Pi Day 2022 – Eine mathematische Pi-jama-Party
2022 beginnt das Wetter und die geopolitische Harmonie betreffend ausbaufähig: Erst machte sich die Sonne lange im Norden rar, dafür gaben sich Stürme die Klinke in die Hand und tanzten wild auf der Beaufort-Skala. Außerdem herrscht Krieg, und wir bangen um und mit Verwandten, Bekannten und Freund*innen in der Ukraine, aber auch in Russland – beide Länder teilen übrigens eine traditionsreiche, prächtige Mathematikkultur.
Also machen es sich die Physikerin Anna-Lena Lorenz und die Mathematikerin Mila Runnwerth bei einer π-jamaparty zum diesjährigen Pi Day einfach gemütlich.
Wir gönnen uns, na klar, Pie, spielen Bach und Schach, steigen dann auf die Sofasportarten Handarbeit und Netflix um. Dazu laden wir alle ein, die ebenfalls Braingasms von der Mathematik bekommen. Los geht’s.
π mal Daumen
Zuerst backen wir, Pi(e). Denn heute feiern alle mathematisch-naturwissenschaftlich Interessierten nicht nur den Pi-Day, sondern auch einen ganz besonderen Geburtstag. Niemand geringeres als Albert Einstein, Begründer der Relativitätstheorie, Nobelpreisträger und engagierter Antifaschist, würde heute 143 Jahre alt.
Also, raus die Backschüssel, schnell den Ofen auf 170°C vorgeheizt und los. Als erstes schlägt Mila 180g Butter mit 150g Zucker, einem Päckchen Vanillezucker und ein wenig Salz schaumig, dann gibt sie vier Eier dazu. Währenddessen mischt Anna-Lena 110g Mehl, ebenso viel Speisestärke und einen Teelöffel Backpulver. Während Mila weiterrührt, streicht Anna-Lena die Mehlmischung durch ein Sieb in den Teig hinein. Wir füllen die Masse in unsere Kuchenform um und begegnen dabei bereits zum ersten Mal der Zahl Pi, denn wie sonst könnten wir das Volumen unserer Schüssel berechnen? Während der Kuchen 45min im Ofen backt und die Küche langsam mit einem wundervoll süßen Duft erfüllt, lesen wir ein wenig mehr über Einstein. Wusstet ihr beispielsweise, dass Einstein den Nobelpreis gar nicht für seine Arbeiten zur Relativitätstheorie erhalten hat, sondern für die Entdeckung des photoelektrischen Effekts? Damals galt die Relativitätstheorie noch als zu umstritten, heute ist sie Teil eines jeden Physikstudiums. Doch Albert Einstein interessierte sich nicht nur für die Physik, sondern war auch politisch engagiert. So setzte er sich beispielsweise für Menschenrechte und den Frieden ein, zum Beispiel für internationale Rüstungskontrolle. Ein Thema, das heute so aktuell erscheint wie damals.
Mitten in unserem Gespräch werden wir von der Eieruhr unterbrochen. Unser Kuchen ist fertig und nachdem wir ihn mit Puderzucker und Blüten dekoriert haben, landet er direkt auf dem Teller.
Wohltemperiertes Duett
Nachdem wir das Gemüt nun mit Kuchen warm eingepackt haben, frönen wir der Musik, Schwester der Mathematik unter den Strukturwissenschaften. Wir nehmen uns das Lieblingsstück vieler Mathematiker*innen vor: Bachs Wohltemperiertes Klavier, Präludium und Fuge Nummer 16. Symmetrie, Kombinatorik, gefällige Verhältnisse bzw. schelmische Brüche damit; sie lassen sich alle veranschaulichen. Mustererkennung macht hier richtig viel Spaß.
Anna-Lena behält den Überblick am Klavier, während Mila das tut, was Kontrabassist*innen am besten können: Grundton auf der Eins und hin und wieder die Dominante verschlafen. Die Tastenvirtuosin, ganz Naturwissenschaftlerin, staunt über Bachs Gespür für die Naturgesetze in der Musik. Die Saitenfundamentalistin hat noch keinen Frieden damit gefunden und stänkert herum, dass es nur kulturelle Gewöhnung sei.
