Berühmte Physikerinnen, Chemikerinnen und Mathematikerinnen

Die zwei Nobelpreise von Marie Curie

Marie Curie, geboren 1867 als Maria Skłodowska in Warschau, untersuchte ab 1897 die Strahlung von Uranerzen. Für dieses Phänomen prägte sie den Begriff radioaktiv. Gemeinsam mit ihrem Mann Pierre Curie isolierte sie aus tonnenweise Pechblende-Abfällen aus Jáchymov zwei bis dahin unbekannte Elemente: Polonium und Radium.

1903 erhielt sie zusammen mit Pierre Curie und Henri Becquerel den Nobelpreis für Physik. 1911 folgte als alleinige Preisträgerin der Nobelpreis für Chemie für die Isolierung des reinen Radiums. Damit ist sie bis heute die einzige Frau, die in zwei verschiedenen Naturwissenschaften ausgezeichnet wurde.

Ab 1906 lehrte sie als erste Frau an der Sorbonne. 1914 übernahm sie die Leitung des Pariser Radium-Instituts. Während des Ersten Weltkriegs entwickelte sie zusammen mit ihrer Tochter Irène die mobilen Röntgenstationen für die französische Front. 1934 starb sie an den Spätfolgen jahrzehntelanger Strahlenbelastung.

Deutsche Physikerinnen, die Atome und Symmetrien neu dachten

In Deutschland war die akademische Welt für Frauen bis weit ins 20. Jahrhundert verschlossen. Habilitationen waren in Preußen bis 1920 sogar ausdrücklich untersagt. Trotzdem entstanden hier zwei der einflussreichsten Werke der modernen Naturwissenschaft.

Lise Meitner und die theoretische Erklärung der Kernspaltung

Lise Meitner, 1878 in Wien geboren, gehörte zu den ersten Frauen, die an der Universität Wien studieren durften. 1926 wurde sie die erste Physikprofessorin Deutschlands. Über drei Jahrzehnte forschte sie mit Otto Hahn in Berlin an Radioaktivität und am Aufbau der Atomkerne. Gemeinsam entdeckten sie 1917 das Element Protactinium.

Nach dem „Anschluss“ Österreichs floh sie im Juli 1938 als Jüdin über die Niederlande und Dänemark nach Schweden. Im Dezember 1938 schrieb Hahn ihr aus Berlin, dass Uran nach Neutronenbeschuss in Barium zerfalle. Eine physikalische Erklärung dafür hatte er nicht.

Innerhalb weniger Wochen lieferte Meitner gemeinsam mit ihrem Neffen Otto Frisch die theoretische Deutung. Sie nannten den Prozess Spaltung des Atomkerns und berechneten ihn auf Grundlage von Einsteins Formel E = mc². Ihr Artikel erschien Anfang 1939 in Nature. Otto Hahn erhielt 1944 allein den Chemienobelpreis für die Entdeckung der Kernspaltung. Meitner ging leer aus, obwohl sie mehrfach nominiert war. 1944 lehnte sie außerdem die Mitarbeit am Manhattan-Projekt ab.

Emmy Noether und die Mathematik der Erhaltungssätze

Emmy Noether, 1882 in Erlangen geboren, promovierte 1907 in Mathematik. Anschließend lehrte sie sieben Jahre lang unbezahlt am Mathematischen Institut Erlangen. 1915 holten David Hilbert und Felix Klein sie nach Göttingen. Dort sollte sie an mathematischen Problemen zu Einsteins allgemeiner Relativitätstheorie arbeiten.

Als die Fakultät sich gegen ihre Habilitation stemmte, antwortete Hilbert mit dem berühmten Satz, eine Universität sei „keine Badeanstalt“. Trotzdem gelang die Habilitation erst 1919, nachdem das Verbot weiblicher Habilitationen in Preußen fiel. Bezahlt wurde sie auch danach kaum.

