VAŽNE OBLJETNICE

Čuvena matematička konstanta i rođendan jednog od najvećih umova svih vremena

~10 min

14.03.2025 u 10:29

Bionic
Reading

Valjda nema matematičke ili fizikalne formule koju će toliko ljudi prepoznati, makar u najvećem broju slučajeva nemali pojma o čemu ona govori, kao što je E = mc². Možete biti potpuni analfabet u prirodnim znanostima, ali velika je vjerojatnost da ćete se sjetiti posebne teorije relativnosti, a sasvim sigurno će vam kroz glavu proći i ime njezinog autora - Alberta Einsteina

Na današnji dan 2018. godine umro je Stephen Hawking, a 1879. rođen je jedan od najvećih znanstvenika svih vremena - Albert Einstein, što ovaj datum čini još značajnijim. I matematička konstanta π (što je grčko slovo koje se čita pi) ima svoj dan. Obilježava se 14. ožujka (odnosno 3/14 po američkom načinu pisanja datuma) zato što su 3, 1 i 4 tri najznačajnije znamenke broja π u decimalnom zapisu.

Pi je od dana u kojem je otkriven pa sve do danas zaokupljao maštu matematičara i budio znatiželju svih koji su ikad pokušali nacrtati savršen krug. Na papiru se označava grčkim slovom 'pi', a prvi ga je Arhimed opisao kao 22 podijeljeno sa sedam (22/7), što je također drugi datum na koji se slavi, uglavnom u zemljama koje prvo pišu dan u datumu.

Radi se o matematičkoj konstanti koja opisuje omjer opsega i promjera kruga, a on iznosi približno 3,14159. Kažemo približno jer je pi dosad izračunat u više od tri bilijuna znamenki iza decimalnog zareza. Niz brojki nastavlja se beskonačno bez očitog ponavljanja ili obrasca. Za izračune je obično dovoljno znati nekoliko prvih brojki, a ostale najčešće služe kao izazov onima koji se žele iskazati dobrim pamćenjem.

Koliko je poznato, prva velika proslava Dana broja pi organizirana je 1988. godine u Exploratoriumu u San Franciscu (Sjedinjene Države), a priredio ju je fizičar Larry Shaw. Sastojala se od hodanja u krug i čašćenja voćnim pitama.

Prije 14 godina Zastupnički dom SAD-a usvojio je neobvezujuću rezoluciju koja je 14. ožujka proglasila Nacionalnim danom broja pi. Škole na taj dan drže natjecanja i rasprave, Google mu posvećuje crteže na svojoj početnoj stranici, ponekad i ponegdje ljudi jedu pite i gađaju se njima...

Neki cijeli ožujak slave kao mjesec broja pi dok je drugima sve to skupa bezveze jer smatraju da počast treba odati drugom broju - tau.

O Albertu Einsteinu

Rođen na današnji dan, 14. ožujka 1879., ovaj je genijalni Nijemac postao još za života skoro sinonim za znanstvenika te čovjek koji je sasvim promijenio način na koji promatramo svijet oko sebe. Bez obzira spadate li u veliku većinu Zemljana koji ne razumiju ni riječi od njegovih teorija, pa ni te famozne teorije relativnosti, jasno je koliku je ulogu Einstein imao i još ima na ovom kamenčiću koji se vrti oko Sunca.

Formulu i teoriju po kojoj ga svi prepoznaju već smo spomenuli, no iz Einsteinove glave i 'radionice' izašlo je i mnogo toga drugog, poput teorije opće relativnosti, kojom je objašnjena gravitacija, ili fotoelektričnog efekta, koji objašnjava ponašanje elektrona pod određenim uvjetima, što mu je još 1921. donijelo Nobelovu nagradu za fiziku. A do kraja života radio je na jedinstvenoj univerzalnoj teoriji, 'teoriji svega', no nije je dokučio.

U Ulmu, njemačkom gradu u kojem je rođen, danas stoji spomen-ploča na mjestu na kojem se nalazila Einsteinova rodna kuća, uništena u Drugom svjetskom ratu. Dok je bio još beba, obitelj mu se preselila prvo u München, a potom u Italiju, gdje se njegov otac Hermann suočio s problemima u vođenju tvrtke, elektrokemijske tvornice. Majka Pauline pak vodila je kućanstvo i brinula se za Alberta i njegovu mlađu sestru Mariju.