Wir wollen es genauer wissen. Doch selbst nachdem wir das Buch Let’s Calculate Bach 3 konsultiert haben, sind wir nicht schlauer, ob Bach ein gewiefter Freizeitmathematiker war oder ob er einfach ein Ohr für natürliche Wohlklänge hatte. Wir sind uns einig, dass die Grenze zwischen Religion und Wissenschaft bei diesem Komponisten fließend ist.
Noch ein bisschen Pie?
DIY-Geometrie
Jetzt machen wir es uns auf dem Sofa gemütlich und häkeln. In der Mathematik gibt es tatsächlich seit Jahren Geeks, die sich mit Handarbeit austoben und auf Konferenzen Strickzirkel abhalten. Die lettisch-US-amerikanische Mathematikerin Daina Taimina veröffentlichte bereits 2009 Crocheting Adventures with Hyperbolic Planes. Als 2014 Maryam Mirzakhani als erste Frau mit der Fields-Medaille geehrt wurde, versuchten wir, ihre Arbeit anhand gehäkelter hyperbolischer Flächen zu veranschaulichen. Mittlerweile ist daraus sogar ein Kunstwerk entstanden.
Die beiden Künstlerinnen Margaret und Christine Wertheim haben sogar eine Häkelanleitung (PDF) veröffentlicht für mathematisch interessierte Handarbeitende (oder andersherum).
Wir beide sind eher Strickliesel. So richtig regelmäßig sehen unsere Maschen nicht aus, doch gehen die Schlampigkeiten im Gekräusel der negativen Krümmung unter.
Zufrieden betrachten wir unsere hübschen Minikorallen und essen noch ein Stück Pie.
Chess, Drugs & Rock’n’Roll
Auf Netflix schauen wir The Queen’s Gambit, eine intelligente, einfühlsame Serie mit gewaltiger Bildsprache und eine Reflexion darüber, warum unter Mathematiker*innen Schach oft nicht nur ein Hobby, sondern eine Besessenheit ist. Die Miniserie portätiert das Schicksal des fiktiven, tragischen Schachwunderkindes Elizabeth ‘Beth’ Harmon.
Wir begleiten die Protagonistin nicht nur durch Schachpartien, sondern auch durch ein traumatisiertes Leben, in dem sich ihre Mutter, eine psychisch kranke Mathematikerin (Klischee, ick hör dir trapsen!) umgebracht hat, ihr erster Schwarm sich als homosexuell herausstellt und sie ihre Adoptivmutter nach dem ersten jemals verlorenen Spiel tot im Hotelzimmer vorfindet. Die Protagonistin ist so einsam wie genial, dabei von sich selbst überwältigt, sodass sie in Tabletten- und Alkoholsucht hineintaumelt.
Nach Jahren im Waisenhaus mit nur einem einzigen Kleid blüht Beth zu einer modebewussten Frau heran. Als solche wird sie erst ernst genommen, nachdem sie ihre fast ausschließlich männlichen Gegner nicht nur besiegt, sondern dies auch in ungewöhnlich aggressiver Manier tut. Auf eine sensible und kluge Art kokettiert die Serie mit Stereotypen, die im Setting der 1960er wie unter dem Brennglas hervortreten.
