今天,3月14日,是一个有趣的日子。
对技术迷、理工爱好者、数学发烧友来说,这一天是“π日”,是“国际数学日”,也是伟大的物理学家爱因斯坦的生日。
公元5世纪,中国数学家祖冲之第一次将π值精确至小数点后第七位,即在3.1415926到3.1415927之间。如今,这个世界上最著名的无理数已经被计算到了小数点后105万亿位。实际上,即使在需要高度精确的航天领域,精确到小数点后15位左右的圆周率已经足够使用,但人们对它的计算和探究仍未停止,它似乎有一种魔力,吸引着一代又一代的数学迷们。
因为圆周率迷人的魅力,1988年,旧金山科学博物馆的物理学家Larry Shaw组织了一场活动:参与者围绕博物馆纪念碑做3又1/7圈的圆周运动,并一起享用水果派,分享π的知识。这被认为是“π日”最初的源头。
2019年11月26日,联合国教科文组织第四十届大会上正式宣布将每年3月14日定为国际数学日。国际数学联盟制作了9种语言版本的“国际数学日”标识,并为这个日子建立了一个官方网站。2020年3月14日成为人类第一个“国际数学日”,主题是“数学无处不在”。2025年3月5日,公布了今年,也就是第六个国际数学日的主题——“数学、艺术与创意”。
圆周率π是每个孩子在学校里都最为熟悉的数学常数。而还有一位孩子们非常熟悉的人物与“3.14”这个数字有关,他就是爱因斯坦,他的生日是1879年3月14日。
虽然和这位物理学上的“大人物”很熟悉,但大多数人接触他都是通过书籍或者影视作品。那么在广州,在我们身边,有没有一些地方可以看到和他有关的东西呢?还真有,就在正佳自然科学博物馆。就陈列在馆方精于正佳科学馆内精心模拟打造的爱因斯坦房间中。

正佳科学馆里“爱因斯坦的房间”

爱因斯坦亲笔签名
正佳自然科学博物馆里收藏着一份珍贵的爱因斯坦亲笔签名。大家现在在展厅中就能看到它的样子。馆方相关负责人介绍,2022年,正佳科学馆进入到关键的建设和展品展项筹备阶段,为了给广大观众带来更丰富的参观体验,除了开发制作科学互动展项、科学家蜡像外,科学家签名、手稿也成为正佳科学馆的藏品征集目标,经过一番努力,最终通过国外拍卖网站征集到珍贵的爱因斯坦、爱迪生等科学家亲笔签名藏品,让广大观众有机会与伟大科学家来一次近距离的“互动”。
而在今年的3月14日,正佳科学馆也策划了特别系列活动,邀请大家一同深度探寻这位伟大科学家的传奇人生与卓越科学理论。馆内丰富多元的展项与互动体验,既能满足大家探索宇宙奥秘的好奇心,也能让人们真切领略爱因斯坦思想的深远影响。

爱因斯坦蜡像
比如,在正佳天文馆的蜡像馆区域,大家可以和栩栩如生的爱因斯坦蜡像合影。

馆中模拟的“虫洞隧道”

“虫洞”内的时空穿梭示意展项

科学馆入口处的“虫洞”
而在正佳科学馆入口处,最吸睛的当属虫洞展项。馆方专家介绍,“虫洞”概念由爱因斯坦和罗森提出,也叫“爱因斯坦-罗森桥”,就像宇宙里连接不同时空区域的捷径。在这里,观众无须精通复杂理论,便能沉浸于奇妙时空隧道。进入虫洞后抬头可见,各种色彩的恒星如《星球大战》中光速飞船场景般飞速掠过。工作人员介绍,光速飞船采用的曲率引擎,通过扭曲时空,让飞船前方空间收缩、后方空间膨胀实现超光速飞行,这一设想正是基于爱因斯坦相对论中时空可弯曲的理论,与常规飞船引擎原理大相径庭。

寻梦九霄宇航服

寻梦九霄
在正佳科学馆全新 的“寻梦九霄”展厅中,大家能看到我国宇航员在航天任务中使用的宇航服。在太空中的宇航员要考虑爱因斯坦相对论造成的影响。根据广义相对论,引力会对时间产生影响,具体来说,引力越强,时间流逝越慢。对于我们平时经常使用的卫星定位系统而言,这一理论有着重要意义。定位卫星处于距离地球约2万千米的太空中,那里的引力比地球表面要弱。在较弱引力场中的定位卫星上的时钟会比地球表面的时钟快一些,大约每天快45微秒。如果不考虑广义相对论的这种时间膨胀效应,卫星定位系统的定位误差就会不断累积,每天会产生大约10千米的定位偏差。所以,科学家们在设计和运行GPS系统时,必须精确地考虑并校正广义相对论带来的时间变化,以确保这套系统能够为地球上的用户提供高精度的定位、导航和授时服务。这也充分体现了广义相对论在现代科技中的重要性和实际应用价值。
文/广州日报新花城记者 卜松竹
图/正佳自然科学博物馆提供
视频/广州日报新花城记者 卜松竹
广州日报新花城编辑 戴雨静