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发表于 2024-8-9 09:39
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VIII
1933 年,当局以臭名昭著的文化部长伯恩哈德·鲁斯特(Bernhard Rust)的名义颁布了一项法令,宣布任何有犹太背景的人都必须从大学里强制休假[38]。根据哥廷根日报(Gottinger Tageblatt)4 月 26 日的报道[39],艾米·诺特是第一批被驱逐的六名教职员之一。其他数学家和物理学家是菲利克斯·伯恩斯坦(Felix Bernstein)(生物统计学的创始人之一),马克斯·玻恩(Max Born)(因对量子力学的统计解释而获得 1954 年诺贝尔物理奖)和理查德·柯朗。柯朗那时接替希尔伯特管理学院,后者已过了 68 岁的法定退休年龄。两人合作完成了著名的关于数学物理的柯朗—希尔伯特两卷本[40],顺便说,其中讨论了诺特定理(Ch. IV,§12.8)。在纳粹告密者中有艾米·诺特的博士生维尔纳·韦伯(Werner Weber)。
强制休假令向着不祥的事态发展,其影响很快就如狂风暴雨。1933 年 5 月 10 日,德国学生在柏林剧院广场、哥廷根和其他大学城焚烧了数万本“非德国”书籍。二十一所美国大学和学院的领导人迅速行动起来,成立了一个援助流离失所的德国学者紧急委员会(Emergency Committee in Aid of Displaced German Scholars)。紧急委员会的运营官是爱德华·R·莫罗(Edward R. Murrow)——他后来成了传奇的新闻记者[41]。
9 月,位于柏林的普鲁士科学、艺术和教育部(Prussian Ministry of Science, Art, and Education)以电报[42]的形式发来通知,称根据 1933 年 4 月《重设公职人员法》(Gesetz zur Wiederherstellung des Beruf sbeamtentums)第 3 条,艾米·诺特的教学许可证被注销。学校接到指示,她现在的工资将在月底前停止发放。
有同情心的同事们,包括希尔伯特在内,不得不手忙脚乱地为艾米·诺特和其他许多人寻找栖身之所——到了 1933 年底,仅在哥廷根一地就有 18 位数学家离开或被赶出了数学研究所。玻恩去了剑桥大学,然后是印度班加罗尔,最后定居于爱丁堡,担任泰特自然哲学教授(Tait Professor of Natural Philosophy)[43]。柯朗途经剑桥来到了纽约[44],他在纽约大学创立了现在的柯朗数学科学研究所(Courant Institute for Mathematical Sciences)。
艾米·诺特被宾夕法尼亚州布林莫尔学院聘为两年客座教授。布林莫尔学院成立于 1885 年,是美国最早向女性开放高等教育的女子学院之一。它提供严格的智力训练,包括研究生学习,并有机会从事那种欧洲大学传统的原创性研究。在一份简短的任命公告中,《纽约时报》带着今天偶尔才有的审慎,报道称,“去年春天,在纳粹政权治下,她和其他哥廷根教职员被要求辞职。”[45]
布林莫尔学院的校长以及艾米·诺特在德国的支持者们意识到,尽管她精通英语——并有证书证明这一点,但她可能在观念上不适合本科教学。布林莫尔已经有了一个小规模的数学研究生项目,她是这个项目的理想人选。为了充分利用这位著名数学家,学院通过设立艾米诺特奖学金和艾米诺特学者[46],扩大了数学领域的女性圈子。此外,她可以每周去高等研究院(Institute for Advanced Study),在那里举办研讨会和讲座课程。该研究所那时已经成为数学研究的重要中心之一。这种关系使她与其他杰出的移民者有了联系,其中包括她在德国就已认识的同事,比如外尔。爱因斯坦注意到了她的工作,但不清楚他们是否有过实质的接触。
跟随“诺特小姐”轻快散步的布林莫尔女士们,无论她们是否像哥廷根的诺特男孩一样逍遥自在,她们似乎都同样的投入、热情洋溢。受到她的学生和普林斯顿生活的激励,诺特本人也很期待(这里的生活),对美国的生活方式充满好奇,总体上充满了活力。在 1935 年的春假期间,她做了一个腹部的常规手术。她似乎恢复得很好,但患上了并发症,几天内就去世了。