Zaokupljen 'dvama čudima'

U svojom memoarima Einstein je mnogo kasnije pisao da su ga u ranom djetinjstvu zaokupila dva 'čuda'. Prvo od njih bio je kompas koji je od oca dobio u petoj godini, a očaralo ga je to kako neke nevidljive sile mogu upravljati iglom. Vodilo je to cjeloživotnoj fascinaciji baš takvim nevidljivim silama koje upravljaju svijetom. Drugo 'čudo' došlo je u 12. godini u vidu knjige o geometriji, a koju je obožavao poput kakvog svetog pisma.

Unatoč raširenom vjerovanju, mladi Albert bio je dobar učenik, posebno u fizici i matematici, ali relativno prosječan u drugim predmetima. Premda iz židovske obitelji, upisali su ga u katoličku školu, u kojoj mu je smetao autoritarni pristup nastavnika pa ju je napustio već sa 16 godina. Buntovnička narav i sudar s obrazovnim sustavom u kojem se sve samo moralo učiti napamet, bez razmišljanja, donijeli su mu loše ocjene. Njegov razrednik u Münchenu napisao mu je u svjedodžbi: 'Nikad neće uspjeti ni u čemu.'

Kasnije je nastavio formalno školovanje i u prvom pokušaju nije se uspio upisati u švicarsku Federalnu politehničku školu u Zürichu jer je na prijemnom položio samo fiziku i matematiku, a iz drugih područja ostao 'ispod crte'. Zbog toga je uzeo privatnu poduku i na koncu ipak bio primljen, a 1901. dobio je i diplomu koja mu je omogućavala podučavanje njegovih dvaju najdražih predmeta.

No nastavničkog posla nije bilo i zaposlio se u patentnom uredu u švicarskom Bernu. Upravo na tom poslu, analizirajući prijave za patente, počeo je raditi na svojoj teoriji relativnosti i drugim idejama koje su ga učinile znanstvenom superzvijezdom.

Albertova ljubav Mileva

Dvije godine nakon diplome Einstein se oženio dugogodišnjom ljubavi, srpskom matematičarkom i fizičarkom Milevom Marić, s kojom je dobio dva sina, Hansa Alberta i Eduarda. I to je bio svojevrstan čin pobune jer se ni njegovi ni njezini roditelji nisu slagali s tim brakom. Inače, prije vjenčanja njih dvoje dobili su i kćer Liserl, ali su je dali na usvajanje i njezina daljnja sudbina je nepoznata. Jednom su posjetili i obitelj Marić u Novom Sadu, u kojem postoji spomen-ploča kao podsjetnik na taj boravak, a Mileva je tada jednog od svojih sinova, protivno Albertovoj volji, krstila u pravoslavnoj Nikolajevskoj crkvi.

Njihov brak i ranija veza bili su po mnogočemu, bar naizgled, idilični jer je i Mileva bila znanstvenica i mogla je razgovarati s mužem o njegovim istraživanjima. Nikad zapravo nije utvrđeno koliki je njezin udio u njegovu radu, bar u matematici. Ostali su zajedno do 1919., a on je nakon razvoda vrlo brzo ušao u novi brak s Elsom Löwenthal, svojom ljubavnicom još dok je bio oženjen Milevom.

Einsteinov posao vodio ga je na brojna putovanja, a doktorat je stekao 1905. u Zürichu. U istom gradu postao je i profesor, potom u Pragu, pa opet u Zürichu, da bi konačno 1914. dobio posao u Carskom fizikalnom institutu u Berlinu te profesuru na Sveučilištu u Berlinu. Tek tada je, začudo, postao i njemački državljanin.

Sljedeće godine svojom je općom teorijom relativnosti okrenuo svijet fizike na glavu, sugerirajući da gravitacija nije sila, kako je to tvrdio Isaac Newton, nego učinak objekata na prostor-vrijeme. Mnogo kasnije ta je teorija potvrđena izračunom orbite Merkura.

Znanstvena zvijezda

Prvo veliko priznanje Einsteinovom radu stiglo je 1919., kad je tajnik Kraljevskog astronomskog društva, sir Arthur Eddington, poveo u Afriku ekspediciju koja je trebala izmjeriti položaj zvijezda tijekom pomrčine Sunca. Njegov tim otkrio je da se položaj zvijezda promijenio zbog 'savijanja' svjetlosti oko Sunca, baš u skladu s Einsteinovim teorijama.

Znanstvena zvijezda postao je početkom dvadesetih, kad je prvi put došao u SAD i postao glavna novinska vijest zbog svoje osebujne pojave, a novinari su ga pratili kao da je filmski superstar. Možda i nisu shvaćali sve što je govorio i podučavao, ali su zato bili privučeni njegovom otvorenošću i duhovitošću. Osjećaji su bili uzajamni - Einstein se zaljubio u Ameriku, u koju se kasnije i preselio. Kad je dobio Nobelovu nagradu 1921., formiranje ikone dobilo je svoje finale.

