Im Jahr 2019 erhielt Karen Uhlenbeck als erste weibliche Empfängerin den Abel-Preis , den höchsten Preis in Mathematik (es gibt keine Nobelkategorie für Mathematik). Der Preis war eine Anerkennung für Uhlenbecks Pionierarbeit in den Bereichen geometrische partielle Differentialgleichungen und Eichentheorie, die als mathematische Sprache der theoretischen Physik bekannt ist .
Uhlenbecks bahnbrechende Erkenntnisse finden Anwendung in der Teilchenphysik, der Stringtheorie und der allgemeinen Relativitätstheorie. Aber sie ist nicht die einzige berühmte Mathematikerin da draußen. Treffen wir uns mit einigen anderen in der Reihenfolge ihrer Chronologie.
1. Emmy Noether (1882-1935): Ihr Satz veränderte die wissenschaftliche Welt
Die Mathematikerin und Kosmologin Ruth Gregory sagte einmal: "Es ist schwer, die Bedeutung von Noethers Arbeit in der modernen Physik zu überschätzen." Während es für uns Laien schwierig ist, unsere Köpfe darum zu wickeln, ist "Noethers Theorem" eine der großen wissenschaftlichen Erkenntnisse des vergangenen Jahrhunderts und legte den Grundstein für abstrakte Algebra und theoretische Physik.
Emmy Noether wurde Ende des 19. Jahrhunderts in Deutschland als Sohn eines Mathematikervaters geboren und durfte sich nicht offiziell an einer Universität einschreiben, die nur für Männer bestimmt war . Also auditierte sie Klassen, bestand alle ihre Prüfungen und erwarb ihren Bachelor-Abschluss. Sie erwarb später einen Ph.D. an einer anderen Universität, die schließlich Frauen akzeptierte, aber keine Lehrtätigkeit ausüben durfte.
1915, ein Jahr nachdem Albert Einstein seine allgemeine Relativitätstheorie veröffentlicht hatte, wurde der junge Noether, damals ein unbezahlter Dozent an der Universität Göttingen, von einer Gruppe der weltweit führenden Mathematiker gerufen, um zur Lösung eines Problems mit Einsteins revolutionärer Einstellung zur Schwerkraft beizutragen. Unbeeindruckt bewies sie, warum die allgemeine Relativitätstheorie nicht gegen das geltende Gesetz der Energieerhaltung verstößt.
Drei Jahre später veröffentlichte sie ihren eigenen bahnbrechenden Satz , der die mathematische Beziehung zwischen Naturschutzgesetzen und Symmetrie festlegt . Der Satz von Noether - der keine Theorie, sondern ein mathematischer Beweis ist - bewies, dass jedes Erhaltungsgesetz (Energie, Impuls, Drehimpuls usw.) an eine damit verbundene Symmetrie in der Natur gebunden war. Zuvor hatten Wissenschaftler nicht bemerkt, dass diese verwandt waren.
Mit dem mathematischen Werkzeug von Noether entwickelten die Physiker das Standardmodell , das die Wechselwirkungen schwacher, starker und elektromagnetischer Kräfte beschreibt. Und der Satz von Noether hilft nun, das Verhalten von Schwarzen Löchern und die Existenz von Dunkler Materie zu erklären.
2. Katherine Johnson (1918-): NASAs "Human Computer"
Katherine Johnson, die 2016 von der Schauspielerin Taraji P. Henson im Film " Hidden Figures " verewigt wurde, war in mehrfacher Hinsicht eine Vorreiterin. Als schwarze Frau, die in getrenntem West Virginia aufwuchs, durchbrach sie fest verwurzelte Rassenbarrieren sowohl in der Bildung als auch in der Beschäftigung, um eine Schlüsselfigur für den Erfolg des frühen amerikanischen Weltraumprogramms zu werden, einschließlich John Glenns Orbitalmission von 1962.
Johnson, der schon in jungen Jahren für ihre mathematische Brillanz bekannt war, raste durch die Schule und schloss früh am historisch schwarzen West Virginia State College ab. Nachdem sie einige Jahre an schwarzen öffentlichen Schulen unterrichtet hatte, wurde sie gebeten, eine von drei Studenten zu sein, um 1939 die Graduiertenprogramme an der West Virginia University zu integrieren. Sie nahm die Herausforderung an, verließ das Programm jedoch, als sie und ihr Mann sich dazu entschlossen eine Familie gründen.
