En 2019, Karen Uhlenbeck est devenue la première femme lauréate du prix Abel , le prix le plus élevé en mathématiques (il n'y a pas de catégorie Nobel pour les mathématiques). Le prix était en reconnaissance du travail pionnier d'Uhlenbeck dans les équations aux dérivées partielles géométriques et la théorie de la jauge, connue comme le langage mathématique de la physique théorique .
Les connaissances révolutionnaires d'Uhlenbeck ont des applications en physique des particules, en théorie des cordes et en relativité générale. Mais elle n'est pas la seule mathématicienne célèbre. Rencontrons-en d'autres, par ordre chronologique.
1. Emmy Noether (1882-1935): son théorème a changé le monde scientifique
La mathématicienne et cosmologiste Ruth Gregory a dit un jour : "Il est difficile de surestimer l'importance du travail de Noether dans la physique moderne." En effet, alors qu'il est difficile pour nous laïcs d'envelopper la tête, le "théorème de Noether" est l'une des grandes connaissances scientifiques du siècle dernier et a jeté les bases de l'algèbre abstraite et de la physique théorique.
Née en Allemagne à la fin du XIXe siècle d'un père mathématicien, Emmy Noether n'a pas été autorisée à s'inscrire officiellement à l'université, qui était réservée aux hommes . Elle a donc vérifié les cours, réussi tous ses examens et obtenu son diplôme de premier cycle. Elle a ensuite obtenu un doctorat. dans une autre université qui a finalement accepté des femmes mais n'a pas été autorisée à occuper un poste d'enseignant.
En 1915, un an après qu'Albert Einstein eut publié sa théorie générale de la relativité, le jeune Noether, alors professeur non rémunéré à l'Université de Göttingen, fut convoqué par un groupe des plus grands mathématiciens du monde pour aider à résoudre un problème avec la vision révolutionnaire d'Einstein sur la gravité. Imperturbable, elle a prouvé pourquoi la relativité générale ne va pas à l'encontre de la loi établie de conservation de l'énergie.
Trois ans plus tard, elle a publié son propre théorème révolutionnaire établissant la relation mathématique entre les lois de conservation et ce qu'on appelle la symétrie . Le théorème de Noether - qui n'est pas une théorie, mais une preuve mathématique - a prouvé que toute loi de conservation (énergie, quantité de mouvement, moment cinétique, etc.) était liée à une symétrie associée dans la nature. Avant cela, les scientifiques n'avaient pas réalisé qu'ils étaient liés.
Avec l'outil mathématique de Noether, les physiciens ont développé le modèle standard , qui décrit les interactions des forces faibles, fortes et électromagnétiques. Et le théorème de Noether aide désormais à expliquer le comportement des trous noirs et l'existence de la matière noire.
2. Katherine Johnson (1918-): «Human Computer» de la NASA
Immortalisée par l'actrice Taraji P. Henson dans le film " Hidden Figures " de 2016 , Katherine Johnson a été une pionnière à plus d'un titre. En tant que femme noire grandissant dans la Virginie-Occidentale isolée, elle a franchi les barrières raciales enracinées dans l'éducation et l'emploi pour devenir une figure clé du succès du premier programme spatial américain, y compris la mission orbitale de John Glenn en 1962.
Reconnue pour sa brillance mathématique dès son plus jeune âge, Johnson a poursuivi ses études à toute vitesse et a obtenu son diplôme tôt au West Virginia State College, historiquement noir. Après avoir enseigné dans des écoles publiques noires pendant quelques années, on lui a demandé d'être l'une des trois étudiantes à intégrer les programmes d'études supérieures de l'Université de Virginie-Occidentale en 1939. Elle a accepté le défi, mais a fini par quitter le programme quand elle et son mari ont décidé de le faire. Fonder une famille.
Johnson est restée à la maison, comme la plupart des femmes de sa génération, pour élever ses trois jeunes filles pendant la prochaine décennie, avant de retourner finalement enseigner dans les écoles locales. Mais sa vie a changé à jamais lorsqu'un membre de sa famille lui a parlé d'un département informatique entièrement noir dans ce qui était connu en 1952 sous le nom de Comité consultatif national de l'aéronautique (NACA). Johnson et sa famille ont déménagé en Virginie pour être à proximité du centre de recherche de Langley, où elle a rapidement impressionné ses patrons avec ses calculs rapides et précis.
Johnson, connu comme l'un des «ordinateurs humains» de la NASA, a effectué des calculs clés pour calculer l'analyse de trajectoire et les trajectoires orbitales des satellites proches de la Terre. Son brillant moment est venu lors des préparatifs de dernière minute de la mission Glenn's Friendship 7, la première à envoyer un astronaute américain en orbite. Soucieux de laisser son destin entre les mains d'ordinateurs primitifs, Glenn a ordonné à ses ingénieurs de vol de «demander à la fille» d'exécuter les calculs à la main. "Si elle dit qu'ils sont bons", se souvient Johnson en disant Glenn, "alors je suis prêt à partir."
En 2015, Barack Obama a décerné à Johnson, 97 ans, la Médaille présidentielle de la liberté et la NASA a célébré son 100e anniversaire en 2018.
3. Cathleen Morawetz (1923-2017): ingénieuse solution de problèmes
Certains mathématiciens brillants préfèrent plonger profondément dans des idées abstraites et des principes théoriques, mais pas Cathleen Morawetz, une mathématicienne canadienne qui a appliqué ses compétences à la résolution de certains des problèmes réels les plus complexes de la physique.
