Broj pi (π ≈ 3,14159) nije samo matematička radoznalost — on je sastavni deo mnogih naučnih i inženjerskih proračuna. Dan broja pi slavi se 14. marta, a u muzeju Exploratorium u San Francisku proslava obično počinje u 13:59. Naučnici iz oblasti aeronautike i bioinženjeringa objašnjavaju kako pi pomaže u proračunima za svemirske letelice, komunikacione antene, analizu signala i u mikrofluidici koja omogućava brze biomedicinske testove, uključujući test za Lajms od 20 minuta.
Od raketa do istraživanja raka: Kako broj pi oblikuje naš svet
FILE - In this photo made with a long exposure, a SpaceX Falcon 9 rocket, with four private citizens onboard, lifts off from Kennedy Space Center's Launch Pad 39-A, Wednesday, Sept. 15, 2021, in Cape Canaveral, Fla. (AP Photo/John Raoux, File)(ASSOCIATED PRESS)
Math entuzijasti i ljubitelji deserta svake godine 14. marta slave Dan broja pi — datum koji podseća na prve tri cifre matematičke konstante pi. Broj pi predstavlja odnos obima kruga i njegovog prečnika i približno iznosi 3,14159, iako njegove decimale traju unedogled.
Šta je pi i zašto ga slavimo
Pi (π) je temelj mnogih matematičkih i inženjerskih proračuna. Praznik je pokrenuo fizičar Larry Shaw 1988. u muzeju Exploratorium u San Francisku. Kako kažu u muzeju, ideja je bila da se kroz jednostavnu, zabavnu manifestaciju ljude uvede u radost matematičkog razmišljanja.
„Imao je vrlo širok i otvoren pogled na svet i video je u toj matematičkoj konstanti priliku da ljude uvede u radost učenja matematike“, rekao je Sam Sharkland, direktor programa javnih događaja u muzeju, koji je sarađivao sa Shawom pre njegove smrti 2017. godine.
Proslava u Exploratoriju često uključuje paradu u kojoj posetioci nose cifre broja pi, a događaj simbolično počinje u 13:59 (1:59 p.m.) — što predstavlja naredne tri cifre iza 3.141.
Pi u svemirskim istraživanjima
Po rečima Artura Davoyana, profesora mašinskog i aeronautičkog inženjeringa na Univerzitetu Kalifornije u Los Anđelesu (UCLA), pi je prisutan u gotovo svakom izrazu koji inženjeri koriste: od izračunavanja putanja svemirskih letelica, preko svojstava materijala do dizajna pogonskih sistema i antena.
Primeri u praksi uključuju NASA-inu komunikaciju sa odavno lansiranim sondama: Voyager 1 i Voyager 2 su lansirani 1977. godine, a u međuzvezdani prostor ušli su 2012. odnosno 2018. Za precizno slanje i primanje signala potrebno je tačno poznavanje položaja Zemlje u orbiti i dizajn antena — proračuni u kojima je pi nezaobilazan.
Davoyan ističe i opšte matematičke metode: pri analizi kompleksnih signala inženjeri ih često razlažu na jednostavnije funkcije (npr. pomoću Fourierovih transformacija), pri čemu se pi prirodno pojavljuje u formulama.
Pi u biomedicini i mikrofluidici
Dino Di Carlo, predsednik Odeljenja za bioinženjering na UCLA Samueli School of Engineering, objašnjava da se pi često koristi pri radu sa malim količinama tečnosti i kapljica. U njegovim istraživanjima prave se polimerni „mikro-epruvetići“ i kapljice koje služe kao mini-reaktori za analizu ćelija.
Konstanta pi ulazi u proračune formiranja kapljica, u izračunavanja površinskog napona, kao i u kontrolu zapremine i raspada kapljica. Ti principi su ključni i za uređaje kod kojih tečnost prosto teče kroz kanale — na primer, u testovima tipa lateral flow (kućni testovi za COVID-19) pi pomaže u razumevanju bočnog protoka uzorka.
Di Carlo koristi ove tehnike i u potrazi za antitelima koja bi mogla blokirati signale koje šalju ćelije raka, a takođe je razvio brzi test za bolest Lajmsa koji daje rezultat za oko 20 minuta umesto dana ili nedelja.
Zašto je pi svuda?
Pi se pojavljuje svuda gde postoje krugovi, ciklični procesi ili talasi — od konstrukcije antena i analize radio-talasa do modelovanja protoka tečnosti i molekularnih struktura. Čak i oblici koji na prvi pogled nisu kružni mogu se matematički razložiti u niz kružnih komponenti, gde pi opet igra ulogu.
„Kao inženjer i naučnik, pi je jednostavno deo života“, kaže Di Carlo. „Možda ga uzimamo kao nešto prirodno, ali njegova primena doseže od svakodnevnih testova do svemirskih misija.“
Autor: Associated Press (prilagođeno za srpsko tržište)
Pomozite nam da budemo bolji.