Einstein je ostao u Njemačkoj do 1933. i dolaska Adolfa Hitlera na vlast. Odbacio je njemačko državljanstvo, zgrožen onim što se događalo u njegovoj zemlji, i emigrirao u SAD kako bi predavao teorijsku fiziku na Princetonu. No bio je aktivan i na izvanznanstvenim područjima, upozoravajući na opasnost od nacizma. Slavna su njegova pisma - u suradnji s Leom Szilardom - američkom predsjedniku Franklinu Rooseveltu o mogućnosti da Nijemci naprave atomsku bombu i što bi to značilo za svijet, iz čega je izrastao Projekt Manhattan pod vodstvom Roberta Oppenheimera, kao i američka atomska bomba kojom je završen Drugi svjetski rat. O tome je tportal već ranije pisao.

No kasnije je zažalio jer je vidio posljedice koje je izazvalo atomsko naoružanje. Priključio se tada organizacijama za ljudska prava te branio brojne prijatelje i kolege koji su u postratnoj Americi i mekartijevskoj histeriji bili progonjeni kao komunisti. Kasnije se otkrilo da je FBI o Einsteinu složio dosje od skoro 1500 stranica.

Nakon rata i umirovljenja nije napustio znanost, a najpoznatije su njegove polemike s Nielsom Bohrom oko vrijednosti kvantne teorije. Bohr je, pokazalo se, bio u pravu, njegova teorija izdržala je sve testove, pa ju je i sam Einstein uvrstio u svoje izračune.

Umro je od aneurizme aorte 18. travnja 1955., a bilo mu je 76 godina. Kad su mu ponudili operaciju, navodno je odgovorio da je 'neukusno pokušavati produžavati život na umjetan način'.

Tajna mozga jednog genija

Einsteinovo tijelo je kremirano, a pepeo je prosut na nepoznatoj lokaciji, no liječnik iz bolnice na Princetonu, Thomas Harvey, prije kremacije izvadio mu je mozak i očne jabučice. Mozak je izrezao na tanke dijelove kako bi ih mogao ispitati pod mikroskopom, a prije toga ga je snimio iz više kutova. Kad se selio u Wichitu u Kansasu, gdje je dobio posao u biološkom laboratoriju, sve je te uzorke ponio sa sobom. Sljedećih 30 godina Harvey ih je slao znanstvenicima koji su to od njega tražili, ali je ostatak mozga čuvao u dvije staklene tegle, neko vrijeme u običnoj kutiji pod hladnjakom za pivo. Priča o tome polako je pala u zaborav, sve do 1985., kad je s kolegama objavio rezultate ispitivanja mozga genijalnog fizičara u časopisu Experimental Neurology.

U toj studiji ustvrdili su da je u Einsteinovom mozgu velik broj glijalnih stanica, koje utječu na živčani sustav, zapravo da ih je više nego u bilo kojem mozgu koji su ispitivali. Iz toga su zaključili da su neuroni imali veće metaboličke potrebe, odnosno da je Einsteinov mozak koristio više energije, zbog čega je bio u stanju napredno razmišljati. Drugi znanstvenici upozorili su na nekoliko problema te studije, ponajprije jer su mozgovi koje su uspoređivali s Einsteinovim bili oni znatno mlađih ljudi, a isto tako na eksperimentalnoj strani istraživanja nisu proučavali nijedan drugi mozak osim Einsteinovog. Na koncu, prigovaralo se da je proučen samo mali dio organa velikog znanstvenika.

Harvey nije dobro prošao nakon svega toga, pao je na testu kompetencije 1988. i izgubio medicinsku licencu. Na koncu je donirao Einsteinov mozak sveučilišnoj bolnici na Princetonu, gdje je sve i započelo, a njegovi dijelovi danas se čuvaju u muzeju Mütter u Philadelphiji.

'Napravio sam svoje, vrijeme je da odem i napravit ću to elegantno', prepričava se njegova izjava pred kraj života.

Što nam je sve ostavio Einstein?

Mnoštvo toga, uključujući sasvim promijenjeni način razmišljanja o prirodi i svijetu, ali valja navesti neke najvažnije dijelove njegova nasljeđa, a većina ih je nastala u njegovoj 'veličanstvenoj godini', 1905.

Teorijom posebne relativnosti Einstein je pokazao da su zakoni fizike identični za sve promatrače, dokle god nisu pod ubrzanjem. Međutim brzina svjetlosti u vakuumu uvijek je ista, bez obzira kojom brzinom putuje promatrač. To je vodilo do njegova zaključka da su prostor i vrijeme povezani u ono što danas zovemo prostor-vrijeme. Odnosno, nešto što vidi jedan promatrač mogao bi vidjeti i drugi - u drugo vrijeme.

