Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Fysik

5 banebrydende kvindelige matematikere

Karen Uhlenbeck var den første kvinde, der vandt Abel -prisen, matematikkens "nobelpris". Andrea Kane/Institute for Advanced Study

I 2019, Karen Uhlenbeck blev den første kvindelige modtager af Abelprisen, den højeste pris i matematik (der er ingen nobelkategori for matematik). Prisen var en anerkendelse af Uhlenbecks banebrydende arbejde inden for geometriske partielle differentialligninger og målingsteori, kendt som det matematiske sprog i teoretisk fysik.

Uhlenbecks banebrydende indsigt har anvendelser inden for partikelfysik, strengteori og generel relativitet. Men hun er ikke den eneste berømte kvindelige matematiker derude. Lad os møde nogle andre, i kronologisk rækkefølge.

1. Emmy Noether (1882-1935):Hendes sætning ændrede den videnskabelige verden

Matematiker og kosmolog Ruth Gregory sagde engang, "Det er svært at overvurdere betydningen af ​​Noeters arbejde i moderne fysik." Ja, mens det er svært for os lægfolk at vikle vores hoveder rundt om det, "Noethers sætning" er en af ​​de store videnskabelige indsigter i det forrige århundrede og lagde grunden til abstrakt algebra og teoretisk fysik.

Født i Tyskland i slutningen af ​​1800 -tallet af en matematikerfar, Emmy Noether måtte ikke officielt tilmelde sig universitetet, som kun var mænd. Så hun reviderede klasser, bestod alle sine eksamener og fik sin bachelorgrad. Hun fik senere en ph.d. på et andet universitet, der endelig accepterede kvinder, men ikke fik lov til at varetage en lærerstilling.

I 1915, et år efter at Albert Einstein offentliggjorde sin generelle relativitetsteori, den unge Noether, derefter blev en ulønnet lektor ved universitetet i Göttingen indkaldt af en gruppe af verdens førende matematikere til at hjælpe med at løse et problem med Einsteins revolutionære tyngdekraft. Uberørt, hun beviste, hvorfor generel relativitet ikke strider mod den etablerede lov om bevarelse af energi.

Tre år senere, hun udgav sin egen banebrydende sætning om det matematiske forhold mellem bevaringslove og noget, der kaldes symmetri. Noeters sætning - hvilket ikke er en teori, men et matematisk bevis - beviste, at enhver bevaringslov (energi, momentum, vinkelmoment, osv.) var bundet til en tilhørende symmetri i naturen. Før dette, videnskabsmænd havde ikke indset, at disse var relaterede.

Med Noethers matematiske værktøj, fysikere udviklede standardmodellen, som beskriver de svages interaktioner, stærke og elektromagnetiske kræfter. Og Noeters sætning hjælper nu med at forklare sorte hullers adfærd og eksistensen af ​​mørkt stof.

2. Katherine Johnson (1918-):NASAs 'Human Computer'

Udødeliggjort af skuespillerinden Taraji P. Henson i 2016 -filmen "Hidden Figures, "Katherine Johnson var en banebrydende på flere måder end én. Som en sort kvinde, der voksede op i adskilt West Virginia, hun brød igennem forankrede racemæssige barrierer i både uddannelse og beskæftigelse for at blive en nøglefigur i succesen med Amerikas tidlige rumprogram, herunder John Glenn's orbitale mission fra 1962.

Anerkendt for sin matematiske glans i en tidlig alder, Johnson skred gennem skolen og tog tidligt eksamen på det historisk sorte West Virginia State College. Efter at have undervist på sorte folkeskoler i et par år, hun blev bedt om at være en af ​​tre studerende til at integrere kandidatuddannelserne ved West Virginia University i 1939. Hun tog imod udfordringen, men endte med at forlade programmet, da hun og hendes mand besluttede at stifte familie.

Johnson blev hjemme, ligesom de fleste kvinder i hendes generation, at opdrage sine tre unge døtre i det næste årti, til sidst tilbage til undervisning i lokale skoler. Men hendes liv ændrede sig for altid, da en slægtning fortalte hende om en helt sort computerafdeling på det, der i 1952 blev kendt som National Advisory Committee for Aeronautics (NACA). Johnson og hendes familie flyttede til Virginia for at være tæt på Langley -forskningsfaciliteten, hvor hun hurtigt imponerede sine chefer med sine hurtige og præcise beregninger.

