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苏步青:牛背上摔下来的大数学家

2022-03-02徐迅雷

民主与科学 2022年6期
关键词:苏步青数学

徐迅雷

要是问你,提到中国著名数学家,你会想到谁?大概率会想到苏步青、陈景润。但你可能不知道,陈景润是苏步青的学生的学生。

2022年9月23日,是大数学家、被誉为“数学之王”的苏步青诞辰120周年。纪念苏步青先生诞辰120周年座谈会,在苏步青家乡浙江温州平阳举行。复旦大学举办了“苏步青先生诞辰120周年纪念展”,由该校档案馆编撰的《苏步青画传》首发。

1902年9月23日,苏步青出生在平阳县腾蛟镇带溪村卧牛山下的一户农家。整个村子的人都讲闽南话,这是因为,几百年前,他们的祖宗是从福建厦门同安逃荒而来的,所以村子里一直保留着闽南的语言和风俗习惯。

小时候,苏步青只念过很短时间的私塾。因为私塾散了,他成了一个放牛娃。他喜欢骑在牛背上,但屡屡从牛背上摔下来,父母心疼他,决定不再让他放牛,而到百里外的县城念小学。

苏步青著的《神奇的符号》是一本非常精彩的“小书”,是“大科学家讲的小故事”丛书之一,曾获第四届“国家图书奖”,由湖南少年儿童出版社于2010年1月第1版,我手头这本是2021年7月第40次印刷。书中写到:“母亲得知我从牛背上摔下来的事,心神不安,和父亲商量之后,决定将我送到县城高小念书。”(见该书第6页)民国时期,小学一年级到三年级是初小阶段,四年级到六年级为高小阶段。在那个文盲半文盲遍地的年代,能够读完“高小”,算是有文化的人了。

这就是从牛背上摔下来而摔出来的上学机会。可是,这样的机会,苏步青却因学习太差,差点丢了,差点又要回到牛背身上。

如今有很多人喜欢说“不能输在起跑线上”,事实上人生输赢绝不是虚拟的所谓“起跑线”所决定的,硬要说什么“起跑线”,那么,苏步青就是典型的“输在起跑线上”。

尽管到了县城高小念书,但他实在太顽皮、太不爱读书,起步时就是典型的“学渣”。第一学期,成绩是全班倒数第一。当时每学期成绩都是张榜公布的,最后一名像把前面所有的人都背在背上,这个叫“背榜”。第二学期,继续“背榜”。第三学期,仍是“背榜”,至此,高小3年已经一半过去了。老师把他父亲喊来,建议把孩子领回去学种田,一年还能省下两担米。

还好,苏步青的父母真是好父母,没有“一怒之下”让儿子回家继续放牛,而是让这个“学渣”儿子转到镇上一所新办的小学,继续“混着”——他照样“不爱读书,四处乱逛”。

苏步青开始遇到的这些小学老师,还真是太一般般。他本来国文课还有点功底,毕竟私塾里认过字、牛背上背过诗,可有一次,教国文的谢先生不认为苏步青这个“学渣”交来的作文是自己写的,把他喊来训斥:“抄来的文章再好,也只能骗自己而已,想骗我?你还能做出这样的文章?哼!”

坏的教育,能一下子将孩子的学习兴趣打到谷底,按苏步青自己的说法就是:“学国文的兴趣,一下子降到了零点,上国文课也成了我最反感的事,我还常常把头扭到一边,以示抗议。”

早早就进入了“叛逆期”的苏步青,如果继续这样下去,最多念完高小,就要“打道回府”,不,“打道回山”了。幸好,苏步青遇到了改变他人生命运的第一位启蒙老师。

在五年级下学期,小学里来了一位新教师,名叫陈玉峰,50多岁。第一堂地理课,他在黑板上挂出一幅世界地图,向学生介绍七大洲,四大洋,名山大川,还有英、法、美等国的地理位置。“我每一次在课堂上周游世界,兴奋得眼睛都不眨一下。宇宙之神妙,世界之大观,远胜过小镇上的街景和老虎灶的鸡蛋花,我迷上了地理课,也特别喜欢陈玉峰老师。”

