Soyut cebiri icat eden kadın: Emmy Noether — Katie Mack

Katie Mack — 19 Ekim 2015 — cosmosmagazine.com

Matematikçi Emmy Noether fizikte yeni bir yaklaşımın temelini atan bir dahiydi.

Matematikçi Emmy Noether fizikte yeni bir yaklaşımın temellerinin atılmasına yardımcı oldu. Manevi Kredi: Science Photo Library/Getty Images

Doğal seçilim biyolojide neyse, Noether Savı da kuramsal fizikte odur. Kuramsal fizik hakkında bildiğimiz herşeyi kapsayan bir denklem yazsaydınız, Feynman’ın, Schrödinger’in, Maxwell’in, Dirac’ın katkısı olan terimleri o denklemde tek tek işaretleyebilirdiniz, ama denklemin üstüne “Noether” yazacak olsaydınız bütün o şeyi kaplaması gerekecekti.

Emmy Noether Bavaria’da 1882’de doğdu. Hem görgü okuluna gitmesine hem de İngilizce ve Fransızca öğretme sertifikası olmasına rağmen, babası ve erkek kardeşinin Erlangen Üniversitesi’ndeki matematik çalışmaları onun daha çok ilgisini çekti. Kadınların kaydolmasına izin yoktu, o da giriş sınavında ve denetimli derslerde büyük başarı gösterdi, ta ki Erlangen sonunda kadınları kabul edene ve o da PhD’sini alabilene kadar.

Noether araştırma işiyle uğraştı ve soyut cebir sahasını neredeyse icat etti. Bu disiplinin esası, matematiğin yapısının incelenmesi ve onun en soyut biçimine indirgenmesidir. Noether’in amacı matematiksel fikirlerin birbirleriyle nasıl ilişkilendiğini ortaya çıkarmak ve genel matematiksel yapılar inşa etmekti. Asla devrimci olduğunu öne sürmedi, ama onun çalışması matematikte yeni bir yaklaşıma temel oluşturdu.

Noether Erlangen’de çığır açacak makaleler yayınlarken hiçbir ünvanı veya maaşı yoktu; yalnız ara sıra babası hastalandığı zamanlarda onun yerine matematik derslerine girebiliyordu.

Böyle yedi yıl geçtikten sonra iki matematikçi, David Hilbert ve Felix Klein, onu Göttingen Üniversitesi’nde onlarla birlikte çalışmaya davet ettiler. Einstein’ın genel izafiyet kuramındaki kafa karıştırıcı enerji muhafazası problemini çözmesini istediler. Noether bu problemi çözerken, kuramsal fizikteki en önemli insightlardan [içgörü?] birisini üretti, o da Noether savı olarak bilinir oldu.

Einstein bu savı “yaran [penetrating] bir matematiksel düşünüş” diye tarif etti. Fakat çok basitçe beyan edilebilir: Doğada bir simetrinin bulunduğu her zaman, asli bir nicelik muhafaza edilir. Simetri, kurulumda değişiklik yaptığınızda, fiziksel sürecin — ya da onun matematiksel tarifinin — aynı kalmasını belirtir.

Örneğin ebediyen ileri geri salınan kusursuz bir sarkaç, zamana göre simetriktir. Noether savı bize zamanda-öteleme simetrisi olan herşeyde enerjinin muhafaza edildiğini söyler. Böylece sarkaç hiç enerji kaybetmez. Bunun gibi, eğer bir sistemde dönel simetri varsa, her yönde aynıca işler ve açısal momentumu muhafaza eder. Demek ki bir nesne kendi etrafında dönüyor olduğundan itibaren, dönmeye devam edecektir. Gezegenlerin yörüngelerinde gördüğümüz istikrar bu simetrilerin beraberce işlemesinin bir neticesidir: bedenlerde hem enerji hem de açısal momentumun muhafaza edilmesidir.

Noether savı sayesinde deney sonuçları ile onları yöneten fiziğin asli matematiksel tarifi arasında derin bağlantılar kurarız. Fizik üstüne böyle düşünceler, fizikçilerin Higgs bozonunu kuramlaştırmasına (Geniş Hadron Çarpıştırıcısı’nda bizzat belirmesinden uzun zaman önce) yol açabilmiş kuramsal sıçramanın temelini oluşturdu. Simetri fizikte o kadar aslidir ki, partikül fiziğinde standart model sıklıkla kendi simetri grupları ile belirtilir: U(1)×SU(2)×SU(3).

Kuramsal fizikte devrim yapmak iyi hoştu, ama Noether halen ödeme almadan çalışıyordu, sıklıkla Hilbert’in ünvanı altında dersler yapıyordu ve resmiyette onun “asistanıydı.” 1922’de, savını yayınlamasından dört yıl sonra ona küçük bir maaşla “tenürsüz doçent doktor” ünvanı verildi. Avrupa’nın her yerinde dersler verdi.

Sonra Naziler geldi. Noether Yahudiydi ve Naziler iktidara geldiğinde işsiz kalmıştı. Noether Amerika’ya uçtu ve Bryn Mawr Koleji’nde ziyaretçi profesör oldu, ayrıca Princeton’da haftalık dersler verdi. Bryn Mawr’da ilk defa kadın matematikçi meslektaşlara sahip oldu. Trajiktir, ancak iki yıl bunun keyfini yaşayabildi. Noether 1935’te cerrahi komplikasyonlar sonucu öldüğünde 53 yaşındaydı. Zamanın birçok büyük fizikçi ve matematikçisi, Einstein dahil, ona hürmet sundular.

Noether’in zamanında bilimsel kuruluş kadınları dışarıda tutmak için çok uğraşıyordu. Noether çapında bir deha, Einstein’ın arka çıkmasıyla, zar zor içerilebilmişti. Bugün bile matematik ve fizikte kadın ve erkeklere akademinin yaklaşımında asimetri gözlemleyebiliyoruz.

Ve Emmy Noether’in bize öğrettiği gibi, eğer bir yerde simetri bozulmuşsa, birşey kaybediliyor demektir.

Katie Mack Melbourne Üniversitesi’nde astrofizikçidir.

Türkçesi: Işık Barış Fidaner