Emmy Noether, la reine des maths et de la relativité

Emmy Noether (23 mars 1882-14 avril 1935) est une mathématicienne devenue célèbre seulement après sa mort. Ses travaux de recherche ont marqué l’histoire des mathématiques et son parcours de vie dans un univers masculin mérite le détour.

Par Elsa Pécot

Emmy Noether

Emmy Noether, une fille au milieu des garçons

Emmy Noether naît en 1882 à Erlangen en Allemagne dans un univers rempli de chiffres. Son père, Max Noether, est mathématicien. À l’école, la jeune fille est très douée pour les langues, notamment le français et l’anglais. Si les langues sont ses points forts, la logique mathématique aussi. Lors d’une soirée d’anniversaire, Emmy est la seule enfant à résoudre un casse-tête.

Au début du XXe siècle, peu de femmes étudient. On considère que leur place est à la maison, pour s’occuper des enfants, du ménage et de la cuisine. Bien qu’elle soit diplômée pour enseigner l’anglais et le français aux petites filles, elle décide de suivre les cours de mathématiques à l’Université d’Erlangen. Sur place, il n’y a que deux étudiantes ! Emmy est autorisée à écouter les cours comme les autres élèves, mais, en tant que femme, on ne lui permet pas de passer les examens. Un véritable défi pour Emmy, qui ne se laisse pas démoraliser par cet univers réservé aux garçons.

Heureusement pour elle, les choses changent et progressent. Elle a 22 ans quand l’Université autorise les femmes à obtenir un diplôme universitaire. Elle réussit brillamment ! Bravo !

Enseigner les mathématiques en dialoguant avec les élèves

Son diplôme en poche, Emmy souhaite transmettre sa passion pour les chiffres en donnant des cours de maths à l’université d’Erlangen. Mais l’université ne permet pas aux femmes d’exercer en tant que professeure.

Emmy, toujours passionnée, choisit alors d’enseigner gratuitement. Pendant 8 ans, elle enseignera les mathématiques, participera à des conférences à l’étranger, et supervisera le travail des étudiants. Elle ne pourra exercer son métier de professeur qu’en 1919, soit 12 ans plus tard ! .

Cela ne l’empêche pas d’être très proche de ses élèves et de leur donner le goût pour les calculs. Sa méthode est particulière, plutôt que de donner un cours de mathématiques, elle préfère discuter avec les étudiants et leur transmettre son savoir par la parole. 

Emmy Noether, une pro de l’algèbre et amie d’Einstein

Emmy est la créatrice de l’algèbre abstraite. Mais c’est quoi l’algèbre ?

L’algèbre consiste à remplacer les nombres inconnus d’une opération par des symboles ou des lettres pour trouver la solution ou généraliser le résultat de l’opération.

Pour trouver la solution, on remplace les lettres par différents chiffres. Un peu comme si tu interchangeais les joueurs d’une équipe de foot.

En classe, tu utilises l’algèbre quand tu étudies les formules pour calculer l’aire des polygones.

Tu as sans doute déjà entendu parler de la théorie de la relativité d’Einstein E = mc2, ça, c’est de l’algèbre. On cherche à résoudre un problème mathématique, mais pour le résoudre, on remplace les chiffres par des lettres. 

Emmy est brillante. Si brillante qu’elle sera invitée par son ami, David Hilbert à le rejoindre à l’université de Göttingen pour l’aider dans ses recherches. Il souhaite approfondir les travaux d’Einstein sur sa théorie de la relativité et a besoin de l’aide d’Emmy. Einstein lui-même sera impressionné par le talent de la jeune femme.

C’est à Göttingen que la mathématicienne prouvera deux théorèmes de physique, une grande avancée pour les sciences, car ils sont à la base de la physique des particules et de la relativité générale. L’un des théorèmes porte donc son nom de famille : théorème de Noether.

Un petit pas pour Emmy, un grand pas pour la physique

Pour comprendre ce théorème, il faut commencer par expliquer ce que sont les symétries des lois naturelles que tu peux observer dans ton environnement. En voici quelques exemples :

  • la durée du saut que tu fais d’un plongeoir sera la même d’un jour à l’autre (les lois physiques sont les mêmes tout le temps)

  • une balle rebondissante rebondie de la même façon à Bruxelles ou à Paris (les lois physiques sont les mêmes partout) 

  • ta vitesse de pointe quand tu cours ne dépend pas de si tu es partie en courant à gauche ou à droite (il n’y a pas de direction privilégiée dans l’espace)

  • que tu te pèses dans ta salle de bain ou sur un tapis roulant, tu feras toujours le même poids

Le génie d’Emmy ? Elle a réussi à prouver par le calcul que derrière chaque symétrie des lois naturelles, la quantité physique de l’élément observé (un corps qui saute, une balle qui rebondie, un corps qui court ou une personne qui se pèse sur une balance) est conservée. Et inversement, quand une quantité physique est conservée, il y a une symétrie des lois naturelles.

Fuir les nazis pour échapper aux horreurs de la Seconde Guerre mondiale et enseigner les mathématiques.

En 1933, le régime nazi s’installe en Allemagne. Les nazis considèrent les Juifs comme des êtres inférieurs à eux et dès lors, ils n’ont pas les mêmes droits.

En plus d’être une femme, Emmy est juive. Le régime nazi lui interdit de continuer à enseigner et elle se fait très vite éjecter de l’université.

Malgré les pétitions de ses amis, le régime maintient sa décision. La mathématicienne s’envole donc aux États-Unis. Elle devient professeure de mathématiques au Bryn Mawr College en Pennsylvanie.

Sur place, elle crée avec son ami Hermann Weyl un fonds de soutien pour aider les nouveaux arrivants qui fuient le régime nazi en Europe.

Elle meurt deux ans plus tard des suites d’un cancer.

Attristé, Einstein écrira une lettre au New York Times pour souligner le génie de cette femme mathématicienne.

Aujourd’hui, un cratère de la Lune et un astéroïde portent le nom de Noether, en hommage à Emmy.

Emmy Noether

23 mars 1882

14 avril 1935