НАУКА
Могучий математик, которого вы никогда не слышали
основы
Автор NATALIE ANGIER 26 марта 2012 г.
Продолжить чтение основной статьи Поделиться этой страницей
Поделиться
чирикать
Эл. адрес
Больше
Сохранить
[ Как страница Science Times на Facebook. | Подпишитесь на информационный бюллетень Science Times. ]
Ученые - это знаменитая анонимная партия, но мало кто может сравниться в глубинах своей извращенной и незаслуженной неизвестности математического гения 20-го века Амали Нетер.
Альберт Эйнштейнназвал ее самым «значительным» и «креативным» математиком-женщиной всех времен, а другие ее современники были склонны отказаться от модификации по полу. Она придумала теорему, которая объединила с магистерской речью два концептуальных столпа физики: симметрию в природе и универсальные законы сохранения. Некоторые рассматривают теорему Нётер, как она теперь называется, столь же важна, как теория относительности Эйнштейна; это подрывает большую часть сегодняшних авангардных исследований в области физики, включая охоту за всемогущимбозон Хиггса, Но сама Нётер остается совершенно неизвестной не только широкой общественности, но и многим членам научного сообщества.
Когда Дэйв Голдберг, физик из Университета Дрекселя, который написал о своей работе, недавно принял небольшой «опрос Нейтера» нескольких десятков коллег, студентов и онлайн-последователей, он был ошеломлен результатами. «Неожиданно мало кто мог сказать точно, кто она и почему она важна, - сказал он. «Несколько других знали ее имя, но не могли вспомнить, что она сделала, и большинство никогда не слышало о ней».
Нётер (произносится как NER-ter) родился в Эрлангене, Германия, 130 лет назад в этом месяце. Поэтому самое время противостоять хроническому пренебрежению и праздновать жизнь и работу блестящего теоретика, чья непоколебимая любовь к числу номеров и нерациональное чувство юмора помогли ей преодолеть серьезные недостатки - во-первых, будучи женщиной в Германии в то время, когда большинство немецких университетов «Я принимаю студентов-женщин или нанимаю профессоров-женщин, а затем являюсь еврейским пацифистом в разгар нацизма».
Через все это, Нётер был очень плодовитым математиком, публикуя новаторские работы, иногда под мужским именем, в разреженных областях абстрактной алгебры и теории колец. И когда она применила свои уравнения к вселенной вокруг нее, она обнаружила некоторые из ее основных правил, например, как связаны время и энергия, и почему это, как сказал физик Ли Смолин из Института периметра, «что езда на велосипеде безопасно."
Продолжайте читать основную историю
Реклама
Продолжайте читать основную историю
Рэнсом Стивенс, физик и писатель, широко читающий лекции по Нётеру, сказал: «Вы можете сделать убедительное доказательство того, что ее теорема является основой, на которой строится вся современная физика».
Нётер пришел из математической семьи. Ее отец был выдающимся профессором математики в университетахHeidelbergи Эрланген, и ее брат Фриц завоевали известность как прикладной математик. Эмми, как она была известна на протяжении всей своей жизни, начала изучать английский, французский и фортепиано - предметы, более социально приемлемые для девушки, - но ее интересы вскоре превратились в математику. Не имея возможности закончить учебу в Университете Эрлангена, Эмми просто проверила все курсы, и она закончила так хорошо на своих выпускных экзаменах, что ей был предоставлен эквивалент степени бакалавра.
Она поступила в аспирантуру в Геттингенский университет, прежде чем вернуться в университет Эрлангена, где она получила докторскую степень. Она познакомилась со многими ведущими математиками того времени, включая Дэвида Гильберта иФеликс Клейн, который сделал для бутылки то, что Август Фердинанд Мебиус сделал для полосы. Ярость Нётера была очевидна для всех, кто работал с ней, и ее мужские наставники неоднократно занимались своим делом, пытаясь найти ей преподавательскую позицию - еще лучше, заплатившую.
«Я не вижу, что секс кандидата является аргументом против нее», - возмутился Гильберт с администрацией в Геттингене, где он пытался назначить Нётера эквивалентом доцента. «В конце концов, мы университет, а не баня». Гильберт не смог сделать свое дело, поэтому вместо этого пригласил ее на работу в качестве более или менее постоянного «приглашенного лектора»; и Нётер, достаточно подходящий, позже занялся плаванием в бассейне только для мужчин.
Фото
Теорема Эмми Нётер объединила два столпа физики: симметрию в природе и универсальные законы сохранения. Кредитные SPL / Фото исследователи
В Геттингене она преследовала свою страсть к математической инвариантности, изучая числа, которые можно манипулировать различными способами и по-прежнему оставаться постоянными. Например, в связи между звездой и ее плане форма и радиус планетарной орбиты могут меняться, но гравитационное притяжение, соединяющее одно с другим, остается неизменным - и есть ваша инвариантность.
