EMMY NOETHER

 

EMMY NOETHER: una grande donna della scienza

Il suo teorema alla base della fisica teorica

Ivan Spelti (8-2-2017)

 

Proseguo oggi il capitolo sulle grandi donne della scienza, ricordandone una conosciuta e nota agli addetti ai lavori più che al grande pubblico.

Cento e più anni fa alle donne era raramente consentita la frequenza all’università e comunque impedita la carriera scientifica. In alcune biografie precedenti ho delineato alcune grandi figure di donne nella scienza (Ipazia, Caroline Herschel, Vera Rubin,…). Oggi voglio parlarvi di Emmy Noether, per dirla con le parole di Einstein pronunciate durante l’elogio funebre nel 1935, il più grande matematico di sesso femminile.

Amalie Emmy Noether era figlia di uno stimato matematico dell’Università di Erlangen e la madre proveniva da una antica e ricca famiglia ebrea di Colonia. Doveva diventare insegnante di lingue ed invece scelse la matematica, insieme al fratello Fritz. Una strada difficile per le donne: non potevano iscriversi regolarmente all’università e potevano frequentare le lezioni solo come “uditori ospiti” (Hospitanten), sempre che un professore lo consentisse.

 

 

Studiò ad Erlangen e Gottinga, divenne studente regolare nel 1904 quando la legge fu modificata e si addottorò nel 1907. Non era consentito altro. L’Habilitation, necessaria per diventare professore, era impedita alle donne e nonostante la protezione dei grandi matematici tedeschi Felix Klein e David Hilbert non ci fu verso di farla assumere ufficialmente all’università.

Famosa la frase di Hilbert a quel senato accademico di Gottinga che si opponeva all’ingresso di Emmy: “ dopotutto questa è una università e non uno stabilimento balneare”. Allora, nei bagni di mare e di lago, uomini e donne erano rigorosamente separati.

 

              

Lavorò per molti anni non solo senza alcun riconoscimento accademico, ma pure senza alcuna retribuzione economica, scontando le convenzioni sociali e i pregiudizi allora esistenti nei confronti delle donne di scienza. Agghiacciante la risposta del Ministero ad Hilbert che protestava: ” cosa penserebbero i soldati reduci dal fronte se all’università si ritrovassero a seguire le lezioni di una donna?”. Non le restò che sostituire in aula il padre  in caso di indisposizione, fare qualche lezione per Hilbert e ricerca per conto suo.

Pensate come si esprimeva nel 1907 lo storico Karl Brandl: “molti di noi giudicano l’accesso delle donne agli organismi universitari come qualcosa di dannoso per l’influsso umano e morale che può avere sul corpo insegnante maschile e su un uditorio finora omogeneo”.

Solo alla fine della prima guerra mondiale cambiò la legge e finalmente Emmy  diventò professore : del 1918 il suo famoso teorema che lega la struttura simmetrica di una teoria alle leggi fisiche di conservazione. Un lavoro fondamentale, di generale validità anche oggi in tutta la fisica teorica. Semplifichiamo quello che vuol dire. Il teorema unisce due pilastri della fisica: le leggi di conservazioni e la simmetria della Natura.

 

 

Partendo dalle simmetrie continue di un sistema fisico si deducono le leggi di conservazione. Le simmetrie sono proprietà dei sistemi di rimanere tali e quali sotto l’azione di certe trasformazioni nello spazio e nel tempo: mi sposto di qua e di là, giro attorno a un palo, faccio trascorrere del tempo, … e l’ambiente circostante si comporta sempre nello stesso modo, ossia è “invariante”. Ebbene, queste invarianze permettono di “conservare le proprietà della Natura”. In tal modo, l’invarianza di un sistema per traslazione (ossia, per spostamento lungo una linea retta) corrisponde alla conservazione di quella che in fisica si chiama “quantità di moto”, l’invarianza per rotazione (attorno a un asse) corrisponde alla “conservazione del momento angolare”, e l’invarianza rispetto al tempo alla conservazione dell’energia. Più in dettaglio, le prime due invarianze corrispondenti a simmetrie spaziali comportano la  conservazione delle leggi di Newton della meccanica e la terza invarianza la legge di conservazione dell’energia.

Solitamente è vero anche il contrario: se una quantità fisica si conserva, allora esiste un’invarianza del tipo anzidetto. Mi fermo qui, consapevole di sfiorare solo il problema. La potenza del teorema e dei risultati non è però solo nello spiegare leggi acquisite da tempo, ma nel suggerire come e dove cercarne altre nuove della Natura partendo dalle osservazioni delle simmetrie ed invarianze che si stanno studiando. E’ qui che lo strumento matematico di Noether diventa fondamentale, poiché permette di lavorare per deduzione analitico-teorica, dalla semplice legge della meccanica al bosone di Higgs e oltre. In fisica, ancor oggi, ogni studio sulle particelle, la simmetria e l’invarianza, deve fare i conti con il teorema di Noether.     

Le leggi razziali in Germania non furono solo una sciagura generale, ma uno sfacelo anche per la scienza tedesca. I pochi che restarono, come Hilbert e Heisenberg, non compensarono l’emigrazione dei tanti (Einstein, Godel, Born, Wigner, Szilard, Teller, e decine di altri) che andò altrove ad arricchire la scienza dei paesi ospitanti.

Nel 1933 la tedesca ebrea Emmy, dopo la vittoria dei nazisti, venne congedata dall’università, senza stipendio né pensione. Quattordici testimonianze a suo favore che ne esaltavano il valore come matematico non servirono a mantenerne la carriera (si badi bene, di professore “non ordinario”).

Forse anche le idee socio-politiche contribuirono alla sua defenestrazione (era, come Einstein, socialista e pacifista).

Gli amici matematici brigarono per trovarle un posto in America: tuttavia, non fu accolta in un’università di prestigio come le sarebbe spettato, ma in un College femminile vicino a Princeton, che almeno le permise di continuare a frequentare il Gotha degli scienziati dell’Istituto per gli Studi Avanzati di Princeton dove si trovavano Einstein e Godel.

 

Amatissima dai suoi studenti “Noether boys”, disponibilissima a lasciar firmare ad altri suoi lavori, schiva, aveva elaborato in 30 anni studi in vari campi: algebra astratta moderna, teoria degli ideali, teoria degli anelli, topologia, teoria dei numeri, geometria algebrica, strutture matematiche. Fu caposcuola di tutti i grandi matematici del tempo, molti dei quali furono suoi studenti a Gottinga e poi si sparsero nel mondo (anche in Giappone) riportando la sua visione della moderna matematica.

 

 

Emmy morì improvvisamente a 53 anni, dopo l’intervento per una cisti ovarica di cui non aveva nemmeno parlato al fratello, tanto sembrava non preoccuparla.