalonych o miliardy lat świetlnych od nas.

Ale matemytyka to nie tylko nauki ścisłe. Jest w muzyce, którą słuchamy (harmonie), w obrazach największych mistrzów (prawa kompozycji, perspektywy) i w najpiękniejszych budowlach świata. Tzw. złoty podział (który jest przejawem szeregu Fibonacciego) wpisany jest w budowle na Akropolu, wielkie dzieła malarskie, fotografię a nawet kompozycje muzyczne. To przecież także przejaw tego, że wszechświat jest matematyczny. W końcu to dzięki matematyce z chaosu wyłania się porządek, czasem w postaci liczby pi – 3.1415926539793….

Marcin Jakubowski