Наставница Эйнштейна. Как Эмми Нётер изобрела современную физику - Ли Филлипс

и его соратники остановились на районе Собрал в Бразилии и экваториальном острове Принсипи у западного побережья Африки[398]. Две пункта наблюдения удваивали их шансы на успех; для того, чтобы погубить подобную экспедицию, достаточно одного облака.

Эддингтону пришлось преодолеть множество преград – логистических, финансовых, климатических и политических. Поскольку во время войны он был пацифистом, то уже находился под подозрением – а теперь еще и хотел посодействовать немецкой науке. Но Эддингтон был не просто блестящим и неустрашимым ученым; он обладал и другими талантами, повысившими шансы на успех экспедиции. В частности, он умел очень хорошо убеждать и объяснять. Он был не только популярным лектором, наделенным «обезоруживающим мастерством рассказчика», но и автором учебников[399]. Он и в самом деле снарядил две экспедиции примерно в то время, когда Эмми Нётер, наконец, допустили к хабилитации в Гёттингене. Результатом стал триумф Эйнштейна и общей теории относительности.

Первые страницы газет были полны восторгов и путаных объяснений. Мир праздновал окончание войны, и эта радость соединилась с восхищением новым видом науки. Вполне понятно, что людям хотелось отвернуться от окружавшей их разрухи и взглянуть ввысь. История о путешествии в погоне за солнечным затмением рассказывалась по всему миру, и имя Эйнштейна стало нарицательным.

То были нужные новости, пришедшие в нужное время. Истощенные войной европейцы и американцы превратили теорию относительности в предмет бесед на коктейльных вечеринках. Ошеломленный всем этим Эйнштейн превратился в знаменитого ученого того типа, который ранее нигде в мире не существовал.

В результате этих событий статус общей теории относительности в университетских аудиториях всего мира, где изучали физику, резко повысился. Физики хотели разобраться в этой новой теории, и она превратилась в более или менее стандартный элемент программы обучения. Все больше людей избирали гравитацию темой научных исследований.

Эта внезапная привлекательность гравитации неизбежно должна была поддержать в теореме Нётер жизнь. На протяжении следующих четырех десятилетий для любого физика практически единственной причиной серьезно заняться изучением открытия Нётер и узнать, как можно использовать его в физике, был интерес к общей теории относительности. Немногие брались за изучение трудов Нётер – но критическая масса интереса к теории тяготения Эйнштейна, по крайней мере, помогла теореме не кануть в безвестность навечно. Теорема Нётер, а потому и вся современная физика, в огромном долгу перед Артуром Эддингтоном.

8

Наследие

«Знай она, сколь полезна сегодня ее математика, наверное, перевернулась бы в гробу»

В 1898 году профессура Университета Эрлангена – города, где родилась и получила образование Эмми Нётер, официально заявила, что допуск женщин в университет стал бы «мерой, способной ниспровергнуть всякий академический порядок»[400].

С тех пор права немецких женщин на участие в академической жизни постоянно расширялись. Всего лишь через десять лет Нётер получила в Эрлангене докторскую степень. По окончании Второй мировой войны Эрланген, как и другие высшие учебные заведения Германии, демонстрировал интерес к тому, чтобы наверстать потерянное время. Они удвоили усилия, стремясь обеспечить равные права для женщин и признать их достижения, как прошлые, так и текущие.

Сегодня Нётер в Эрлангене прославляют как одну из величайших за долгую историю города жительниц. Эта традиция зародилась в 1958 году, когда Университет Эрлангена отмечал 50-ю годовщину со дня присуждения Нётер степени, собрав под своей крышей многих из ее бывших учеников – и их учеников, – чтобы поговорить о ее наследии и влиянии, оказанном ее работой[401].

Сама Нётер, разобравшись с математическими проблемами, вставшими перед ней в процессе изучения общей теории относительности в статье 1918 года, где была доказана соответствующая теорема, и добившись (в значительной мере благодаря этой теореме) хабилитации, потеряла к этому предмету интерес. Помимо одной краткой, малоизвестной заметки, она никогда не ссылалась на эту статью в каких-либо последующих публикациях и не предлагала связанные с ней темы для изучения кому-либо из своих докторантов[402].

Эта любопытная пристрастность Нётер привлекает внимание даже в ее биографии, полной прихотливых парадоксов. Это пример того, как в богатой научной биографии, полной фундаментальных открытий, окружающие могут приписать наибольшую ценность той работе, что совсем недолго занимала своего создателя. Нётер после доказательства теоремы вернулась к своей всепоглощающей страсти к чистой математике, прежде всего алгебре. Для нее теорема была формальной кульминацией ее усилий в качестве командного игрока; она доказала ее, помогая своим друзьям и коллегам – Эйнштейну, Гильберту и Клейну – выйти из состояния замешательства. Ее мотивировали интересы товарищества, а не внутренний жар. Теорема Нётер и хабилитация, право на которую та подтвердила, ознаменовала момент ее превращения из ассистента в школе Гильберта в самостоятельного лидера: она быстро стала центральной фигурой собственной гёттингенской школы математических исследований и стала в международном сообществе математиков той, кто прокладывает новые пути.

Для любого заурядного математика или ученого в другой области столь значимый результат, подобный теореме Нётер, был бы завидным достижением, билетом в вечность. Однако здесь мы сталкиваемся с интеллектом, для которого это достижение было побочным продуктом, делом всего лишь минутного интереса, выполненным ради других – других, которые и сами принадлежали к числу титанов интеллектуальной истории. Временами сложно трезво смотреть на вещи – или даже понять, что должен видеть такой трезвый взгляд.

Тем не менее теорема в значительной степени характеризует наследие Нётер в области физики и других эмпирических наук. Она продолжает вдохновлять на новые исследования и обретать новую жизнь в широком разнообразии применений, которые, несомненно, изумили бы ее открывательницу. Как мы узнаем из этой главы, Нётер и ее работа имели также и более широкое культурное влияние и наследие.

Эта книга по большей части представляет собой историю идеи, называемой теоремой Нётер, и траектории ее судьбы с момента создания (примерно 1918 года) и до наших дней. Основная тема этой главы – то, как эта идея продолжает вдохновлять исследователей и находить новые применения. Но, как я только что указал, для той, кто ее открыла, теорема была предметом, немногим более мимолетного интереса, хотя она и остается основной причиной ее продолжительного влияния на эмпирические науки. Поскольку Нётер была титаном мира чистой математики, надеюсь, мне простится небольшое отступление ради краткого рассказа о том, что она оставила в наследство этому миру.

Знаменитый современный математик Иэн Стюарт, который также сделал фундаментальный вклад в теоретическую физику, на вопрос, о какой забытой фигуре из истории математики следовало бы знать каждому, ответил: «Эмми Нётер была величайшей женщиной-математиком своей эпохи. Она начала революцию в математике, сосредоточившись на абстрактной структуре, а не на деталях вычислений. Это привело к большей универсальности, к расширению возможностей. Без нее современная