Und natürlich die Duelle: Mit Hilfe von Schachweltmeister Magnus Carlsen versuchen wir auf YouTube die Spiele am Brett nachzuvollziehen – danach gibt es keine Zweifel mehr, dass Schach eine Sportart ist. Viele Partien sind tatsächlichen Begegnungen von Großmeistern nachempfunden und mit einem eigenen Twist weiterentwickelt. Der elegante Habitus der Spielenden ist eine Hommage, zum Beispiel der gedankenverlorene Blick an die Decke, bekannt von Großmeister Alexander Ivanov. Das große Finalspiel basiert auf einer Partie von 1993 zwischen Patrick Wolff und Vassily Ivanchuk. Unter der fachlichen Begleitung Garry Kasparovs wird Schach hier nicht als kriegerische Metapher dargestellt, sondern als intellektuelle Ästhetik. Dieser Geist zieht sich durch die ganze Serie. Bei einem Interview schildert Beth ihr Verhältnis zu dem Spiel und meint dabei so viel mehr:
An dieser Stelle können wir den Bogen zur Mathematik schlagen. Schach lässt sich nicht nur als kombinatorische Problemstellung der Mathematik verstehen, sondern sinnbildlich für die klare Ästhetik eines in Axiomen eingehegten Denkens, welches nicht mit Ambivalenzen oder irrationalen Unwägbarkeiten vernebelt ist. Und so ist es nicht verwunderlich, dass die Dichte an Bundesligaschachspieler*inne*n nirgends so groß ist, wie in der Mathematik, gefolgt von der Physik.
Wir verlieren uns in Diskussionen über Schach, Feminismus, Geschlechterklischees, Sozialkompetenz von Mathematiker*innen und Wunderkindern allgemein.
Es ist nun kurz vor Mitternacht. Der Pie ist alle.
Erknobelte Glückshormone
Haben wir heute eigentlich schon generdlet? Die meisten sind der Wordle-Sucht bereits verfallen. Wir beide bevorzugen das Logik-Pendant Nerdle (https://nerdlegame.com/), bei dem es Gleichungen herauszufinden gilt. Anders als Wordle ist der Rateanteil niedriger, dafür der Kombinationsspaß größer. Anna-Lena braucht vier Versuche, löst das Rätsel dafür aber in drei Minuten. Mila schafft es schon in drei Versuchen, schummelt aber mit dem Taschenrechner und braucht sage und schreibe zwölf Minuten. Derweil ist Anna-Lena eingeschlafen und kuschelt sich in ihre gestrickte Häkelkoralle. Was für ein schöner Pie Day!
Und das Allerschönste: Wir müssen uns nicht ein Jahr gedulden bis zum nächsten Mathe-Mega-Event, denn die Verleihung der Fields-Medaille findet heuer am 6. Juli statt. Wir sind natürlich virtuell dabei.
Koordinatorin für Community Building und Training für den ORKG und NFDI4DataScience / Community Building and Training Coordinator for ORKG and NFDI4DataScience.
Nicht nur meine Kolleginnen haben den PI-Day mit ihrem wunderbaren Beitrag gefeiert – nochmals vielen Dank dafür! Auch arXiv.org hat den Pi-Day um 3:14pm am Times Square gewürdigt: https://twitter.com/arxiv/status/1503407455069519879.
Die Erklärung „What is PI“ gibt es noch dazu https://www.youtube.com/watch?v=SWOTuhrXYFM.
Bach und Schach, Mathe und Physik,
verschränkt mit etwas Lyrik.
Die Rätsel des Universums,
Raum und Zeit mit etwas Heiterkeit.
ZAUBER DER MUSIK
Wir woll’n musizieren und singen,
uns freuen, wenn Lieder erklingen.
Wir genießen die herrliche Musik,
sie ebnet uns den Weg ins Glück.
Das Reich der wunderbaren Töne
eröffnet und das wirklich Schöne
Ob wir nun traurig sind oder heiter,
uns begleitet ständig die Tonleiter.
Wir sehen Opern und Operetten,
lauschen Kantaten und Motetten.
Wir sitzen brav in Klavierkonzerten,
ertragen auch Heavy Metal Härten.
In der Kirche erfreut uns Orgelspiel,
die Tonkunst ist immer feines Ziel.
Die Musik hat uns viel zu geben,
Musik gehört einfach zum Leben.
SCHACHMATT
Könige liebten dieses Spiel,
Schach dem König des Spieles Ziel.
Mit Konzentration und Fantasie
verfolgt man Taktik und Strategie.