1918 veröffentlichte sie das nach ihr benannte Noether-Theorem. Es ordnet jeder kontinuierlichen Symmetrie eines physikalischen Systems eine Erhaltungsgröße zu. Zeitsymmetrie führt also zur Energieerhaltung. Bis heute ist dieses Theorem die mathematische Grundlage moderner theoretischer Physik – sogar in der Quantenfeldtheorie.

In den 1920er Jahren legte sie außerdem die Basis der modernen abstrakten Algebra. Ihr Schüler Bartel van der Waerden gab ihre Vorlesungen in seinem Standardwerk Moderne Algebra (1930/31) wieder. 1933 entzogen die Nationalsozialisten ihr die Lehrerlaubnis. Sie emigrierte ans Bryn Mawr College und starb 1935.

Maria Goeppert-Mayer und das Schalenmodell des Atomkerns

Maria Goeppert-Mayer wurde 1906 im damals deutschen Kattowitz geboren und promovierte in Göttingen. Ende der 1940er Jahre entwickelte sie an der University of Chicago das Schalenmodell des Atomkerns. Es erklärt, warum bestimmte „magische“ Protonen- und Neutronenzahlen besonders stabile Kerne ergeben.

1963 erhielt sie als bisher zweite Frau überhaupt den Nobelpreis für Physik – sechs Jahrzehnte nach Marie Curie. Zuvor hatte sie in den USA jahrelang unbezahlte oder befristete Stellen besetzt. Universitäten stellten in den 1930er und 40er Jahren nämlich oft nicht zugleich Ehemann und Ehefrau ein.

Weitere deutsche Physikerinnen und Chemikerinnen

Hedwig Kohn, 1887 in Breslau geboren, war eine der ersten habilitierten Physikerinnen Deutschlands. 1940 floh sie nach jahrelangem Berufsverbot über Schweden in die USA.

Die Chemikerin Ida Noddack, geborene Tacke, entdeckte 1925 gemeinsam mit ihrem Mann das Element Rhenium. Außerdem schlug sie bereits 1934 die Möglichkeit der Kernspaltung als Erklärung für Enrico Fermis Uranversuche vor – also vier Jahre vor deren experimenteller Entdeckung. Ihre Hypothese wurde damals von der Fachwelt ignoriert.

Margarete von Wrangell wurde 1923 in Hohenheim die erste ordentliche Professorin an einer deutschen Universität. Ihr Fach war die Pflanzenernährung.

Mathematikerinnen, die das Fundament der modernen Wissenschaft legten

Mathematik gilt als die abstrakteste Wissenschaft. Doch ausgerechnet hier mussten Frauen besonders lange um Zugang ringen. Sie waren weder zum Vorlesungsbesuch noch zur Promotion zugelassen. Auch Bibliotheken durften sie häufig nicht betreten.

Dennoch reicht die Linie von Mathematikerinnen mit eigenständigem Werk von der Spätantike bis ins 21. Jahrhundert.

Hypatia von Alexandria – die erste namentlich bekannte Mathematikerin

Hypatia von Alexandria, geboren um 360 n. Chr., lehrte Mathematik, Astronomie und Philosophie am Museion. Außerdem verfasste sie Kommentare zu Diophants Arithmetika, Apollonios’ Konika und Ptolemaios’ Almagest. Kommentieren bedeutete in der Spätantike, einen Text mit eigenen Berechnungen und Ergänzungen zu versehen.

Ihre Werke gingen verloren, doch ihre Schüler bezeugten ihren Rang. 415 wurde sie von einem christlichen Mob in Alexandria auf offener Straße ermordet. Dieses Datum wird oft als symbolisches Ende der antiken Wissenschaft genannt.

