عن صوفي جيرمان، بطلة فرنسا المجهولة

نبذة عن عالم الرياضيات في القرن الثامن عشر الذي تمكن من معالجة أصعب المشاكل في الرياضيات في مجتمع لم يكن يسمح للنساء حتى بالدراسة

(هذه المقالة مأخوذة من البرنامجصنع التاريخ!"، بودكاست نصف أسبوعي حول تاريخ العلوم والتكنولوجيا. )

في عام 212 قبل الميلاد، غزت قوات الجنرال الروماني ماركوس مارسيلوس مدينة سيراكيوز (سيراكيوز) في صقلية. وكانت سيراكيوز مستوطنة يونانية، وأشهر أبنائها الفيلسوف أرخميدس. سبقه اسم أرخميدس في روما كواحد من أعظم علماء الرياضيات، وسعى الجنرال ماركوس إلى حمايته من مخاطر الحرب. أرسل أحد جنوده لإحضار أرشميدس إليه.

لا أحد يعرف على وجه اليقين ما حدث في اللقاء المصيري بين أرخميدس والرسول الروماني. إنها حقيقة أن أرخميدس لقى وفاته. تقول الأسطورة أن الجندي الروماني وجد أرخميدس منهمكًا في حل مشكلة هندسية معقدة. وطلب أن يأتي أرخميدس معه، لكنه أجاب: "لا تزعج دائرتي". فغضب الجندي من أرشميدس وقتله.

وبعد ما يقرب من ألفي عام، في عام 1789، قامت فتاة باريسية شابة بالتفتيش في أرفف كتب والدها ووجدت كتابًا عن تاريخ الرياضيات. قرأته بشغف، وكانت مفتونة بشكل خاص بقصة أرخميدس. إذا كان الشخص منشغلًا جدًا بمسألة رياضية لدرجة أنه على استعداد للمخاطرة بحياته لحلها، فيجب أن تكون الرياضيات مسعى مثيرًا للاهتمام بشكل خاص! منذ تلك اللحظة قررت الفتاة تكريس حياتها لعلم الأرقام.

كان اسم الشابة صوفي جيرمان، وكان القرار الذي اتخذته في سن الثالثة عشرة يتعارض مع جميع الأعراف الاجتماعية. لم يكن من المفترض أن تتعلم المرأة في فرنسا في القرن الثامن عشر. على الأكثر، سُمح للنساء من الطبقة العليا، الأرستقراطية، باكتساب القليل من المعرفة العامة حتى يتمكن من إجراء محادثة بطلاقة مع أزواجهن.

تابع والداها بفارغ الصبر هواية ابنتهما الجديدة. وبسبب اليأس، حاولوا إجبار صوفي على التخلي عن الرياضيات. عندما سهرت صوفي ليلا لقراءة الكتب، صادر والدها كل الشموع الموجودة في المنزل. وعندما تسللت إلى المكتبة، أخذ منها جميع ملابسها حتى لا تتمكن من مغادرة الغرفة. صوفي لم تستسلم. قامت بإخفاء شموع مؤقتة في الأدراج، وواصلت قراءة كتب الرياضيات تحت البطانية في البرد القارس الباريسي. وأخيرا كان على الوالدين أن يستسلموا. لقد أدركوا أن الخطأ الرياضي غير قابل للشفاء، وقرروا دعم ابنتهم.

بعد أن التهمت جميع كتب الرياضيات التي تمكنت من العثور عليها، أدركت صوفي أنها إذا كانت تأمل في أن تصبح عالمة حقيقية يومًا ما، فيجب عليها الحصول على التعليم. وفي باريس، بالقرب منها، تم افتتاح مدرسة مرموقة للعلوم مؤخرًا: البوليتكنيك. لم يكن محاضر الرياضيات في كلية الفنون التطبيقية سوى جوزيف لويس لاغرانج، أحد أعظم العقول التحليلية في كل العصور، وهو عبقري ذو مكانة عالية.

بالنسبة لصوفي، كان من الممكن أيضًا أن تكون كلية الفنون التطبيقية في بلد آخر. كانت هذه المؤسسة المحترمة مغلقة ومغلقة أمام النساء - ولم يكن لديها أي فرصة للقبول فيها. أن يتم قبولك... بطرق مقبولة، أي.