NASA -matematiker Katherine Johnson (C) og Ezra Edelman (R) og Caroline Waterlow (L), vindere af bedste dokumentarfilm for "O.J .:Made in America" ​​poserer i presserummet under 2017 Academy Awards i Hollywood, Californien. Filmen "Hidden Figures, "delvist baseret på Johnsons liv, blev hædret ved ceremonien. Frazer Harrison/Getty Images

Johnson, kendt som en af ​​NASAs "menneskelige computere, "kørte nøgleberegninger til beregning af baneanalyser og orbitale stier for nær-jord-satellitter. Hendes lysende øjeblik kom under forberedelserne i sidste øjeblik til Glenns Friendship 7-mission, den første til at sende en amerikansk astronaut i kredsløb. Angst for at efterlade sin skæbne i hænderne på primitive computere, Glenn beordrede sine flyingeniører til at "få pigen" til at køre beregningerne i hånden. "Hvis hun siger, at de er gode, "Johnson husker, at Glenn sagde, "så er jeg klar til at gå."

I 2015, Barack Obama tildelte 97-årige Johnson Presidential Medal of Freedom, og NASA fejrede sin 100-års fødselsdag i 2018.

3. Cathleen Morawetz (1923-2017):Genial problemløser

Nogle geniale matematikere foretrækker at dykke dybt ned i abstrakte ideer og teoretiske principper, men ikke Cathleen Morawetz, en canadisk matematiker, der anvendte sine evner til at løse nogle af de mest komplekse virkelige problemer inden for fysik.

Ligesom Noether, Morawetz far var en dygtig matematiker og fysiker. Og i en slående parallel, Morawetz blev vejledt som doktorand ved New York University (NYU) af Richard Courant, en af ​​Noethers mentorer tilbage i Göttingen. Efter at have optjent sin ph.d. Morawetz tilbragte resten af ​​sin forsknings- og undervisningskarriere på NYU, hvor hun til sidst blev den første kvindelige direktør for Courant Institute of Mathematical Sciences.

Morawetz er bedst kendt for sine matematiske teknikker relateret til bølgeudbredelse kendt som "Morawetz-uligheden" og "Morawetz-estimatet." I 1956, hun var den første til at bevise, at intet flys flybladdesign helt kunne eliminere stødbølger ved supersonisk hastighed. Dette tillod ingeniører at designe vinger, der ville minimere stødene frem for at forsøge at fjerne dem. Hun fortsatte med at udføre matematisk forskning i ikke -lineær bølgespredning ved forhindringer. Hendes arbejde er centralt inden for områderne hyberboliske og blandede-typiske differentialligninger, avanceret matematik, der bruges af ingeniører til at modellere virkelige interaktioner med forskellige typer bølgeformer.

Morawetz var ikke kun et certificeret geni, men også en dedikeret mentor for kvindelige matematikere på NYU. Blandt hendes mange priser og anerkendelser var National Medal of Science i 1998, den første kvindelige matematiker, der modtog den.

4. Karen Uhlenbeck (1942-):Første kvinde til at vinde matematikkens 'nobel'

Som et barn, Karen Uhlenbeck elskede at læse, hvilket fik hende til at interessere sig for videnskab. Hun studerede på NYU's Courant Institute og fik sin ph.d. fra Brandeis i 1968. Da hun gik på jobjagt, hun husker, "De steder, der er interesseret i min mand - MIT, Stanford, og Princeton - var ikke interesserede i at ansætte mig. "Selvom universiteterne formulerede det på grund af" nepotismregler, ”hun troede, det var fordi hun var en kvinde.

Hun modtog til sidst et MacArthur Prize Fellowship i 1983 og blev udnævnt til professor ved University of Texas i Austin i 1987, hvor hun blev i tre årtier. Hendes forskning fokuserede på geometriske partielle differentialligninger og målingsteori og hjalp med at fremme strengteori og partikelfysik. Hendes arbejde i krydset mellem matematik og fysik fik hende til at modtage Abel -prisen for matematik i 2019, første gang var det gået til en kvinde.