Sophie Germain und Sofia Kowalewskaja

Sophie Germain wurde 1776 in Paris geboren. Unter dem männlichen Pseudonym „Monsieur Le Blanc“ korrespondierte sie mit Carl Friedrich Gauß über Zahlentheorie. Mit ihrer Theorie der Schwingungen elastischer Flächen legte sie zudem die Grundlage der Plattentheorie. Als Gauß ihre wahre Identität erfuhr, setzte er sich für ihre Ehrendoktorwürde an der Universität Göttingen ein. Doch sie starb 1831, bevor die Würde verliehen werden konnte.

Sofia Kowalewskaja, geboren 1850 in Moskau (auch Sofja Kowalewskaja geschrieben), ging eine Scheinehe ein, um Russland verlassen und studieren zu dürfen. 1874 promovierte sie unter Karl Weierstraß in Göttingen – als eine der ersten Frauen mit einem mathematischen Doktortitel an einer deutschen Universität. 1889 wurde sie außerdem an der Universität Stockholm ordentliche Professorin. Damit war sie weltweit eine der ersten Frauen mit einer Mathematikprofessur. Ihr Satz von Cauchy-Kowalewskaja über partielle Differentialgleichungen gehört bis heute zum Standard mathematischer Lehrbücher.

Ada Lovelace – die erste Programmiererin

Ada Lovelace, 1815 in London als Tochter Lord Byrons geboren, übersetzte 1843 einen Artikel über Charles Babbages Analytical Engine. Dabei ergänzte sie eigene Anmerkungen, die mehr als doppelt so lang waren wie der Ursprungstext. In der berühmten Note G findet sich außerdem ein Algorithmus zur Berechnung der Bernoulli-Zahlen.

Deshalb gilt sie vielen als die erste Programmiererin der Welt. Ihre Vision ging sogar noch weiter: Eine Maschine könnte auch Musik, Buchstaben und Bilder verarbeiten. Damit nahm sie die Informatik um ein Jahrhundert vorweg. Sie starb 1852 mit nur 36 Jahren.

Maryam Mirzakhani – die erste Fields-Medaille für eine Frau

Maryam Mirzakhani, geboren 1977 in Teheran, gewann 1994 und 1995 als Schülerin Goldmedaillen bei den Internationalen Mathematik-Olympiaden. 2004 promovierte sie in Harvard und arbeitete danach an Riemannschen Flächen und Modulräumen.

Am 13. August 2014 verlieh ihr die International Mathematical Union als erster Frau und erster Person aus dem Iran die Fields-Medaille. Diese gilt als „Nobelpreis der Mathematik“ und wird seit 1936 alle vier Jahre an MathematikerInnen unter 40 vergeben. Sie starb 2017 mit 40 Jahren an Krebs. Seit 2019 wird ihr Geburtstag, der 12. Mai, als Internationaler Tag der Frauen in der Mathematik begangen.

Weitere deutsche und internationale Mathematikerinnen

Zu den deutschen Mathematikerinnen mit internationalem Rang zählen Grete Hermann und Ruth Moufang. Hermann war Doktorandin Noethers und analysierte früh die mathematischen Grundlagen der Quantenmechanik. Moufang habilitierte 1937 in Frankfurt, erhielt aber wegen ihres Geschlechts keine Dozentur und ging deshalb zur I.G. Farben.

Auf internationaler Ebene arbeitete Julia Robinson am zehnten Hilbertschen Problem zur algorithmischen Lösbarkeit diophantischer Gleichungen. Mary Cartwright legte mit ihren Arbeiten zu nichtlinearen Differentialgleichungen Grundlagen der späteren Chaostheorie. Karen Uhlenbeck erhielt 2019 als erste Frau den Abelpreis. Und Ingrid Daubechies entwickelte die nach ihr benannten Wavelets, die heute zur Standardarchitektur digitaler Signal- und Bildkompression gehören.

Mathematikerinnen bei der NASA – die menschlichen Computer

Bevor elektronische Rechner zuverlässig waren, hießen die Personen, die komplexe Bahnberechnungen ausführten, schlicht computers. Im Forschungszentrum Langley der NASA-Vorläuferin NACA arbeiteten ab 1943 afroamerikanische Mathematikerinnen in der streng segregierten West Area Computing Unit. Ihre Beiträge wurden erst durch Margot Lee Shetterlys Buch Hidden Figures (2016) breit bekannt.

