【纽约时报】伟大,却不为人知的数学家

发布: | 发布时间:2012-04-1,星期日 | 阅读:2,088
译者 Ronald999

原文:The Mighty Mathematician You’ve Never Heard Of

隐姓埋名的著名数学家很多,但很少有人比得上20世纪数学天才诺特.(A.)E.(Amalie Emmy Noether)的那种默默无闻及及与世无争。

爱因斯坦称她永远是最“杰出”和“具有创造性”的女性数学家。与她同时代的其他人则倾向于认为,她是因为性别原因才得到如此的评价。她给出的定律把两个物理学的支柱概念—对称性和普遍守恒定律联系在一起。有些人认为

诺特定律(人们现在的叫法)跟爱因斯坦的相对论可以并驾齐驱;它对当今物理学的许多先锋研究做出了很多贡献,包括对上帝希格斯玻色子的寻找。

然而诺特本人仍然完全不为人所知。不仅普通大众如此,许多科学界人士亦是如此。

德雷克塞尔大学物理学家戴夫.戈登伯格曾报道过她的成就,最近他针对一些同事、学生以及自己的追随者做了一个名为“诺特问卷”的调查,问卷结果让他吃惊非小。他说:“令人吃惊的是没有人能够准确说出她是谁,以及她为什么重要。只有少数几个人知道她的名字,但是想不起来她做过什么。而大多数人根本就没听说过她。”

Noether(读作诺特)130年前3月出生在德国的埃尔朗根。3月是一个与慢性忽略症抗争的好时节,也是一个庆祝这个杰出理论家出生和成果的好时节。她对数字坚定不移的热爱以及与生俱来的极强的幽默感帮助她度过了很多难关。因为首先,当时大多数德国大学不接收女性学生或招聘女性教授;其次,作为一名犹太反战主义者,她处于纳粹的统治之下。

诺塔度过了这些难关。她是一名多产的数学家,经常以男性署名在鲜有人涉及的抽象代数和环论领域发表一些开创性的论文。当她把自己的方程式应用到宇宙的时候,她发现了它的一些基本规则。例如时间和能量是如何连系在一起以及为何会连系在一起。正如圆周理论物理研究所的物理学家李.斯莫林所表述的,“即,骑自行车是安全的。”

兰塞姆.史蒂芬是一名物理学家和小说家,他曾做过很多关于诺特的讲座,他说:“我们能够强烈地感觉到,她的定理是近代物理学的基石。”

诺特生于一个数学世家。她的父亲是海德堡和埃尔朗根大学一名著名的数学家,她的哥哥弗里兹在应用数学领域具有很高的名望。艾美,我们知道她是从学习英语、法语和钢琴开始的,—世俗认为这些科目更适合女孩,但是,她的兴趣很快就转向了数学。然而埃尔朗根大学拒绝正式录取她,艾美仅仅是旁听了所有的课程。她在期末考试中表现非常好,因此被授予了同等的学士学位。

在重回埃尔朗根大学之前她去了哥廷根大学的研究所,在那里她以优异的成绩获得了博士学位。当时她遇到了很多著名的数学家,包括完成了奥古斯都·莫梅比斯的梅比斯环结构的大卫·希尔伯特和费利克斯·克莱因。诺特的才华在其同事中是显而易见的,她的男性导师们再三向学校申诉理由,想帮她找一份更好的,有偿的教学工作。

希尔伯特在哥廷根大学为诺特寻求一份相当于副教授的工作时,愤慨地对校方说:“我不认为求职者的性别是放弃她的理由。不管怎么样讲,我们是一个大学,不是一间澡堂子。”希尔伯特原本的计划失败了,取而代之的,他为诺特谋到一份接近固定“客座讲师”的职务;而诺特已经知足了,之后就“开始在这个只有男性的游泳池里游泳了”。

在哥廷根大学,她把自己的激情投入到了对数学恒定性的探索上。这是一项关于数字的研究,这种数字可以通过多种方式来演绎,而其恒定性却保持不变。以恒星及其行星之间的关系为例,行星轨道的形状和半径可能会发生变化,但是连系彼此的万有引力是始终不变的—这就是恒定性。

1915年,爱因斯坦发表了他的广义相对论。而哥廷根大学数学系,用一名观察员的话说,对这个论述“茫然不知所云”。诺特开始应用她的恒定性研究来剖析错综复杂的广义相对论。那种实践最终激励她构想出了她自己的理论,我们今天称之为诺特定律。这是一种关于宇宙归宿的表述,它揭示了宇宙基本几何与质量和能量活动之间的深层连系。

其本质生动地讲,这条革命性的定律所述如下:不管你在自然界的什么地方发现了某种对称性,某种可预见性或部分的同层次性,你将发现有与其一致的对应物隐身其后—动量,电荷,能量等亦是如此。如果一个自行车轮放射状对称,如果它可以顺着车轴旋转并且各个方向看起来都一样,那么,对称性肯定变相产生出对应守恒。通过对诺特定律所包含原理和计算的应用,你会明白,是角动量—牛顿推动力,保持骑自行车的人平稳前进。

便随着这条定律而涌现的一些联系是令人震惊的,意义最为深远的是时间和能量之间的联系。诺特定律表明,时间的对称性与能量守恒定律直接连系在一起,就像不管你是明天向空中抛掷球还是下周抛掷,这对球的运行轨迹是没有影响的。我们过去的说法是,我们既不能创造能量,也不能毁灭能量,只不过是改变其形式罢了。

诺特提出的这种联系对于近代物理学是“关键性的”, 哈佛大学理论粒子物理学和宇宙学教授莉萨.兰德尔说。“能量,动量,以及其他我们认为理所当然的量,只有在我们理解了这些量是如何从时间与空间的一致性推理出来的之后,它们才具有意义,甚至更大的价值。”

新出版的《敲响天堂之门》的作者兰德尔博士回忆,当她碰巧得知诺特定律的作者是一名女性时,“这让我很震惊,并且让我感到兴奋和鼓舞”,她说,接着她承认,“我对自己的反应感到很惊讶”。

关于诺特,她既没有留下什么记录来记载自己作为一个女性来面对困难时的感受,也没有记录自己私人的大致情感生活。她没有结过婚,即使有过爱情,也未对别人讲过。1930年在见过年轻的捷克数学明星奥尔加.塔士其之后,诺特告诉朋友,对于这个领域最终能接受女性她感到非常高兴,但她自己没有女弟子,当地人们知道她忠诚的学生都是“诺特童子军”。

诺特为数学而活,她对家务和财产毫不在意。如果兴奋地讲话时,那一头不羁的长发散开下来的话,她就让其散着。她经常说笑,在照片里总是面带笑容。

当几个学生身着印有希特勒的衬衫出现在她课堂上时,她也对此进行嘲笑。诺特是第一批被解雇并被迫离开德国的科学家之一。1933年,在爱因斯坦的帮助下,她在布林莫尔学院找到一份工作。她说在那儿她感到被深切地尊敬,这是她在德国从没有过的。

但这也没持续多久。在她来美国仅18个月之后,诺特进行了卵巢囊肿手术,几日后去世,享年53岁。



 

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