Johnson blieb wie die meisten Frauen ihrer Generation zu Hause, um ihre drei jungen Töchter für das nächste Jahrzehnt großzuziehen, und kehrte schließlich zum Unterricht an örtlichen Schulen zurück. Ihr Leben änderte sich jedoch für immer, als eine Verwandte ihr von einer rein schwarzen Computerabteilung erzählte, die 1952 als National Advisory Committee for Aeronautics (NACA) bekannt war. Johnson und ihre Familie zogen nach Virginia, um in der Nähe der Langley-Forschungseinrichtung zu sein, wo sie ihre Chefs schnell mit ihren schnellen und genauen Berechnungen beeindruckte.
Johnson, bekannt als einer der "menschlichen Computer" der NASA, führte Schlüsselberechnungen zur Berechnung der Flugbahnanalyse und der Umlaufbahnen erdnaher Satelliten durch. Ihr strahlender Moment kam während der Vorbereitungen in letzter Minute für Glenns Friendship 7-Mission, die als erste einen amerikanischen Astronauten in die Umlaufbahn schickte. In der Sorge, sein Schicksal in den Händen primitiver Computer zu lassen, befahl Glenn seinen Flugingenieuren, "das Mädchen" dazu zu bringen, die Berechnungen von Hand durchzuführen. "Wenn sie sagt, dass sie gut sind", erinnert sich Johnson , sagte Glenn, "dann bin ich bereit zu gehen."
2015 verlieh Barack Obama der 97-jährigen Johnson die Presidential Medal of Freedom und die NASA feierte 2018 ihren 100. Geburtstag .
3. Cathleen Morawetz (1923-2017): Genialer Problemlöser
Einige brillante Mathematiker ziehen es vor, tief in abstrakte Ideen und theoretische Prinzipien einzutauchen, aber nicht Cathleen Morawetz, eine kanadische Mathematikerin, die ihre Fähigkeiten einsetzte, um einige der komplexesten Probleme der realen Welt in der Physik zu lösen.
Wie Noether war Morawetz 'Vater ein versierter Mathematiker und Physiker. In einer bemerkenswerten Parallele wurde Morawetz als Doktorand an der New York University (NYU) von Richard Courant, einem von Noethers Mentoren in Göttingen, betreut. Nach ihrer Promotion verbrachte Morawetz den Rest ihrer Forschungs- und Lehrkarriere an der NYU, wo sie schließlich die erste weibliche Direktorin des Courant Institute of Mathematical Sciences wurde.
Morawetz ist am bekanntesten für ihre mathematischen Techniken im Zusammenhang mit der Wellenausbreitung, die als " Morawetz-Ungleichung " und "Morawetz-Schätzung" bekannt sind. 1956 war sie die erste, die nachwies, dass kein Flugzeugprofil Stoßwellen mit Überschallgeschwindigkeit vollständig eliminieren konnte. Dies ermöglichte es den Ingenieuren, Flügel zu entwerfen, die die Stöße minimieren, anstatt zu versuchen, sie zu beseitigen. Sie fuhr fort, mathematische Forschungen zur nichtlinearen Wellenstreuung durch Hindernisse durchzuführen. Ihre Arbeit ist von zentraler Bedeutung für die Bereiche hyberbolische und gemischte partielle Differentialgleichungen, fortgeschrittene Mathematik, die von Ingenieuren verwendet wird, um reale Wechselwirkungen mit verschiedenen Arten von Wellenformen zu modellieren.
Morawetz war nicht nur ein zertifiziertes Genie, sondern auch eine engagierte Mentorin für Mathematikerinnen an der NYU. Zu ihren zahlreichen Auszeichnungen und Anerkennungen gehörte 1998 die National Medal of Science, die als erste Mathematikerin verliehen wurde.
4. Karen Uhlenbeck (1942-): Erste Frau, die den 'Nobelpreis' für Mathematik gewann
Als Kind liebte Karen Uhlenbeck das Lesen, was sie dazu brachte, sich für Wissenschaft zu interessieren. Sie studierte am Courant Institute der NYU und promovierte zum Dr. 1968 aus Brandeis. Als sie auf Jobsuche ging, erinnert sie sich : "Die Orte, die sich für meinen Mann interessierten - MIT, Stanford und Princeton - waren nicht daran interessiert, mich einzustellen." Obwohl die Universitäten es als " Vetternwirtschaftsregeln " formulierten , glaubte sie, dass es daran lag, dass sie eine Frau war.
