Histoire des sciences : Sophie Germain, première femme à remporter le prestigieux « Grand Prix de Mathématiques » français, est snobée lorsque les billets pour la cérémonie de remise des prix sont « perdus dans le courrier » — 9 janvier 1816

En janvier 1816, le secrétaire général de l’Académie des sciences de Paris adresse à Marie-Sophie Germain une étrange lettre.

Dans ce document, il reconnaissait qu’elle avait remporté le prestigieux « Grand Prix de Mathématiques » de l’institut pour ses travaux mathématiques décrivant comment les ondes sonores se propagent sur des surfaces 2D. Et pourtant, la lettre n’a offert aucune félicitationa souligné avec condescendance qu’elle était la seule participante et a admis qu’elle n’avait pas reçu de billets pour assister à la cérémonie de remise des prix prévue deux jours plus tard. Il a reconnu à contrecœur que, si nécessaire, des tickets manuscrits pouvaient être produits à la hâte.

Germain n’assistait pas à la cérémonie.

« La classe de sciences mathématiques et physiques de l’Institut a tenu aujourd’hui sa séance publique, une très grande assemblée qui a attiré sans doute ceux désireux de voir une virtuose d’un genre nouveau, Mademoiselle Sophie Germain, à qui devait être décerné le prix des membranes élastiques. L’attente du public a été déçue : la demoiselle n’est pas allée remporter le trophée qu’aucune personne de son sexe n’a jamais reçu en France », rapportait le journal le Journal des Débats à propos de l’événement de ce jour.

Ce prix était le point culminant d’une décennie de travail de Germain, un mathématicien autodidacte. Née dans une famille de riches marchands, elle s’est intéressée aux mathématiques en lisant des livres dans la bibliothèque de son père pendant une période de réclusion pendant la Révolution française.

Ses parents n’étaient pas satisfaits de sa quête « peu distinguée ». Ils ont éteint les feux qui maintenaient la maison bien au chaud et lui ont confisqué ses vêtements chauds, espérant qu’elle aurait trop froid et qu’elle serait trop mal à l’aise pour étudier. Mais quand ils s’endormaient, elle prenait des bougies et se couvrait de des courtepointes pour continuer ses maths recherche. Elle a appris toute seule théorie des nombres et calcul de cette façon.

Lors de l’ouverture de l’École Polytechnique en 1794, les femmes n’avaient pas le droit d’y assister, mais les notes des cours étaient accessibles au public. Elle a commencé à lire ces notes et à soumettre des réponses aux problèmes des cours sous le pseudonyme « Antoine August LeBlanc ». Sous son pseudonyme, Germain a également commencé à correspondre avec certains des plus grands mathématiciens de son époque, dont Carl Friedrich Gauss et Joseph-Louis Lagrange.

Vers 1806, elle fut intriguée par la physique derrière une expérience déroutante. Dans son livre de 1787, le physicien et musicien Ernst Chladni, souvent appelé le « père de l’acoustique », décrit un phénomène dans lequel une personne peut saupoudrer du sable sur une plaque de verre, puis faire glisser un archet de violon sur diverses surfaces et bords. Non seulement la plaque pouvait être jouée comme un violon, mais elle pouvait également varier motifs géométriques formés dans le sable selon la façon dont les plaques étaient courbées.

Assiettes Chladni – YouTube

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L’institut français avait offert un prix trois années de suite pour décrire mathématiquement les « figures Chladni » formées. Personne d’autre n’a pris la peine de tenter une solution, la plupart estimant que les mathématiques existantes de l’époque étaient insuffisantes pour expliquer le phénomène.

Germain, cependant, a soumis ses propositions de solutions pendant les trois années. Sa troisième proposition, soumise en 1816, était intitulée «Recherche sur les vibrations des plaques élastiques. » Cependant « maladroit et maladroit » compte tenu des calculs disponibles à l’époquec’était toujours un brillant aperçu du sujet de l’oscillation harmonique 2D, ou des ondes en mouvement stable.

Germain a finalement décidé de sauter la cérémonie parce qu’elle estimait que le comité ne respectait pas suffisamment son travail. Par exemple, son principal rival, Siméon Poisson, faisait partie du comité du prix et refusait de discuter du problème avec elle ou de lui parler en public. Cependant, tous les contemporains de Germain n’étaient pas aussi dédaigneux ; Lagrange et Gauss ont fortement soutenu son travail.

« Mais lorsqu’une femme, à cause de son sexe, de nos coutumes et de nos préjugés, rencontre infiniment plus d’obstacles que les hommes pour se familiariser avec leurs problèmes épineux, et pourtant surmonte ces entraves et pénètre ce qu’il y a de plus caché, elle a sans doute le courage le plus noble, un talent extraordinaire et un génie supérieur. » Gauss a écrit quand il a découvert son sexe.

Germain poursuivra ses recherches solitaires en mathématiques pendant des décennies.

Son travail avec le mathématicien français Adrien-Marie Legendre a constitué une avancée majeure dans la preuve du dernier théorème de Fermat, qui stipule qu’aucun nombre entier positif (a, b, c) ne peut satisfaire l’équation aⁿ + bⁿ = cⁿ pour une valeur entière de n supérieure à 2.

Germain a montré que le dernier théorème de Fermat était valable pour une classe spéciale de nombres premiers, maintenant appelés nombres premiers de Germain, dans lesquels p et 2p+1 sont premiers. Son travail a constitué la base de la solution finale et complète produite par Andrew Wiles en 1994. Néanmoins, le théorème de Germain n’a été mentionné que dans une note de bas de page dans l’œuvre de Legendre.

En 1831, son correspondant et mentor de longue date, Gauss, fit pression pour que l’Université de Göttingen décerne à Germain un diplôme honorifique. Elle est décédée d’un cancer du sein quelques semaines avant de pouvoir recevoir le prix.