Udover at blive rost som en af ​​de vigtigste matematikere i det 20. århundrede, Uhlenbeck er en lidenskabelig fortaler for at øge antallet af kvinder i matematik, lancering af flere programmer til opmuntring af kvinder, såvel som børn, at blive mere involveret i matematik.

5. Maryam Mirzakhani (1977-2017):Math Star Extinguished Too Soon

I 2014, 37 år gammel, Maryam Mirzakhani blev den første kvinde og den første iraner, der vandt Fields -medaljen, en topmatematikpris uddelt hvert fjerde år til fremragende forskere under 40. Tragisk nok, Mirzakhani døde i 2017 efter en lang kamp med brystkræft.

Født og opvokset i Teheran under krigen mellem Iran og Irak, Mirzakhani tog eksamen fra Sharif University og fik sin ph.d. ved Harvard, hvor hun studerede geometrien for hyperboliske overflader som teoretiske doughnut-formede objekter og andre lige så uigennemsigtige emner.

Da hun blev bedt om at beskrive sin forskning i "tilgængelige termer, "Mirzakhani fortalte The Guardian, "De fleste problemer, jeg arbejder med, er relateret til geometriske strukturer på overflader og deres deformationer. Især Jeg er interesseret i at forstå hyperbolske overflader. Nogle gange kan egenskaber ved en fast hyperbolsk overflade bedre forstås ved at studere det moduli -rum, der parametrerer alle hyperboliske strukturer på en given topologisk overflade. "

Har du alt det?

Kendt for sin patient og metodiske tilgang til at løse komplekse teoretiske problemer, Mirzakhani flammende spændende nye stier, da hendes rejse blev afkortet. Forhåbentlig inspirerer hendes barriere-sprængende sejr i Fields-medaljen den næste generation af unge kvindelige matematikere.

"Jeg synes ikke, at alle skal blive matematikere, men jeg tror på, at mange elever ikke giver matematik en reel chance, ”Sagde Mirzakhani i samme interview.” Jeg klarede mig dårligt i matematik i et par år på mellemskolen; Jeg var bare ikke interesseret i at tænke over det. Jeg kan se, at matematik kan se meningsløs og kold ud uden at være begejstret. Matematikkens skønhed viser sig kun for mere tålmodige tilhængere. "

Lær mere om kvinder i matematik i " Power in Numbers:The Rebel Women of Mathematics "af Talithia Williams. HowStuffWorks vælger relaterede titler baseret på bøger, vi tror, ​​du vil kunne lide. Skulle du vælge at købe en, vi modtager en del af salget.

Nu er det interessant

Den første kvindelige matematiker kan have været Hypatia, der døde omkring 415 CE Hun arbejdede sammen med sin far med at oversætte og skabe kommentarer til klassiske matematiske begreber samt producere sine egne om geometri og talteori. En hedning, Hypatia var populær blandt de fleste kristne og hedninger, der deltog i de timer, hun underviste i sit hjem. Men hun blev myrdet af en vred skare af kristne, der blev rasende over hendes foredrag om neoplatonisme.

Oprindeligt udgivet:28. mar. 2019

Kvindelige matematikere

Hvem var den første kvindelige ingeniør på NASA?
Mary Jackson var den første kvindelige ingeniør på NASA.
Hvem er matematikeren "Hidden Figures"?
Katherine Johnson var NASA -matematikeren, der blev spillet af Taraji P. Henson i filmen "Hidden Figures" fra 2016.
Hvor mange kvinder arbejder på NASA?
NASA's arbejdsstyrke er kun omkring en tredjedel af kvinderne. Ifølge en NASA -undersøgelse, kvinder udgør kun 28 procent af ledende stillinger i ledende stillinger og kun 16 procent af ledende videnskabelige medarbejdere.
Hvor mange kvindelige matematikere er der?
Ifølge National Science Foundation, af alle doktorgrader tildelt i matematik og statistik i USA, mindre end 30 procent går til kvinder, og procentdelen af ​​disse doktorgrader tildelt kvinder faldt fra 29,6 procent til 28,5 procent fra 2006 til 2016.
Hvem er verdens matematiker nr. 1?
Carl Gauss betragtes ofte som den største matematiker nogensinde for sine bidrag til talteori, geometri, sandsynlighedsteori og mere.