加州理工学院数学系所在的林德楼门厅里,装饰着一块金属板。金属板上有很多孔,乍一看排列得非常不规则。
我们把镜头拉近,能看得更清楚。
上图右上角有3个孔,然后是一个独特的长条形洞,然后是1个孔、4个孔、1个孔、5个孔…… 读者应该已经看明白了,这些孔表示的是圆周率,3.1415……
在实际计算中,圆周率常用的近似值是3.14。所以3月14日这个日期被称为“圆周率日”,英语是Pi Day。
2015年3月14日,加州理工学院师生用各种方式组成的数字
图源:加州理工学院
因为Pi跟Pie同音,所以庆祝Pi Day经常要吃馅饼。
加州理工学院学生在圆周率日排队领取馅饼
图源:加州理工学院
爱因斯坦的生日恰好是3月14日,我们送给他一个插着生日蜡烛的馅饼。
爱因斯坦(1879.3.14—1955.4.18)
摄影:Arthur Sasse
图源:crushpixel.com
圆周率是一个在数学和自然科学里经常出现的常数。爱因斯坦最伟大的工作,广义相对论,里面的爱因斯坦场方程中就出现了。
爱因斯坦之后最著名的物理学家是霍金,他为广义相对论作出了巨大贡献。霍金逝世于三年前的3月14日,让我们同样缅怀这个伟大的灵魂。
《生活大爆炸》剧组在霍金去世当天发的推特
下图是霍金在西敏寺的墓碑石,铭刻着黑洞“霍金辐射”的温度公式,同样出现了圆周率。
图源:西敏寺
除了霍金之外,还有一位探索宇宙的物理学家,1983年诺贝尔物理学奖得主,威廉·福勒,也逝世于3月14日。
福勒获诺贝尔奖后得到一件写着“核炼金术士”的球衣
图源:加州理工学院档案
福勒得到诺贝尔奖后,被人称为“核炼金术士”。为什么呢?因为他最著名的一篇论文是跟玛格丽特·伯比奇、杰弗里·伯比奇和弗雷德·霍伊尔一起写的《恒星内部的元素合成》,描述了恒星内部通过核合成反应而形成化学元素的过程。这篇论文通常按四位作者的首字母简称为B2FH论文。
B2FH四位作者在福勒60岁生日庆祝会上,福勒得到一个火车模型作为生日礼物
图源:剑桥大学圣约翰学院
B2FH论文的一部分,有很多
福勒在加州理工学院获得博士学位,后来一直在那里任教,而爱因斯坦和霍金都跟加州理工学院有着不解之缘。
加州理工学院位于洛杉矶附近的帕萨迪纳市,气候温暖。从1931年到1933年,爱因斯坦在加州理工学院连续度过了三个冬天。
1932年,爱因斯坦在他所居住的加州理工学院教师俱乐部
图源:加州理工学院档案
这张著名照片是1933年在加州理工学院校董Ben Meyer位于圣巴巴拉的家中拍摄的
图源:加州理工学院档案
当时加州理工学院的校长密立根想把爱因斯坦聘请为教授,但是爱因斯坦最终还是选择了普林斯顿高等研究院。
1931年,密立根与爱因斯坦在加州理工学院
图源:加州理工学院档案
尽管如此,加州理工学院仍然把爱因斯坦当作自己的骄傲。《爱因斯坦全集》编辑部就在加州理工学院。《爱因斯坦全集》第一卷出版于1987年,今年准备出版第十六卷,大概平均两年出版一卷。计划还要再出版十几卷,按现在的速度还得三十多年才能出全。
《爱因斯坦全集》编辑部
密立根是加州理工学院第一位诺贝尔奖得主。在他主政期间,加州理工学院从一所地方高校发展成为世界一流大学,拥有了鲍林、摩尔根、冯·卡门等一批泰斗级科学家。
鲍林、摩尔根、冯·卡门
图源:加州理工学院档案
密立根最著名的工作是测量电子电荷的油滴实验。在密立根油滴实验里,电子的电荷由公式计算出来,其中也有圆周率。
密立根有一位中国学生袁家骝,是袁世凯的孙子。1942年,袁家骝与吴健雄在密立根家中举行婚礼,钱学森为婚礼拍摄了影片。吴健雄夫妇跟爱因斯坦也很熟。据他们的孙女袁婕塔说,爱因斯坦曾到医院看望产后的吴健雄。
密立根夫妇参加袁家骝与吴健雄的婚礼
吴健雄闻名于世的工作是用实验证实了李政道与杨振宁提出的宇称不守恒定律。李政道和杨振宁因此而获得了1957年诺贝尔物理学奖。
吴健雄论文里用来说明宇称不守恒的一幅插图,里面也出现了。
李政道和杨振宁关于宇称不守恒的原始论文里也有圆周率
杨振宁先生跟爱因斯坦在普林斯顿高等研究院做过五六年同事,但他很遗憾的一件事就是没有跟爱因斯坦合过影。爱因斯坦去世后,李政道先生也在普林斯顿高等研究院工作过两年。
李政道和杨振宁在普林斯顿高等研究院
图源:普林斯顿高等研究院
杨李二人曾写过两篇统计物理论文,爱因斯坦很感兴趣,请他们到自己办公室里讨论,交流了一个多小时。下面就是这两篇论文的截图,都有圆周率。