كان أنطوان ليبلانك، أحد معارف صوفي جيرمان، وهو صبي في مثل عمرها. لم يكن من الممكن حتى قبول صوفي، التي كانت شغوفة بالرياضيات، في كلية الفنون التطبيقية، لكن ليبلانك، الذي تعرض لحادث سير عندما يتعلق الأمر بالأرقام والحساب، كان طالبًا مكتمل الأهلية بحكم كونه "سيدي". لسبب أو لآخر، قرر أنطوان ترك كلية الفنون التطبيقية - ولكن لسبب ما لم تتلق أمانة المدرسة إخطارًا بذلك. لاحظت صوفي الارتباك البيروقراطي، وأدركت أنها وقعت بين يديها هدية من السماء.

وبأناقة ودون إثارة الشكوك، حلت صوفي محل أنطوان (الصغير، من الناحية الفكرية). واستلمت ملخصات المحاضرات والتدريبات المخصصة له، وقدمت الواجب المنزلي نيابة عنه. كان هذا الترتيب مثاليًا بالنسبة لها: فقد التحقت بمحاضرات العظيم جوزيف لاغرانج ووسعت معرفتها الرياضية بشكل لا يقاس - ولم يلاحظها أحد في كلية الفنون التطبيقية - توقفت بلان عن الحضور إلى الفصول الدراسية.
أعني - لا أحد تقريبا. وفي ظروف لا نعرفها، تمكن لاغرانج من كشف سر صوفي، وإزالة قناع "السيد لو بلان" عن وجهها. لكن لاغرانج لم يكن غاضباً من صوفي. لقد دعمها واستمر في تعليمها وتقديم النصح لها، بل وقدمها إلى علماء ومثقفين مهمين.
وقد شجعت صوفي دعم لاغرانج وتقديره لمهاراتها. لقد أدركت أنه كامرأة، كان عليها أن تنجح بشكل كبير في جذب انتباه العلماء الفرنسيين الآخرين. قررت صوفي أن تهدف إلى أهداف عالية، عالية جدًا - وتحاول حل أكبر لغز رياضي على الإطلاق: نظرية فيرما الأخيرة.

تعتبر نظرية فيثاغورس من أشهر وأبسط قوانين الرياضيات: X2+Y2=Z2. لهذه المعادلة العديد من الحلول - أي ثلاثة أرقام (X، Y، Z) التي تحقق المعادلة. على سبيل المثال: 3^2+4^2=5^2. كان بيير دي فيرمي عالم رياضيات عاش قبل صوفي بمائة وخمسين عامًا. قام فيرما بفحص المعادلات ذات الشكل المماثل لمعادلة فيثاغورس، ولكن بقوى مختلفة عن 2: على سبيل المثال، X3+Y3=Z3 أو X4+Y4=Z4. وعلى الرغم من التشابه الواضح مع نظرية فيثاغورس، فقد ادعى فيرما أن كل هذه المعادلات ليس لها حل. وهذا يعني أنه بغض النظر عن القوة التي تم اختيارها، على سبيل المثال - X10+Y10=Z10، لا توجد مجموعة من ثلاثة أرقام تلبيها. في أيام صوفي جيرمان، وبعد جهود لا حصر لها، تمكن علماء الرياضيات من إثبات النظرية للقوى الثالثة والرابعة فقط. إن حل هذا اللغز ليس حتى في الأفق. عندما كانت صوفي في الخامسة والعشرين من عمرها، نُشر كتاب "دراسات عدم انتظام ضربات القلب" للكاتب كارل فريدريش غاوس. لقد أشعل الكتاب في ذهنها أفكارًا محتملة لحل نظرية فيرما الأخيرة، وطلبت مشاركتها مع غاوس.

كانت صوفي عالمة رياضيات جيدة جدًا وكان أغرانج واحدًا من أفضلهم، لكن غاوس كان شيئًا آخر. لقد كان عبقريًا لا يظهر أمثاله إلا مرة واحدة كل بضع مئات من السنين. لا عجب إذن أن صوفي كانت تعشق الأرض التي وطأت عليها قدم غاوس. لم ترغب في المخاطرة برفض غاوس لرسائلها لأنها امرأة، لذلك عادت إلى افتراض هوية السيد ليبلانك العجوز. لقد تأثرت العبقرية الألمانية بشدة بالفهم والأصالة التي أظهرها الشاب الفرنسي السيد لوبلان، وكتبت لها: "أنا سعيد لأن الرياضيات وجدت فيك صديقًا موهوبًا".