爱因斯坦给《纽约时报》[47]写了一封悼词。他写道,艾米·诺特是
“……自女性开始接受高等教育以来,迄今为止诞生的最具创造性的数学天才。在最有天赋的数学家已经忙碌了几个世纪的代数领域,她发现了一些方法,这些方法被证明对当今年年轻一代数学家的发展具有极其重要的意义。”
在布林莫尔,她的骨灰被安葬在回廊的过道下,下面有一个不起眼的标记,上面写着 E·N 1882-1935。
外尔在布林莫尔(诺特)追悼仪式上发言,他发表了一篇很长且非常细致的、赞美诗般的颂辞[48]:
我清楚地记得,1926 年至 1927 年冬季学期,我在哥廷根担任客座教授,讲授连续群的表示论。她在听众中;因为那时她对超复数系统(hypercomplex number system)及其表示很感兴趣。我还记得讲座结束后,在回家的路上,我和她以及冯·诺伊曼(von Neumann)一起走在寒冷、肮脏、雨水淋湿的街道上,我们进行了许多讨论。冯·诺伊曼那时是哥廷根的洛克菲勒研究员(Rockefeller Fellow)。1930 年,当我获得哥廷根的长期任职时,我恳切地试图从部里为她争取到一个更好的职位,因为我知道,作为数学家,她在许多方面都比我强,我耻于在她身旁占据这样一个优越的位置。
莫斯科的帕维尔·亚历山德罗夫(Pavel Alexandrov)是艾米·诺特最亲密的朋友之一。她对俄罗斯数学学派的迷恋,部分源于和他的沟通。他亲切而充满敬意地写道,她是一个多么了不起的人,对她的学生多么慷慨[49]。显然,她会提出一些想法,详细制定一些计划,让她的学生去实施,保证她的学生把这些想法写下来,并因此获得学分。
随着艾米·诺特的去世,我失去了我所认识的最有魅力的人之一。她那特别善良的内心,与矫揉造作和伪善形同水火;她的快乐和质朴;她能忽略生活中一切琐碎的本领——创造了一种温暖、和平和善意的氛围,与她有关的人会永生难忘……虽然她温文尔雅、宽宏大量,但她天性也是热情似火、性情多变、意志坚强的;她总是直言不讳,不怕别人反对。她对学生的爱令人感动,他们构成了她的生活内容,代替了她所没有的家庭。她对学生无论是科学上的还是世俗上的需求的关心,她的多愁善感和富于同情,都是难得的品质。她的幽默感让她在公共场合如鱼得水,与她的非正式交往都特别愉快,这也使她能够轻松地、毫无恶意地处理学术生涯中遇到的所有不公正和荒谬的言行。在这种情况下,她并不介怀,而是一笑了之。
巴特尔·范德瓦尔登(Bartel van der Waerden)[50],综合了艾米尔·亚丁和艾米·诺特激动人心的讲座内容,他们从中创建了抽象代数的公理化方法,他写道[51]:
她这种完全非图像和非计算式的思想,可能是一般人很难跟上她讲课的主要原因之一。她没有说教的天分,甚至在还没有说完陈述之前,她就努力地澄清陈述,迅速地补充解释,这往往产生相反的效果。然而,她的讲座产生了多么深远的影响。她那为数不多的忠实听众,通常是由一些优异的学生和同等数量的教授和客人组成,他们不得不竭尽全力才能跟上她的步伐。然而,那些成功的学生所获得的收获,远超他们从最精致的演讲中的所得。她几乎从未提出完整的理论;通常它们都在发展过程中。她的每一堂课都是一个项目规划。当这个项目由她的学生得以实现时,没有人比她自己更高兴了。她完全没有以自我为中心,不虚荣,除去培养学生,她从不为自己谋求任何东西。她总是给我们的论文写导论部分……
范德瓦尔登在其他地方写道,当他们在哥廷根散步时,诺特就像她和她在布林莫尔的学生一样,讲话如此之快,如此之兴奋,以至于他完全听不懂。如果带着她绕市内走几圈,到第三圈的时候,她就有点喘不过气,说话也慢得足以让他听懂了。
后记
在艾米·诺特去世二十多年后,物理学家们才开始充分利用定理 II 的力量。内部对称性可以产生相互作用的观念由杨振宁和米尔斯(R. Mills)[52]付诸于实践,他们试图从同位旋对称中推导出核子之间强相互作用的理论。他们想知道,在时空的每一点上,是否不可能独立地选择同位旋约定,就像我们局域地设置量子力学波函数的相位约定来导出量子电动力学一样。数学构造是这样的:对称性意味着一种守恒的同位旋流(isospin current),无质量矢量场之间相互作用来传递核子间的力。这与现实世界不符。正如物理学中的许多创意一样,第一次应用它们时并不奏效,但想法被保留下来。我们现在已经发现了如何成功地应用这一思想——在夸克和胶子之间的强相互作用的量子色动力学(Quantum ChromoDynamics,QCD)理论中,在电弱理论中,规范对称性必须隐藏起来。