Grünsteinvariante und Gambit
vorgetragen mit Witz und Esprit.
Läuferattacken und Rösselsprung
bringen die Partie richtig in Schwung.
Die Türme zeigen ihre Schlagkraft,
schon kleinste Fehler werden bestraft.
Es wird rochiert, man schlägt en passant,
opfert Bauern und Dame elegant.
Sind die Truppen auch arg dezimiert,
der König wird mutig attackiert;
dabei in die Enge getrieben,
bis ihm kein Ausweg ist geblieben.
Man hat gekämpft und alles gewagt,
nun wird freudig Schachmatt angesagt.
MATHEMATIKER
Die Mathematik erfordert Wissen,
doch nicht als ewiges Ruhekissen.
Für die mathematischen Prozesse
braucht es Geist und Akkuratesse.
Man erwartet wegweisende Ideen,
Mathematiker müssen vorangeh’n.
Sie lieben Summen und Differenzen
genauso wie Wurzeln und Potenzen.
Vektorrechnung und Trigonometrie,
wie auch die Algebra begeistern sie.
Differential, Integral – ganz egal,
sie beherrschen Infinitesimal.
Sie quadrieren und interpolieren,
wollen ständig mit Zahlen jonglieren.
Sie steh’n auf Euklid und Pythagoras,
haben an Logarithmen großen Spaß.
Sie bearbeiten Funktionen versiert,
die Kurvendiskussion wird geführt.
Extremwerte sind gar kein Problem,
sie lösen jedes Gleichungssystem.
Sie führen die kniffligsten Beweise,
berechnen flott Trapeze und Kreise.
Das alles ohne den geringsten Frust,
Mathematik ist ihnen eine Lust.
Nach Musik, Schach und Mathematik
zu unserm Glück noch etwas Physik.
Newtons Gesetze sind phänomenal,
Einstein modernisierte sie genial.
Nobelpreis und stets für den Frieden,
solche Leute bräuchte man hinieden.
Max Planck und die Quanten,
in aller Munde, doch kaum verstanden.
Mit Fotoeffekt und Wirkungsquantum
schlägt man sich an jeder Schule herum.
EINSTEIN RELATIV LYRISCH
Zeit ist relativ,
man hat sie leider nie.
Einstein forschte intensiv,
offenbarte sein Genie:
Konstant bewegt sich das Licht,
schneller geht es nunmal nicht.
Ein weiteres Resultat: E = m c ²
Er brachte die Raumzeit ins Spiel,
eine Feldgleichung war das Ziel.
Masse krümmt umgebenden Raum –
Revolutionäres war gedacht,
Wissenschaft vorangebracht.
DAS SCHWARZE LOCH
Ein kosmisches Schwergewicht,
zu keiner Diät bereit.
Sternenstaub das Hauptgericht,
verschmäht wird keine Mahlzeit.
Die Materie superdicht,
stark verbogen die Raumzeit.
Dem Monster entkommt kein Licht,
Gefängnis für die Ewigkeit.
Der Ereignishorizont ist Grenze,
dahinter ist einfach Sense.
TEILCHENPHYSIK
Ewig bleibt steh’n keine Mauer,
nichts im Weltall ist von Dauer.
So zerfällt nach einem Weilchen
auch noch das kleinste Teilchen.
Nukleonen winzig klein,
der größte Galaxienverein;
was am Himmel sehen wir,
der Mensch und alles Getier –
So schön auch der Bibelbericht,
einen Gott brauchte es wohl nicht.
DUNKLES UNIVERSUM
Am Anfang war der Urknall,
um uns herum der Nachhall.
Das Weltall in Expansion
Milliarden Jahre nun schon.
Es sind dabei die Galaxien
einander rasant zu entflieh’n.
Da ist keine Wende in Sicht,
irgendwann geht aus das Licht.
Dunkle Materie ist rätselhaft,
dunkle Energie nicht minder.
Das Wissen ist noch lückenhaft,
man kommt nicht recht dahinter.