كان غاوس وصوفي يتراسلان ذهابًا وإيابًا. وشجعها على الاستمرار في محاولة إثبات نظرية فيرما، وكتب لها أن أفكارها تسير في الاتجاه الصحيح. كان دعم غاوس ذا أهمية كبيرة بالنسبة لصوفي. لكن في عام 1806 كانت هذه الصداقة في خطر. حارب نابليون بونابرت البروسيين لتوسيع إمبراطوريته الفرنسية، واحتل الجيش الفرنسي برونزويك - مدينة غاوس.

حسنًا، قد يكون هناك القليل من الدراما غير الضرورية هنا. بعد كل شيء، الجيش الفرنسي ليس الجيش الأكثر رعبا في العالم. ويقال إن شركة ديزني قد حظرت استخدام الألعاب النارية لأنه في كل مرة يتم إطلاق الألعاب النارية، يحاول الجيش الفرنسي الاستسلام. ويقال أيضًا أن الدبابة الفرنسية لديها أربعة تروس للتحرك للخلف وترس واحد للتحرك للأمام في حالة هجوم العدو من الخلف. ربما يكون السبب الوحيد وراء فوز الفرنسيين بالثورة الفرنسية هو أنهم قاتلوا فرنسيين آخرين.

ومع ذلك، عندما سمعت صوفي عن الأحداث على جبهة الحرب، كان يملؤها القلق. كانت تخشى أن تتكرر قصة أرخميدس مرة أخرى - وهذه المرة غاوس في دور العبقري اليوناني وجندي فرنسي في دور الفيلق الروماني. كان أحد أصدقاء العائلة جنرالًا في الجيش الفرنسي، وأرسلت له صوفي برقية في هول تطلب منه الاهتمام برفاهية غاوس.

وعندما وصل الضابط إلى الجبهة، اقترب من منزل غاوس، وأظهر له الرسالة التي كتبتها صوفي والتي طلبت فيها حماية حياته. كان غاوس مرتبكًا. لقد كان ممتنًا للمساعدة غير المتوقعة... ولكن من هي الآنسة جيرمين؟ ولم يكن يعرف أي عالم رياضيات فرنسي. عالم الرياضيات الفرنسي الوحيد الذي عرفه غاوس هو... السيد... لو بلان!

عندما أدرك غاوس ذلك، لم يكن غاضبًا من صوفي بسبب خيانتها له. على العكس من ذلك، كتب غاوس إلى صوفي: "لا أستطيع أن أصف لك، لقد فوجئت عندما أدركت الهوية الحقيقية للسيد ليبلانك... إن حب العلوم المجردة وأسرار الأرقام نادر للغاية، كما أن حب العلوم المجردة وأسرار الأرقام أمر نادر للغاية". مفاتن هذا العلم لا تكشف عن نفسها إلا لأولئك الذين لديهم الشجاعة للغوص إلى أعماقها. ولكن عندما تنجح المرأة، على الرغم من الصعوبات الهائلة الناجمة عن التحيزات والعادات الثقافية في بلدك، في التغلب على هذه العقبات... فلا شك أنها يجب أن تكون شجاعة ونبيلة، وتمتلك مهارات استثنائية وعبقرية واضحة."

استمرت صوفي وجاوس في تبادل الرسائل لعدة أشهر، حتى تلاشت علاقتهما وماتت. تم تعيين غاوس في منصب رسمي في إحدى الجامعات، وأدى العبء الأكاديمي، بالإضافة إلى حقيقة أن اهتماماته تجولت من عالم الأرقام إلى مجالات أخرى، إلى فقدان الاهتمام بأبحاث صوفي لكنها استمرت في العمل. على نظرية فيرما الأخيرة. لقد تمكنت من إظهار أن كل حل ممكن يجب أن يكون عددًا كبيرًا، يبلغ طوله ثلاثين رقمًا أو أكثر، وعززت بشكل كبير الشعور بين الباحثين بأن نظرية فيرما الأخيرة صحيحة.