参考文献及注释
[1] 克莱因因其克莱因曲面(Flache)——被误译为克莱因瓶(Flasche)——的概念而于大众科学文化中闻名。
[2] Emmy Noether. Invariante Variationsprobleme. Gott. Nachr., pages 235–257, 1918. http://bit.ly/2GQyfsm; and Invariant Variational Problems. In Yvette Kosmann-Schwarzbach and Bertram E. Schwarzbach, editors, The Noether Theorems: Invariance and Conservation Laws in the Twentieth Century, pages 3–22. Springer, New York, 2011. doi: 10.1007/978-0-387-87868-3_1
[3] F. Klein. Uber die Differentialgesetze für die Erhaltung von Impuls und Energie in der Einsteinschen Gravitationstheorie. Konigliche Gesellschaft der Wissenschaften zu Gottingen. Mathematischphysikalische Klasse. Nachrichten, pages 171–189, 1918. http://bit.ly/2VsEnKK
[4] David Hilbert. Mathematical problems. Bull. Amer. Math. Soc., 8:437–479, 1902. doi:10.1090/S0002-9904-1902-00923-3. Translated from Gottinger Nachrichten, 1900, pp. 253-297; Archiv der Mathernatik und Physik, 3d ser., vol. 1 (1901), pp. 44-63 and 213-237.
[5] Summary of Emmy Noether's report to the German Mathematics Club, Jahresbericht der Deutschen Mathematiker-Vereinigung Mitteilungen und Nachrichten vol 27, part 2, p.47 (1918).
[6] A skeletal but useful reference is E. L. integrals, including the familiar conservation laws 6 shown in Table 1. Hill. Hamilton's principle and the conservation theorems of mathematical physics. Rev. Mod. Phys., 23:253–260, 1951. doi: 10.1103/RevModPhys.23.253.
[7] For an example derivation, see Chapter 2 of Chris Quigg. Gauge Theories of the Strong, Weak, and Electromagnetic Interactions. Princeton University Press, Princeton, second edition, 2013.
[8] Emmy Noether. Gesammelte Abhandlungen=Collected papers. Nathan Jacobson, editor; Springer-Verlag, Berlin New York, 1983. See pages 23–25.