Sie erhielt schließlich 1983 ein MacArthur Prize Fellowship und wurde 1987 zur Professorin an der University of Texas in Austin ernannt, wo sie drei Jahrzehnte blieb. Ihre Forschung konzentrierte sich auf geometrische partielle Differentialgleichungen und Eichentheorie und trug dazu bei, die Stringtheorie und die Teilchenphysik voranzutreiben. Ihre Arbeit an der Schnittstelle von Mathematik und Physik führte dazu, dass sie 2019 den Abel-Preis für Mathematik erhielt, das erste Mal, dass sie an eine Frau ging.
Uhlenbeck gilt nicht nur als einer der wichtigsten Mathematiker des 20. Jahrhunderts , sondern setzt sich auch leidenschaftlich dafür ein, die Zahl der Frauen in der Mathematik zu erhöhen. Er startet verschiedene Programme , um Frauen und Kinder zu ermutigen, sich stärker für Mathematik zu engagieren.
5. Maryam Mirzakhani (1977-2017): Math Star zu früh ausgelöscht
Mit 37 Jahren gewann Maryam Mirzakhani 2014 als erste Frau und erste Iranerin die Fields-Medaille , einen Top-Mathematikpreis, der alle vier Jahre an herausragende Wissenschaftler unter 40 Jahren vergeben wird. Tragischerweise verstarb Mirzakhani 2017 nach einem langen Kampf mit Brustkrebs.
Mirzakhani wurde während des Iran-Irak-Krieges in Teheran geboren und wuchs dort auf. Sie absolvierte die Sharif-Universität und promovierte zum Dr. in Harvard, wo sie die Geometrie hyperbolischer Oberflächen wie theoretischer Donut-förmiger Objekte und anderer ebenso unergründlicher Themen studierte.
Als Mirzakhani gebeten wurde, ihre Forschung in "zugänglichen Begriffen" zu beschreiben, sagte sie zu The Guardian : "Die meisten Probleme, an denen ich arbeite, hängen mit geometrischen Strukturen auf Oberflächen und deren Verformungen zusammen. Insbesondere bin ich daran interessiert, hyperbolische Oberflächen zu verstehen. Manchmal Eigenschaften einer festen Die hyperbolische Oberfläche kann besser verstanden werden, indem der Modulraum untersucht wird, der alle hyperbolischen Strukturen auf einer bestimmten topologischen Oberfläche parametrisiert. "
Hast du das alles?
Mirzakhani, bekannt für ihre geduldige und methodische Herangehensweise an die Lösung komplexer theoretischer Probleme, beschritt aufregende neue Wege, als ihre Reise abgebrochen wurde. Hoffentlich inspiriert ihr Barriere-Sieg über die Fields-Medaille die nächste Generation junger Mathematikerinnen.
"Ich denke nicht, dass jeder Mathematiker werden sollte, aber ich glaube, dass viele Studenten der Mathematik keine echte Chance geben", sagte Mirzakhani im selben Interview. "Ich habe ein paar Jahre in der Mittelschule schlecht in Mathe gearbeitet. Ich war einfach nicht daran interessiert, darüber nachzudenken. Ich kann sehen, dass Mathematik ohne Aufregung sinnlos und kalt aussehen kann. Die Schönheit der Mathematik zeigt sich nur für geduldigere Anhänger . "
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Die erste weibliche Mathematikerin war möglicherweise Hypatia , die um 415 n. Chr. Starb. Sie arbeitete mit ihrem Vater an der Übersetzung und Erstellung von Kommentaren klassischer mathematischer Konzepte sowie an der Erstellung eigener Kommentare zur Geometrie und Zahlentheorie. Als Heide war Hypatia bei den meisten Christen und Heiden beliebt, die an den Kursen teilnahmen, die sie in ihrem Haus unterrichtete. Aber sie wurde von einer wütenden Menge Christen ermordet, die bei ihren Vorträgen über Neuplatonismus empört waren.
Ursprünglich veröffentlicht am 28. März 2019
