Das Internet ist voll von Online-Quizzen und Umfragen, von der Frage, welcher „Friends“-Figur Sie angehören, bis hin zu der Frage, wen Sie wählen werden.
Aber die BBC hat ihre Leser vor kurzem etwas viel Tiefgründigeres gefragt: Was ist die schönste Gleichung, die je geschrieben wurde?
Wissenschaftler und Mathematiker sagten der BBC, dass die Dirac-Gleichung (siehe unten) den Vogel abschießt.
„Ästhetisch gesehen ist sie elegant und einfach“, sagte der Physiker Jim Al-Khalili gegenüber BBC Earth. Diese Gleichung ist sehr aussagekräftig, vor allem wegen ihrer Bedeutung und der Rolle, die sie in der Geschichte der Physik des 20. Jahrhunderts gespielt hat.“
Bislang stimmen die Leser mit mehr als einem Drittel ihrer Stimmen zu.
Hier ist der Grund dafür, mit Erklärungen zu zwei der Top-Platzierten für die „schönste Gleichung“.“
Die Dirac-Gleichung
Der Physiker Paul Dirac war ein Zeitgenosse Albert Einsteins und teilte sich 1933 den Nobelpreis mit Erwin Schrödinger für seine Beiträge zur Quantentheorie, aber seine Gleichung ist etwas komplexer als das, was im Physikunterricht in der Schule behandelt wurde.
Diracs Gleichung verband Einsteins spezielle Relativitätstheorie, die sich mit dem Verhalten von Objekten bei Lichtgeschwindigkeit befasst, mit der Quantenmechanik, die die Aktivität sehr kleiner Teilchen beschreibt.
Indem er die Gleichung fand, die erklärt, wie sich Elektronen drehen, wenn sie sich der Lichtgeschwindigkeit nähern, machte Dirac die ersten Schritte zu dem, was wir heute als Quantenfeldtheorie kennen und sagte die Existenz von Antimaterie voraus.
Als Dirac selbst zu seiner Gleichung befragt wurde, antwortete er: „Ich fand sie schön.“
Und anscheinend stimmt die BBC-Leser- und Wissenschaftlerjury dem zu.
Eulers Identität
Diese Identitätsgleichung des Schweizer Mathematikers, der als „Mozart der Mathematik“ bekannt ist, sieht viel einfacher aus als die von Dirac. Aber in ihrer scheinbaren Einfachheit gelang es Leonhard Euler, einige der grundlegendsten Prinzipien der Mathematik (sowie 17 % der Stimmen) zu erfassen.
Die Gleichung enthält die fünf wichtigsten Zahlen der Mathematik – 1, 0, pi, i und e – mit den drei Grundoperationen, die der Mathematik Struktur verleihen: Addition, Multiplikation und Potenzierung.
Für den Fall, dass Sie eine Auffrischung brauchen:
Der Buchstabe „i“ steht für eine imaginäre Zahl, die Quadratwurzel aus -1; während „e“ eine mathematische Konstante ist, die ungefähr 2,71828 entspricht – aber wie Pi ist sie irrational.
Die Einfachheit der Gleichung hat definitiv etwas Befriedigendes. Außerdem ist sie in praktisch allen Bereichen der Mathematik von großer Bedeutung.
Pi
Dies ist wahrscheinlich der Kandidat, an den du dich am besten aus der High School erinnerst. Es beschreibt das Verhältnis zwischen dem Radius eines Kreises und seinem Umfang. Auch hier handelt es sich um eine irrationale Zahl, die aber ungefähr 3,14159 entspricht. Siehe?
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Wir können grobe Berechnungen von Pi bis zu den alten Babyloniern zurückverfolgen – vor etwa 4.000 Jahren – aber es ist immer noch unglaublich nützlich. Sie hilft uns bei der Entdeckung von Planeten, beim Start von Raumschiffen und erscheint sogar in der Doppelhelix der DNA.
„Ich sage meinen Studenten, dass sie einfach keine Seele haben, wenn diese Formel sie nicht völlig umhaut“, sagte der Mathematiker Chris Budd gegenüber BBC Earth. „Sie kann dazu verwendet werden, die Geometrie der Welt zu beschreiben.“
Und genau das ist es, was die schönsten Gleichungen gemeinsam haben: Sie mögen zwar kompliziert erscheinen (ich schaue dich an, Dirac), aber sie beschreiben einfache mathematische Wahrheiten, die bereits in der Welt vorhanden sind, in menschlichen Begriffen.
Und was gibt es Schöneres als das?