[9] General coordinate invariance gives rise to the Bianchi identities that cause the energy conservation law to seem trivial. Energy conservation arises from the symmetry, as explained in Katherine Brading. A Note on General Relativity, Energy Conservation, and Noether's Theorems. Einstein Stud., 11:125–135, 2005. doi: 10.1007/0-8176-4454-7_8. The canonical modern treatment is Richard L. Arnowitt, Stanley Deser, and Charles W. Misner. The Dynamics of General Relativity. Gen. Rel. Grav., 40:1997–2027, 2008. doi: 10.1007/s10714-008-0661-1, arXiv:gr-qc/0405109.
[10] Francis S. Macaulay. Life and work of the mathematician Max Noether (1844-1921). Proceedings of the London Mathematical Society. - 2. ser., 21:XXXVII–XLII, 1923. doi: 10.11588/heidok.00013182.
[11] Garrett Birkhoff and M. K. Bennett. Felix Klein and His “Erlanger Programm”. In William Aspray and Philip Kitcher, editors, History and Philosophy of Modern Mathematics: Volume XI, pages 145–176. University of Minnesota Press,1988. https://www.jstor.org/stable/10.5749/j.cttttp0k.9
[12] The Particle Data Group's Table of Clebsch–Gordan coefficients, pdg.lbl.gov/2018/reviews/rpp2018-rev-clebsch-gordan-coefs.pdf.
[13] For a brief account of the early years, see Emiliana P. Noether and Gottfried E. Noether. Emmy Noether in Erlangen and Gottingen. In Bhama Srinivasan and Judith Sally, editors, Emmy Noether in Bryn Mawr: proceedings of a symposium, pages 133–137. Springer-Verlag, New York, 1983.
[14] In 1898, the Erlangen Academic Senate held that the “admission of women would overthrow all academic order.” See the Appendix for some examples of the integration of women into American universities.
[15] For a detailed account (in German), see Cordula Tollmien, “Das mathematische Pensum hat sie sich durch Privatunterricht angeeignet” — Emmy Noethers zielstrebiger Weg an die Universitat, in Mathematik und Gender 5, 1–12 (2016), Tagungsband zur Doppeltagung Frauen in der Mathematikgeschichte+ Herbsttreffen Arbeitskreis Frauen und Mathematik (edited by Andrea Blunck, Renate Motzer, Nicola Ostwald), Franzbecker-Verlag für Didaktik http://www.cordula-tollmien.de/pdf/tollmiennoether2016.pdf.
[16] J. J. O'Connor and E. F. Robertson. Ernst Sigismund Fischer, MacTutor History of Mathematics. http://www-history.mcs.st-andrews.ac.uk/Biographies/Fischer.html, 2006.
[17] Benno Artmann, “Hochburg der Mathematik,” in Georgia Augusta (2008) http://bit.ly/2GQmQZL, pp. 14–23.
[18] Felix Klein, Seminar-Protokolle, http://www.claymath.org/publications/klein-protokolle. For a brief tour, see Eugene Chislenko and Yuri Tschinkel,“The Felix Klein Protocols,” Notices Amer. Math. Soc. 54, 961–970, (2007), http://www.ams.org/notices/200708/tx070800960p.pdf
[19] Norbert Schappacher. Edmund Gottingen mathematician Edmund Landau 19: Landau's Gottingen: From the Life and Death of a Great Mathematical Center. Math. Intelligencer, 13(4):12, 1991. http://irma.math.unistra.fr/~sch ... s/1991b_Landau.pdf.
[20] For the full German text, see Cordula distracting to the students.” Tollmien, “Weibliches Genie: Frau und Mathematiker: Emmy Noether,” in Georgia Augusta (2008) http://bit.ly/2GQmQZL, pp. 38–44.
[21] Letter from the Ministry of Education, to Gottingen. The reply from the Ministry of Education 21 exhibits the Edelstein Collection, the National Library of Israel, http://bit.ly/2BFZHDs. English translation at https://blog.nli.org.il/en/noether/.
