Denník N

Takmer neznámi géniovia: Emmy Noetherová

Isaac Newton, Carl Friedrich Gauss, Charles Darwin, Dmitrij Ivanovič Mendelejev, Albert Einstein, Emmy Noetherová, to sú mená najväčších titanov vedy, tých, ktorých prínos k ľudskému poznaniu je obrovský a nepopierateľný. Skoro všetky tieto mená sú známe aj ľuďom, ktorí o vede nevedia skoro nič. Kto je však Emmy Noetherová?

Keď o niekom sám veľký Einstein povie, že bol „najgeniálnejším tvorivým duchom medzi ženami od doby, kedy im bolo umožnené vyššie vzdelávanie“, musí to byť niekto veľmi významný. A Emmy Noether, geniálna nemecká matematička, si to plne zaslúži. A nie je titankou iba medzi ženami, svoje miesto má medzi všetkými vedcami bez rozlišovania takej nepodstatnej veci, ako je pohlavie. Pre nás v súčasnosti nepochopiteľnou kuriozitou však je, že jedna z najväčších vedeckých osobností histórie svoje prvé platené akademické miesto získala po päťdesiatke. Takýto bol až na pár výnimiek osud väčšiny žien vo vede až do polovice dvadsiateho storočia.

Emmy Noetherová sa narodila do rodiny matematika Maxa Noethera, profesora matematiky v Erlangene.  Genetický základ na kariéru matematičky teda mala ideálny. Veda bola pevne zakorenená v rodine Noetherovcov, Emmin brat Alfred študoval chémiu a jej ďalší brat Fritz bol podobne ako Emmy matematikom. Dokonca aj Fritzovi synovia sa venovali matematike a chémii.

Mladé ženy na konci devätnásteho storočia však mohli o akademickej kariére akurát tak snívať. Emmy mala okrem iných aj talent na jazyky. Vďaka tomu spravila v osemnástich rokoch štátne skúšky z francúzštiny a angličtiny a tým získala aprobáciu na učenie týchto jazykov. Emmy sa však rozhodla inak, chcela študovať na Univerzite v Erlangene matematiku. To však bol problém, ženy v tej dobe v Nemecku jednoducho nemohli študovať na univerzite oficiálne. Emmy tak mohla navštevovať prednášky iba s povolením prednášajúcich ako hosťujúca poslucháčka. Aj vďaka tomu však mohla v roku 1903 úspešne zmaturovať a od zimného semestra 1903/04 po povolení prijímania žien na vysoké školy nastúpila oficiálne na štúdium matematiky na slávnej Univerzite v Göttingene. Tam navštevovala prednášky takých velikánov ako Hermann Minkowski, Felix Klein a David Hilbert. Po roku sa však Emmy vrátila na Univerzitu v Erlangene, kde v roku 1907 získala ako druhá žena v histórii univerzity doktorát. Nasledujúcich sedem rokov však nemohla byť ako žena zamestnaná na univerzite oficiálne, ale pracovala bez akéhokoľvek príjmu na Matematickom inštitúte, kde občas zastupovala svojho otca pri prednáškach. Popri tom začala aj publikovať výsledky svojich výskumov najmä v oblasti abstraktnej algebry, čím si získala dobré meno v matematickej komunite.

Jej pozoruhodné publikácie si všimol aj najväčší matematik začiatku dvadsiateho storočia, David Hilbert, ktorý ju pozval v roku 1915 na Univerzitu v Göttingene. V súčasnosti by ešte len tridsaťtriročná matematička bez problémov získala miesto docentky. Pred sto rokmi bolo však postavenie žien vo svete vedy iné. Paradoxom (ale možno nie až takým veľkým) bolo, že jej nástup na miesto docentky zablokovali najmä zástupcovia filozofickej fakulty, podľa ktorých by ženy nemali vystupovať v akademických pozíciách. Dali by sa zmieniť aj ich mená, ale… jednoducho si ich história nepamätá, pretože jej asi nič veľké nedali. Emmy Noetherová jej však dala práve počas priam až ilegálneho pobytu na Univerzite v Göttingene veľa, medzi inými aj slávnu Noetherovej vetu. Napriek tomu, že jej primárnou oblasťou záujmu bola abstraktná algebra, v ktorej dosiahla dôležité objavy, najznámejším sa stal jej výlet do oblasti teoretickej fyziky.