В 1915 году Эйнштейн опубликовал свою общую теорию относительности. Математический отдел Геттингена упал «головой над ухом» вместе с ним, по словам одного наблюдателя, и Нётер начал применять свою работу по инвариантности к некоторым сложностям теории. Это упражнение в конечном итоге побудило ее сформулировать то, что сейчас называется теоремой Нетера, выражение глубокой связи между лежащей в основе геометрии Вселенной и поведением массы и энергии, которые называют дом вселенной.
То, что говорит революционная теорема, в мультяшной сущности заключается в следующем: везде, где вы находите какую-то симметрию в природе, какую-то предсказуемость или однородность частей, вы обнаружите скрытую на заднем фоне соответствующую сохранность - импульса, электрического заряда, энергии или т.п. Если велосипедное колесо радиально-симметрично, если вы можете вращать его на своей оси и оно по-прежнему выглядит одинаково во всех направлениях, ну, тогда симметричный перевод должен обеспечить соответствующее сохранение. Применяя принципы и расчеты, воплощенные в теореме Нётера, вы увидите, что это угловой момент, ньютоновский импульс, который держит велосипедистов вертикально и в движении.
Подписаться на новостиПродолжайте читать основную историю
Научные времена
Мы расскажем вам истории, которые захватывают чудеса человеческого тела, природы и космоса.
Enter your email address
Зарегистрироваться
Вы соглашаетесь получать периодические обновления и специальные предложения для продуктов и услуг The New York Times.
СМ. ПРИМЕР ПОЛИТИКА КОНФИДЕНЦИАЛЬНОСТИ ОТКАЗАТЬСЯ ИЛИ СВЯЗАТЬСЯ С НАМИ В ЛЮБОЕ ВРЕМЯ
Некоторые из соотношений, которые выходят из теоремы, являются поразительными, самыми глубокими, связывающими время и энергию. Теорема Нётера показывает, что симметрия времени - как факт, что завтра вы бросаете мяч в воздух или делаете тот же бросок на следующей неделе, не окажет никакого влияния на траекторию шара - напрямую связана с сохранением энергии, нашей старой проповедью что энергия не может быть ни создана, ни разрушена, а просто изменяется.
ADVERTISEMENT
Продолжайте читать основную историю
Связи, которые Нейтер подделал, «критичны» к современной физике, сказала Лиза Рэндалл, профессор теоретической физики частиц и космологии в Гарварде. «Энергия, импульс и другие величины мы принимаем как само собой разумеющееся значение и даже большую ценность, когда понимаем, как эти величины следуют из симметрии во времени и пространстве».
Д-р Рэндалл, автор недавно опубликованной книги « Стук на небесах» , вспомнил момент в колледже, когда ей стало известно, что автором теоремы Нётер была она. «Это было поразительно и даже захватывающе и вдохновляюще», - сказал доктор Рэндалл, признавшись: «Я был удивлен моей реакцией».
Со своей стороны, Нётер оставил мало информации о том, как она чувствовала трудности, с которыми она столкнулась, как женщина, или ее личная и эмоциональная жизнь в целом. Она никогда не выходила замуж, и если бы она занималась любовью, она не трубила их. После встречи с молодой чешской математической звездой Ольгой Таусский в 1930 году Нётер рассказала друзьям, насколько счастлива она, что женщины наконец-то получили признание в этой области, но у нее было так мало женщин-учеников, что ее много преданных учеников были известны по всему городу как мальчики Нетера.
Нётер жил для математики и ничего не заботился о домашнем хозяйстве или владении, и если ее длинные, непослушные волосы начали падать с его штифтов, когда она взволнованно рассказывала о математике, она позволяла ей падать. Она часто засмеялась и на фотографиях всегда улыбалась.
Когда несколько учеников начали демонстрировать классный вид ГитлерОна тоже смеялась над этим. Но не надолго. Нётер был одним из первых еврейских ученых, которых уволили со своего поста и заставили бежать из Германии. В 1933 году, с помощью Эйнштейна, она получила работу в колледже Брин-Маура, где, по ее словам, она была глубоко оценена, поскольку она никогда не была в Германии.
Это продолжалось недолго. Только через 18 месяцев после ее прибытия вСоединенные Штаты, в возрасте 53 лет, Нётер был оперирован для овариального киста, и умер в течение нескольких дней.
Как страница Science Times на Facebook. | Подпишитесь на информационный бюллетень Science Times.
Версия этой статьи появляется в печати 27 марта 2012 года на странице D4 нью-йоркского издания с заголовком: «Могучий математик, которого вы никогда не слышали». Заказать перепечатку | Сегодняшняя газета | Подписывайся
Продолжайте читать основную историю
СВЯЗАННЫЙ ОХВАТ
ТЕМА ВРЕМЕНИ
основы