[22] H. Weyl. Gravitation und Elektrizitat. Sitzungsber. Preuss. Akad. Wiss. Berlin (Math. Phys.), 1918:465. English translation in L. O'Raifeartaigh, The Dawning of Gauge Theory. Princeton University Press, Princeton, 1997, pp. 24–37.
[23] See §3.1 of H. A. Kastrup. On the Advancements of Conformal Transformations and their Associated Symmetries in Geometry and Theoretical Physics. Annalen Phys., 17:631–690, 2008. doi: 10.1002/andp.200810324, arXiv:0808.2730.
[24] See §3.1 of H. A. Kastrup. On the Advancements of Conformal Transformations and their Associated Symmetries in Geometry and Theoretical Physics. Annalen Phys., 17:631–690, 2008. doi: 10.1002/andp.200810324, arXiv:0808.2730.
[25] Paul Adrien Maurice Dirac. Quantised singularities in the electromagnetic field. Proc. Roy. Soc. Lond., A133(821):60–72, 1931. doi: 10.1098/rspa.1931.0130.
[26] Y. Aharonov and D. Bohm. Significance of electromagnetic potentials in the quantum theory. Phys. Rev., 115:485–491, 1959. doi: 10.1103/PhysRev.115.485.
[27] Quoted in Freeman J. Dyson, Birds and Frogs: Selected Papers of Freeman Dyson, 1990–2014, World Scientific, Singapore, 2015, p. 47.
[28] M. Agostini et al. A test of electric from the Borexino experiment 28, an exquisitely radiopure liquid charge conservation with Borexino. Phys. Rev. Lett., 115:231802, 2015. doi:10.1103/PhysRevLett.115.231802, arXiv:1509.01223
[29] For further discussion, see Katherine A. Brading. Which symmetry? Noether, Weyl, and conservation of electric charge. Studies in History and Philosophy of Science Part B: Studies in History and Philosophy of Modern Physics, 33(1):3 – 22, 2002. doi:10.1016/S1355-2198(01)00033-8.
[30] W. Heisenberg. Der Teil und das Ganze: Gesprache im Umkreis der Atomphysik. Piper, München, 2006. p. 280. Am Anfang war die Symmetrie«, das ist sicher richtiger als die Demokritsche These Am Anfang war das Teilchen. Die Elementarteilchen verkorpern die Symmetrien, sie sind ihre einfachsten Darstellungen, aber sie sind erst eine Folge der Symmetrien.
[31] See pp. 85–86 of The Noether Theorems, Ref. 2.
[32] Crowned by a Google doodle: https://www.google.com/doodles/emmy-noethers-133rd-birthday.
[33] Niels Bohr. Chemistry and The Quantum Theory of Atomic Constitution. J. Chem. Soc., pages 349–384, 1932. doi:10.1039/JR9320000349. VIII. Faraday Lecture, May 8, 1930. See p. 383.
[34] Niels Bohr, Hendrik A. Kramers, John C. Slater. The Quantum Theory of Radiation. Phil. Mag., 47:785–802, 1924. http://bit.ly/2ETtID3.
[35] For a commentary, see Helge Kragh. Bohr–Kramers–Slater Theory. In Daniel Greenberger, Klaus Hentschel, and Friedel Weinert, editors, Compendium of Quantum Physics, pages 62–64. Springer, Berlin, Heidelberg, 2009. doi: 10.1007/978-3-540-70626-7_19.
[36] Evariste Galois. OEuvres Mathématiques. Éditions Jacques Gabay, Sceaux, 1989. Les OEuvres Mathématiques d'Evariste Galois ont été publiées dans le Journal de Liouville, Tome XI, année 1846, pp. 381-444. L'étude de Sophus Lie, Influence de Galois, a été publiée dans l'ouvrage Le Centenaire de l'École Normale 1795-1895; http://bit.ly/2QZy0jt, Hachette 1895.