Comme Noether, le père de Morawetz était un mathématicien et physicien accompli. Et dans un parallèle frappant , Morawetz a été encadré en tant que doctorant à l'Université de New York (NYU) par Richard Courant, l'un des mentors de Noether à Göttingen. Après avoir obtenu son doctorat, Morawetz a passé le reste de sa carrière de chercheur et d'enseignante à NYU, où elle est finalement devenue la première femme directrice du Courant Institute of Mathematical Sciences.
Morawetz est surtout connue pour ses techniques mathématiques liées à la propagation des ondes connues sous le nom d '« inégalité de Morawetz » et d' «estimation de Morawetz». En 1956, elle fut la première à prouver qu'aucune conception de profil aérodynamique ne pouvait éliminer complètement les ondes de choc à une vitesse supersonique. Cela a permis aux ingénieurs de concevoir des ailes qui minimiseraient les chocs plutôt que d'essayer de les éliminer. Elle poursuivra ses recherches mathématiques sur la diffusion non linéaire des ondes par les obstacles. Son travail est au cœur des domaines des équations aux dérivées partielles hyberboliques et mixtes, mathématiques avancées utilisées par les ingénieurs pour modéliser les interactions du monde réel avec différents types de formes d'onde.
Morawetz n'était pas seulement un génie certifié, mais aussi un mentor dévoué pour les mathématiciens à NYU. Parmi ses nombreux prix et distinctions figurait la National Medal of Science en 1998, la première mathématicienne à la recevoir.
4. Karen Uhlenbeck (1942-): première femme à remporter le «Nobel» de mathématiques
Enfant, Karen Uhlenbeck adorait lire, ce qui l'a amenée à s'intéresser aux sciences. Elle a étudié au Courant Institute de NYU et a obtenu son doctorat. de Brandeis en 1968. Lorsqu'elle est allée à la recherche d'un emploi, elle se souvient : "Les endroits intéressés par mon mari - le MIT, Stanford et Princeton - n'étaient pas intéressés à m'embaucher." Bien que les universités l'aient formulé comme étant dû aux « règles du népotisme », elle croyait que c'était parce qu'elle était une femme.
Elle a finalement reçu une bourse du prix MacArthur en 1983 et a été nommée professeur à l'Université du Texas à Austin en 1987, où elle est restée pendant trois décennies. Ses recherches se sont concentrées sur les équations aux dérivées partielles géométriques et la théorie des jauges et ont contribué à faire progresser la théorie des cordes et la physique des particules. Son travail à l'intersection des mathématiques et de la physique lui a valu de recevoir le prix Abel de mathématiques en 2019, la première fois qu'il était allé à une femme.
En plus d'être salué comme l' un des mathématiciens les plus importants du XXe siècle , Uhlenbeck est un ardent défenseur de l'augmentation du nombre de femmes en mathématiques, lançant plusieurs programmes pour encourager les femmes, ainsi que les enfants, à s'impliquer davantage dans les mathématiques.
5. Maryam Mirzakhani (1977-2017): Math Star éteint trop tôt
En 2014, à 37 ans, Maryam Mirzakhani est devenue la première femme et la première Iranienne à remporter la médaille Fields , un grand prix de mathématiques décerné tous les quatre ans à des universitaires exceptionnels de moins de 40 ans. Tragiquement, Mirzakhani est décédée en 2017 après une longue bataille avec cancer du sein.
Née et élevée à Téhéran pendant la guerre Iran-Irak, Mirzakhani est diplômée de l'Université Sharif et a obtenu son doctorat. à Harvard, où elle a étudié la géométrie des surfaces hyperboliques comme des objets théoriques en forme de beignet et d'autres sujets tout aussi impénétrables.
Lorsqu'on lui a demandé de décrire sa recherche en «termes accessibles», Mirzakhani a déclaré au Guardian : «La plupart des problèmes sur lesquels je travaille sont liés aux structures géométriques sur les surfaces et à leurs déformations. En particulier, je m'intéresse à la compréhension des surfaces hyperboliques. Parfois, les propriétés d'un fixe La surface hyperbolique peut être mieux comprise en étudiant l'espace des modules qui paramètre toutes les structures hyperboliques sur une surface topologique donnée. "
Vous avez tout ça?
Connue pour son approche patiente et méthodique de la résolution de problèmes théoriques complexes, Mirzakhani a ouvert de nouvelles pistes passionnantes lorsque son voyage a été écourté. Espérons que sa victoire écrasante de la médaille Fields inspire la prochaine génération de jeunes mathématiciens.
"Je ne pense pas que tout le monde devrait devenir mathématicien, mais je pense que de nombreux étudiants ne donnent pas une chance réelle aux mathématiques", a déclaré Mirzakhani dans la même interview. «J'ai eu de mauvais résultats en mathématiques pendant quelques années au collège; je n'étais tout simplement pas intéressé à y penser. Je peux voir que sans être excité, les mathématiques peuvent sembler inutiles et froides. La beauté des mathématiques ne se montre qu'à des adeptes plus patients. . "
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Maintenant c'est intéressant
La première mathématicienne était peut-être Hypatia , décédée vers 415 de notre ère. Elle a travaillé avec son père sur la traduction et la création de commentaires de concepts mathématiques classiques ainsi que sur la production des siens sur la géométrie et la théorie des nombres. Païenne, Hypatie était populaire auprès de la plupart des chrétiens et des païens, qui assistaient aux cours qu'elle enseignait chez elle. Mais elle a été assassinée par une foule de chrétiens en colère qui étaient furieux de ses conférences sur le néoplatonisme.
Publié à l'origine: 28 mars 2019