Po skončení prvej svetovej vojny, proti ktorej Noetherová ako zarytá pacifistka otvorene vystupovala, nová Weimarská republika priniesla aj trochu viac práv pre ženy. Vďaka tomu v roku 1919 sa Emmy habilitovala a o tri roky neskôr jej pruský minister vedy, umenia a verejného vzdelávania udelil titul „nicht beamteter ausserordentlicher Professor „, čo je vlastne neplatené miesto mimoriadnej profesorky. Našťastie jej kolegovia a najmä David Hilbert boli rozhľadenejší a progresívnejší ako vtedajšia úradná moc (takto to ostalo až doteraz a asi sa to nikdy nezmení), takže Emmy nielenže netrela biedu, ale mohla aj školiť študentov. Patrili medzi nich napríklad Max Deuring, Hans Fitting, Zeng Jiongzhi, či Wolfgang Krull. Emmy bola prísna, no matematike a študentom plne oddaná učiteľka. Bola tým typom, ktorý študenti najprv nemajú radi, pretože vyžaduje veľa, ale potom, keď ju bližšie spoznajú, prídu na to, že nenájdu lepšiu učiteľku, ktorá by ich naučila viac.

V tridsiatych rokoch dvadsiateho storočia nastali pre Emmy Noetherovú, intelektuálku z židovskej rodiny so sociálno-demokratickým presvedčením, ťažké časy. Nástup Hitlera k moci znamenal nárast antisemitských nálad aj na Univerzite v Göttingene. Árijskí študenti vyžadovali árijskú matematiku, nie židovskú matematiku. To je ďalší dôkaz toho, aká hlúpa ideológia to bola, keďže matematika je len jedna. Emmy bola nútená odísť z Nemecka. Dostala dve ponuky, jednu z Oxfordu, druhú z Bryn Mawr, vybrala si tú druhú, americkú. Vo veku 51 rokov tak získala prvé platené miesto v živote. Emmy bola v Bryn Mawr veľmi šťastná, mohla sa venovať milovanej matematike a dostávalo sa jej veľkej podpory od kolegov. V apríli 1935 jej však diagnostikovali rakovinu. Po úspešnej operácii bohužiaľ nastali komplikácie a 14. apríla 1935 opustila tento svet.

Čo je tým, čo stavia Emmy Noetherovú na úroveň velikánov, ako sú Newton, Gauss, Darwin, Mendelejev, či Einstein? Je to práve po nej pomenovaná veta, ktorú dokázala vo svojom článku s názvom „Invariante Variationsprobleme“ z roku 1918. Tá hovorí, že existuje hlboký vzťah medzi symetriami a zákonmi zachovania. Veľmi pekne sa dá aplikovať na najznámejšie zákony zachovania. Zákon zachovania energie hovorí, že v izolovanej fyzikálnej sústave je celková energia nemenná, čiže nie je funkciou času a je práve dôsledkom symetrie v čase. Podľa zákona zachovania hybnosti môžeme zadefinovať, že ak je výslednica vonkajších síl nulová, hybnosť sústavy hmotných bodov je konštantná. To je dôsledkom translačnej (translácia je posun) symetrie v priestore. Zákon zachovania momentu hybnosti nám hovorí o tom, že v uzavretej rotujúcej sústave sa nemení celkový moment hybnosti, a je dôsledkom rotačnej symetrie v priestore. Takto je to so všetkými zákonmi zachovania, všetky sú dôsledkami nejakej formy symetrie.

Dopad Noetherovej vety na fyziku dvadsiateho aj dvadsiateho prvého storočia je obrovský. Práve spojenie symetrií a zákonov zachovania prinieslo veľké objavy v rôznych oblastiach fyziky, od kvantovej fyziky až po fyziku čiernych dier. Na druhej strane, uvedomenie si vzťahu symetrie a fyzikálnych zákonov a možnosti narušenia symetrie doviedlo napríklad aj Petra Higgsa k jeho teórii Higgsovho poľa. Každá moderná fyzikálna teória vychádza z poznania symetrie. Emmy Noetherová tak spravila zo symetrie, dovtedy branej ako viac-menej bezcenný vedľajší produkt, „ozdôbku“ fyzikálnych teórií, fundamentálny princíp fungovania nášho vesmíru. Preto môže táto žena hrdo stáť po boku najväčších géniov svetovej vedy.

Text je súčasťou blogov Denníka N, nie je redakčným obsahom.
Administrátorov blogov môžete kontaktovať na adrese blog@dennikn.sk.

Teraz najčítanejšie