[37] Emil Artin. Galois theory. Dover Publications, Mineola, N.Y, 1998. ISBN 978-0486623429. second edition; edited and supplemented with a Section on Applications by Arthur N. Milgram.
[38] For an account from the perspective of six decades, see Saunders Mac Lane. Mathematics at Gottingen under the Nazis. Notices Amer. Math. Soc., 42: 1134–1138, 1995. http://www.ams.org/notices/199510/maclane.pdf.
[39] http://www.tollmien.com/noethertelegrammapril1933.html.
[40] Richard Courant and David Hilbert. Methods of Mathematical Physics, 2 vols. John Wiley Interscience, New York, 1953 & 1962.
[41] Tufts University Digital Collections and Archives. The Life and Work of Edward R. Murrow: Murrow at the International Institute of Education (IIE), 1932–1935. https://dca.lib.tufts.edu/features/murrow/exhibit/iie.html.
[42] Several interesting documents from the Edelstein Collection in the National Library of Israel appear in Hadar Ben-Yehuda. Emmy Noether: The Jewish Mathematician Who Changed the World. https://blog.nli.org.il/en/noether/, 2018.
[43] Max Born. My life: recollections of a Nobel laureate. Scribner, New York, 1978.See Part 2, Chapter III: Arrival of the Nazis.
[44] An extensive discussion of the drama of 1933 appears in chapters 15 and 16 of Constance Reid. Courant in Gottingen and New York : the story of an improbable mathematician. Springer-Verlag, New York, 1976.
[45] To Join Bryn Mawr. New York Times, page 23, 4 Oct 1933. https://nyti.ms/2Riprj6.
[46] Four of her Bryn Mawr students and Emmy Noether Fellows have contributed admiring recollections: Grace S. Quinn, Ruth S. McKee, Marguerite Lehr, and Olga Taussky. Emmy Noether in Bryn Mawr. In Bhama Srinivasan and Judith Sally, editors, Emmy Noether in Bryn Mawr : proceedings of a symposium, pages 139–146. Springer-Verlag, New York, 1983. For additional information about Noether's association with Bryn Mawr, see Qinna Shen. A Refugee Scholar from Nazi Germany: Emmy Noether and Bryn Mawr College. The Mathematical Intelligencer, 2019. doi: 10.1007/s00283-018-9852-0. https://repository.brynmawr.edu/german_pubs/19/.
[47] A. Einstein. The Late Emmy Noether; Professor Einstein Writes in Appreciation of a Fellow-Mathematician. New York Times, page 12, 4 May 1935. https://nyti.ms/2GJc4o1.
[48] Reprinted in Auguste Dick's Emmy Noether, 1882-1935, pp. 112–152.
[49] Reprinted in Auguste Dick's Emmy Noether, 1882-1935, pp. 153–179.
[50] B. L. van der Waerden. Algebra. Springer-Verlag, New York, 2003. Two volumes.
[51] Reprinted in Auguste Dick's Emmy Noether, 1882-1935, pp. 100–111.
[52] Chen-Ning Yang and Robert L. Mills. Conservation of Isotopic Spin and Isotopic Gauge Invariance. Phys. Rev., 96:191–195, 1954. doi: 10.1103/PhysRev.96.191.
[53] Margaret W. Rossiter. Doctorates for American Women, 1868-1907. History of Education Quarterly, 22(2):159–183, 1982. doi: 10.2307/367747; and Walter Crosby Eells. Earned doctorates for women in the nineteenth century. AAUP Bulletin, 42(4):644–651, 1956. doi:10.2307/40222081.
[54] Ruth H Howes and Caroline L Herzenberg. Women physicists in the women's colleges. In After the War: Women in Physics in the United States, pages 5–1 to 5–18. Morgan & Claypool Publishers, 2015. doi:10.1088/978-1-6817-4094-2ch5.
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