Katherine Johnson, Dorothy Vaughan und Mary Jackson

Katherine Johnson, geboren 1918 in West Virginia, berechnete die Flugbahn von Alan Shepards Mercury-Mission 1961. Vor John Glenns Orbital-Flug 1962 prüfte sie sogar die Computerberechnungen per Hand. Denn Glenn vertraute nur den Zahlen, die „das Mädchen“ persönlich abgesegnet hatte. Außerdem war sie an der Trajektorie der Apollo-11-Mondlandung 1969 beteiligt.

Dorothy Vaughan leitete ab 1949 die West Area Computing Unit als erste afroamerikanische Vorgesetzte der NASA. Außerdem brachte sie sich autodidaktisch FORTRAN bei, um den Übergang ihrer Abteilung auf elektronische Rechner zu sichern.

Mary Jackson musste 1956 eine Sondergenehmigung beantragen, um Ingenieurskurse an einer für Weiße reservierten High School belegen zu dürfen. 1958 wurde sie schließlich die erste afroamerikanische Ingenieurin der NASA.

Physik-Nobelpreis – fünf Frauen in 120 Jahren

Unter den 224 Physik-Nobelpreisträgerinnen und Preisträgern bis 2023 sind nur fünf Frauen. Damit weist der Physik-Nobelpreis den niedrigsten Frauenanteil aller Nobelpreise auf. Diese Statistik sagt allerdings mehr über die Akademie aus als über die Leistungsfähigkeit weiblicher Physiker.

Auf Marie Curie (1903) und Maria Goeppert-Mayer (1963) folgten fünfundfünfzig Jahre Pause. 2018 erhielt dann Donna Strickland den Preis gemeinsam mit Gérard Mourou für die chirped pulse amplification. Diese Technik erzeugt ultrakurze, hochintensive Laserimpulse und ist heute Standard in der Augenchirurgie und Materialbearbeitung. Strickland hatte sie übrigens schon 1985 als Doktorandin in Rochester entwickelt.

2020 wurde Andrea Ghez für den Nachweis des supermassereichen Schwarzen Lochs Sagittarius A* im Zentrum der Milchstraße ausgezeichnet. 2023 folgte Anne L’Huillier für die Erzeugung von Attosekunden-Lichtpulsen zur Beobachtung der Elektronendynamik.

Die übergangenen Physikerinnen

Mindestens ebenso viele Frauen hätten den Physik-Nobelpreis verdient, doch sie bekamen ihn nicht. Diese Lücke hat einen Namen: den Matilda-Effekt, benannt nach Matilda Joslyn Gage. Gemeint ist die systematische Übertragung weiblicher Forschungsleistungen auf männliche Kollegen.

Chien-Shiung Wu und das Wu-Experiment

Chien-Shiung Wu, geboren 1912 in Liuhe bei Shanghai, promovierte 1940 in Berkeley. Während des Zweiten Weltkriegs arbeitete sie an der Columbia University an der Anreicherung von Uran für das Manhattan-Projekt.

Ende 1956 wies sie am National Bureau of Standards experimentell nach, dass beim Betazerfall von Cobalt-60 die Parität verletzt wird. Damit fiel eine fundamentale Symmetrieannahme der Physik. Den Nobelpreis 1957 erhielten allerdings ausschließlich die Theoretiker Tsung-Dao Lee und Chen Ning Yang, die das Experiment vorgeschlagen hatten.

Jocelyn Bell Burnell und Vera Rubin

Jocelyn Bell Burnell entdeckte 1967 als Doktorandin in Cambridge die Pulsare. Den Nobelpreis 1974 erhielt allerdings ihr Doktorvater Antony Hewish. Später spendete sie selbst das Preisgeld eines Breakthrough Prize von drei Millionen Dollar für Stipendien an unterrepräsentierte Gruppen in der Physik.