Teorija opće relativnosti zapravo je reformulacija zakona gravitacije koji je u 17. stoljeću formulirao Isaac Newton kroz tri zakona kretanja, među ostalim i toga da gravitacija između dva tijela ovisi o veličini svakog objekta i udaljenosti među njima. Einstein je pak utvrdio da masivni objekti izazivaju poremećaj u prostor-vremenu, kao kad stavite tešku kuglu na trampolin, a onda drugi objekti bivaju privučeni u tako stvoren 'bunar'.

Još 1905. Einstein je ponudio teoriju da svjetlost treba promatrati kao zrake čestica, fotona, a ne kao jedan val, kako se u to vrijeme smatralo. Tom teorijom objašnjeni su ponekad neobični rezultati istraživanja koje znanstvenici nisu mogli objasniti.

Mnoštvo je primjena Einsteinova rada, primjerice u astronomiji. Tako je 2016. LIGO opservatorij detektirao poremećaj u prostor-vremenu nakon sudara dviju crnih rupa oko 1,4 milijarde svjetlosnih godina udaljenih od Zemlje. Bilo je to puno stoljeće nakon što je Einstein predvidio postojanje takvih poremećaja kao ključan dio teorije opće relativnosti. Na isti način utvrđena je i orbita Merkura, planeta koji je od svih u našem sustavu najbliži Suncu. Ta orbita nije mogla biti shvaćena dok uz pomoć teorije opće relativnosti nije zaključeno da zakrivljenost prostor-vremena utječe na orbitu i mijenja je. Tako je izračunato da postoji mala šansa da Merkur zbog toga 'izleti' iz Sunčeva sustava u sljedećih milijardu godina.

U travnju 2019. teleskop Event Horizon prvi je snimio crnu rupu. Te fotografije potvrdile su nekoliko tvrdnji iz teorije opće relativnosti, uključujući ne samo to da crne rupe postoje, nego i da imaju kružni rub, točke preko koje ništa ne može proći, pa ni svjetlost.

Svojim značenjem, bez obzira na to što je u poznijoj dobi bio neuspješan u traganju za 'teorijom svega', Einstein je postao istinska ikona, možda i najvažnija osoba 20. stoljeća, kako ga je titulirao časopis Time 1999.

Odnos prema ženama: Teorija nevjere

Jedna od neobičnijih strana ionako živopisne Einsteinove osobnosti njegov je odnos prema ženama, uključujući one s kojima je bio u braku. U jednom od pisama napisanih 1953. pokušao je utješiti prijateljicu koja je otkrila da je muž vara, savjetujući joj da to 'ne uzima osobno' jer je nevjera u skladu s ljudskom naravi.

'Siguran sam da znaš da većina muškaraca, a i dobar broj žena, nije prirodno monogamna. Njihova prava priroda izbit će još snažnije ako im konvencije i okolnosti stanu na put', napisao joj je, dodajući da je 'gorko voće' za sve to kad muškarac prisiljava sebe na monogamiju.

Kako se čini, to je bila tema o kojoj je i osobno puno znao. Bio je nevjeran prvoj supruzi Milevi Marić, ma koliko inače bio vezan uz nju, da bi je na koncu napustio i nakon razvoda oženio dotadašnju ljubavnicu Elsu, rođakinju u drugom koljenu. No ni to ga nije zaustavilo - i dalje je imao brojne afere, posebno na putovanjima. Inače, njegov drugi brak i inače nije bio idiličan jer Elsa nije podnosila njegovu neurednost i nedostatak higijenskih navika.

Ono što posebno privlači pažnju je otvorenost kojom Einstein i u životu i u brojnim pismima razvija svoje komplicirane poglede na muško-ženske odnose. Recimo, prije razvoda od Mileve jasno joj je rekao da će se opet oženiti da sačuva reputaciju dviju odraslih Elsinih kćeri. A smatrao je da se za Milevu pobrinuo tako što joj je proslijedio sav novac od Nobelove nagrade.

U pismima pokazuje veliku sklonost onome što bismo danas zvali 'slobodna ljubav'. Dok je bio u braku s Elsom, održavao je vezu s tajnicom Betty Neumann i čak joj predlagao da žive utroje, ali je ona to odbila. Kad je Elsa otkrila muževljevu vezu sa svojom prijateljicom Ethel Michanowski, Einstein je supruzi smireno objasnio da 'svatko treba raditi ono u čemu uživa i da ne ugrožava nikoga drugog'.