لم يكن غاوس الألماني الوحيد الذي كان له تأثير عميق على حياة صوفي. كان إرنست كلداني فيزيائيًا وموسيقيًا أجرى تجربة مثيرة جدًا للاهتمام. أخذ عوارض معدنية ورش عليها رملًا ناعمًا وعزف عليها بقوس الكمان. تسبب سحب القوس في اهتزاز العوارض واهتزازها، ونتيجة لذلك رتبت الرمال البيضاء الموجودة على العوارض نفسها في أنماط غريبة ورائعة. تم تسمية هذه الأشكال باسم "أنماط تشالديني".

وأثناء زيارته لباريس، أجرى سيالداني التجربة لنابليون الذي أعجب بشدة بهذه الظاهرة المثيرة للاهتمام. عرض الإمبراطور الفرنسي مكافأة محترمة - كيلوغرام كامل من الذهب الخالص - لمن يستطيع تفسير نتائج تجربة الكلداني. رفعت الأكاديمية الفرنسية للعلوم التحدي، ونظمت مسابقة بين العلماء: أول من يقدم تفسيرًا فيزيائيًا ورياضيًا لتجربة الكلداني، سيفوز بالميدالية الذهبية.

عملت صوفي لمدة عامين على شرح "أنماط الكلداني"، وفي عام 1811 قدمت عملها إلى لجنة الجائزة. اتضح أن صوفي لم تكن فقط أول من قدم مقترح الحل، بل كانت الوحيدة! لسوء الحظ، كانت هناك عيوب في اقتراح صوفي - الأخطاء التي تنبع في الأساس من الافتقار إلى التعليم الرسمي وخلفية ضعيفة للغاية في الفيزياء. وقررت اللجنة عدم منحها الجائزة. كما ساهمت في اتخاذ هذا القرار الخلافات الشخصية بين صوفي جيرمان وسيمون بواسون، أحد أعضاء اللجنة والذي كان عالم رياضيات معروفًا ومؤثرًا.

وقررت اللجنة تمديد المسابقة لمدة عامين آخرين. وفي عام 1813، قدمت صوفي اقتراحًا آخر إلى اللجنة، وكانت مرة أخرى هي المتنافسة الوحيدة على الجائزة. لكن لا تزال هناك أخطاء وأوجه قصور في عملها، مما أدى إلى حرمانها من الجائزة.

تم تمديد المنافسة لمدة عامين إضافيين، وقدمت صوفي اقتراح الحل الثالث - الذي لا يزال المنافس الوحيد. هذه المرة وافقت اللجنة على الحل، وفازت صوفي أخيرًا بالذهبية التي طال انتظارها. غاضبة ومستاءة من الرفض الكثير الذي تلقته، رفضت صوفي الحضور إلى حفل توزيع الجوائز وقاطعته.

عندما كانت صوفي في الثالثة والخمسين من عمرها، تم تشخيص إصابتها بسرطان الثدي. وبعد عامين من النضال العنيد، توفيت صوفي عام 53. ولم تتزوج ولم تنجب أطفالًا. نشرت صوفي عددًا قليلاً جدًا من المقالات خلال حياتها. على سبيل المثال، تظهر نتيجتها المهمة حول نظرية فيرما الأخيرة كحاشية مختصرة في ورقة بحثية كتبها عالم رياضيات آخر عملت معه.

تعتبر قصة صوفي جيرمان مصدر إلهام للعديد من الشابات حول العالم. وأصبح كفاحها ضد التمييز وضيق آفاق زملائها الذكور رمزا لانتصار الجدارة على القيود الثقافية. وعلى قول المؤرخ موزنس:

"إذا نظرنا إلى الوراء، ربما كانت صوفي جيرمان المرأة الأكثر فكرية التي أنتجتها فرنسا على الإطلاق... ومع ذلك، كما يبدو غريبًا، تظهر في شهادة وفاتها على أنها "امرأة بلا مهنة" وليست "عالمة رياضيات"... هل تم استبعادها لنفس السبب الذي أدى إلى عدم وجود بيتيا؟ هل يحق لها أن تعتبر عضوا كاملا في الأكاديمية الفرنسية للعلوم؟ إذا كان الأمر كذلك، فيجب على المسؤولين عن ذلك أن يخجلوا من أنفسهم لأنهم فرضوا اللطف على شخص ساهم كثيرًا في العلم، وأكسبتها إنجازاته مكانًا مشرفًا في قاعة المشاهير.