Vera Rubin belegte ab den 1970er Jahren durch Messungen an Galaxienrotationen die Existenz dunkler Materie. Ihre Daten zeigten, dass Sterne am Rand von Spiralgalaxien sich genauso schnell bewegen wie im Zentrum. Sichtbare Materie allein kann das nicht erklären. Trotzdem starb sie 2016 ohne Nobelpreis.

Chemikerinnen, die Elemente, Strukturen und Medikamente entdeckten

Die Reihe berühmter Chemikerinnen beginnt mit Marie Anne Lavoisier. Im späten 18. Jahrhundert protokollierte sie die Experimente ihres Mannes Antoine Lavoisier, übersetzte Fachliteratur und fertigte die anatomischen Zeichnungen seines Lehrbuchs Traité élémentaire de chimie (1789) an. Diese Mitautorenschaft wurde jahrhundertelang verschwiegen.

Rosalind Franklin und die Doppelhelix

Rosalind Franklin, geboren 1920 in London, fertigte 1952 am King’s College die hochauflösende Röntgenbeugungsaufnahme Photo 51 an. Sie zeigte die Doppelhelix-Struktur der DNA. James Watson sah die Aufnahme allerdings ohne ihr Wissen. Unmittelbar danach folgte das DNA-Modell von Watson, Crick und Wilkins.

Den Nobelpreis erhielten 1962 die drei Männer. Franklin war 1958 mit 37 Jahren an Eierstockkrebs gestorben, und der Preis wird nicht posthum vergeben.

Chemie-Nobelpreisträgerinnen

Irène Joliot-Curie, Tochter Marie Curies, erhielt 1935 gemeinsam mit ihrem Mann Frédéric Joliot den Nobelpreis für Chemie. Geehrt wurde damit die Entdeckung der künstlichen Radioaktivität.

Dorothy Hodgkin wurde 1964 für die Strukturaufklärung von Penicillin und Vitamin B12 mittels Röntgenkristallografie ausgezeichnet. Ada Yonath teilte sich 2009 den Chemie-Nobelpreis für die Aufklärung der Ribosomenstruktur. Außerdem erhielt Tu Youyou 2015 den Medizin-Nobelpreis für die Entdeckung des Malariamittels Artemisinin aus dem Beifuß Artemisia annua.

Gerty Cori bekam 1947 als erste Frau den Medizin-Nobelpreis gemeinsam mit ihrem Mann Carl Cori. Geehrt wurde der nach ihnen benannte Cori-Zyklus, also der Glucose-Glykogen-Stoffwechsel.

Weitere bekannte Chemikerinnen

Alice Ball, geboren 1892 in Seattle, entwickelte 1915 mit 23 Jahren in Hawaii die erste wirksame injizierbare Therapie gegen Lepra – die Ball-Methode. Sie starb mit 24 Jahren. Danach veröffentlichte ihr Vorgesetzter das Verfahren jahrelang unter eigenem Namen, bis ihre Urheberschaft ab den 2000er Jahren wiederhergestellt wurde.

Stephanie Kwolek erfand 1965 bei DuPont die Aramidfaser Kevlar. Daraus bestehen heute schusssichere Westen, Schutzkleidung und Luftfahrtbauteile. Marguerite Perey, ehemalige Laborassistentin Marie Curies, entdeckte 1939 das Element Francium. Ellen Gleditsch bestimmte 1914 die Halbwertszeit des Radiums präzise.

Kathleen Lonsdale wies 1929 mittels Röntgenstrukturanalyse die ebene Struktur des Benzolrings nach – ein Schlüsselbefund der organischen Chemie. Und Ellen Swallow Richards, erste weibliche Studentin am MIT, begründete im späten 19. Jahrhundert die Wasserchemie sowie die wissenschaftliche Ökologie.