Es braucht wohl wieder ein Genie,
gar eine neue Theorie.
Des Universums Architektur –
Was ist der Sinn von allem nur?
DIE WELT DER STERNE
Deklination und Rektaszension
bestimmen die Sternposition.
Die Parallaxe indessen
hilft uns beim Entfernung messen.
Mehr Erkenntnisse bringt uns dann
das Hertzsprung-Russel Diagramm.
Der Sterne Aufbau und Wesen
an der Stellung abzulesen.
Wir sehen Sterne blau und rot,
neugeboren, auch kurz vorm Tod;
oder uns’rer Sonne ähnlich,
mittelalt und leuchtend gelblich.
Da gibt es Riesen und Zwerge
verschiedenster Leuchtstärke;
Solisten und Mehrfachsterne,
recht nah und in weiter Ferne.
All dieser Sonnen Profession
ist im Innern die Kernfusion.
Eruption und Protuberanz
sind nur oberflächlicher Tanz.
Sternenheimat sind Galaxien,
die mit ihnen durchs Weltall zieh’n.
Meist von Planeten umgeben,
gibt’s ohne Sterne kein Leben.
Die Sterne sind bis zum Ende
Geburtsort der Elemente.
Nach dem Eisen ist damit Schluss,
von den Sternen ein letzter Gruß.
Für Elemente superschwer
muss eine Supernova her.
Der Mensch, ein Kind der Sterne,
betrachtet’s aus der Ferne.
SUPERMOND
Der Mond über Haus und Wiese
zeigt sich heut‘ als wahrer Riese.
Als ob er uns in der Krise
hier unten nicht allein ließe.
Der Erde treuer Begleiter
stimmt uns mal traurig, mal heiter;
berührt das menschliche Gemüt,
gebannt man ihm ins Antlitz sieht.
Verliebte mögen den Mondschein,
sind mit sich und dem Mond allein.
Mondsüchtige treibt er aufs Dach,
auch Tiere bleiben länger wach.
Ohne Mond kämen wir in Not,
er hält die Erdachse im Lot.
Höchste Zeit, dass ein Astronaut
mal wieder nach Frau Luna schaut.
DER ROTE PLANET
Wenn man so auf Mars schaut,
rostrot schimmert seine Haut.
Der äußere Nachbar der Erde
ist ein ziemlich kalter Gefährte.
Halb so groß, von ähnlicher Gestalt,
der Mensch will ihn besuchen bald.
Der Planet ist mal nah, mal fern,
zieht exzentrisch um uns’ren Stern.
Dünn ist seine Atmosphäre,
früher gab’s wohl sogar Meere.
Vieles wird man noch ergründen,
vielleicht Lebensspuren finden.
LEBEN IM WELTALL
Sind wir im Universum allein,
ist weit draußen nur totes Gestein?
Zahllose Sterne am Himmel steh’n,
zahllose Planeten daneben.
Sollte man nirgendwo Leben seh’n,
zu höchster Komplexität streben?
Von Mikroben könnte es wimmeln
unter herrlichen Exo-Himmeln.
Sterne entstehen und vergehen,
das ist im All Normalgeschehen.
Wir alle kommen von den Sternen,
wo die Elemente geboren.
Kein Atom in des Kosmos Fernen
geht im großen Zyklus verloren.
So werden in allen Galaxien
Lebenskeime ihre Kreise zieh’n.
ASTRO-FREUNDE 🌠🪐🌜🔭
Sie blicken zu Mond und Sternen,
sind den Planeten auf der Spur;
reisen zu des Weltalls Fernen,
wenn auch mit Teleskopen nur.
Unterwegs in finsterer Nacht,
im Banne der himmlischen Pracht.
Licht aus, Sterne an, klare Sicht;
viel mehr brauchen sie dazu nicht.
Auch mit Physik ist nun Schluss,
an die Damen ein lieber Gruß.😉
Rainer Kirmse , Altenburg
Herzliche Grüße aus Thüringen