陈玉峰老师能够倾听学生的心声,对苏步青循循善诱、谆谆教导:“别人看不起你,就因为你是背榜生。假如你不是背榜生呢?假如你考第一呢?谁会小看你?”他给苏步青讲牛顿小时候的故事,牛顿也长在农村,到城里读书,成绩不好,同学们都欺侮他。一次一个同学又无故打他,他忍无可忍,奋起还击,同学怕了,只好认输。牛顿由此想到了一个道理,只要有骨气,肯拼搏,就能取胜。从此他努力学习,不久成绩就跃居全班第一,后来他成了闻名世界的科学家。

苏步青一下子就开窍了:“我听完陈老师讲的故事,心里非常激动,奋发向上的信心一下子增强了许多。”他决心以牛顿为榜样,发奋努力。接下来连续三学期,他都考了“头榜”。“这一切使我对陈老师更加崇敬,他的一席话,可以说是我人生的一个转折点。”

遇上好老师之后,这个不爱读书、成绩倒数第一名的“学渣”,人生求学由此开挂。1931年,他在日本获得理学博士学位后回乡探亲,来探望的人络绎不绝,“我一眼看出,站在远处头发花白的是陈玉峰老师。我叫着恩師的名字,恭恭敬敬地把他请到上座。”临走时,苏步青还特地雇了一乘轿子,请陈老师上轿,自己跟在后面,步行30里地,把老师送回家去。

高小毕业,重要的是得考上当年温州最好的中学——浙江省第十中学,即现在的温州中学。1914年夏天,省十中发榜,榜首第一名的就是苏步青。而根据该校的规定,成绩第一名的学生,在校四年的学费、膳费、杂费全免。

在省十中,语文老师喜欢苏步青,因为他的作文特别好,而且许多古文名篇能够“倒背如流”。比如老师让他背一遍《左传》的《子产不毁乡校》,他背得果然一字不差。老师还说:“你好好用功,将来可当文学家。”

历史老师也很喜欢他。古代中国本来就是文史哲不分家,苏步青对历史兴衰的许多问题也有自己的见解。历史老师有意培养一位未来的史学家,还把书柜里一长排《资治通鉴》借给他看,让他很快就入了迷,产生了博古通今、当历史学家的憧憬。

不承想,在中学二年级时,省十中来了一位教数学的老师,名叫杨霁朝,刚从日本东京留学归来。他满腔热血,一身热情,第一堂课就对学生慷慨激昂地说:“要救国,就要振兴科学;发展实业,就要学好数学!”这堂课使苏步青彻夜难眠,终生难忘:“杨霁朝老师的数学课,却让我把个人的志向和国家兴亡联系起来,我动心了……”本来对文科更感兴趣的苏步青,轰然打开了数学大门,杨霁朝成了他的数学启蒙老师。

数学是“智力体操”。杨老师的数学课深深地吸引了他,“那些枯燥乏味的数学公式、定理一经他讲解就变活了,那一步步的推理、演算、论证,就像一级级台阶,通往高深、奇妙的境界”。杨老师还带领学生测量山高、计算田亩、设计房屋,这些生动活泼的形式,让学生们喜欢得不得了。

杨老师出了许多趣味数学题,让学生竞赛,每次苏步青都取得好名次。有一回杨霁朝老师将一本日本杂志上的数学题拿给他做。有的题目确实很难,苏步青发了犟脾气,一个人坐在严冬深夜像冰窖一样的教室,“不得出答案,决不回宿舍”;苦思冥想中,思路突然打开,兴奋得两颊通红。

省十中4年,整整8个学期,苏步青以门门90分以上的成绩名列头榜。“温州最繁华的五马路,离学校仅一里路,我却从来没去玩过。除了生病,整整4年我没有在10点钟以前上床休息过。”当年的苏步青,对数学太有兴趣了,成了一个典型的“小镇做题家”:“我留下了厚厚的一摞练习本,里面足足有1万道题。”

我向来认为,当今的“小镇做题家”,并不是“小镇”的问题,也不是“做题”的问题,更不是“家”的问题——也就是说,不是学生本身的问题,而是背后教育的问题:应试教育之下,没有兴趣的培养,只有倒胃口的重复“刷题”,“做题”只为考分,最终戕害了学生的兴趣力、想象力和创造力,一毕业就把教材和习题本撕烂扔出教室,让整个校园飘起“漫天大雪”,到了大学基本就躺平了,不再“好好学习,天天向上”了。

苏步青当年这个主动的“小镇做题家”,与今天那些被迫的“小镇做题家”,是多么的不同啊!而且,苏步青还是一位“小镇阅读家”,他照样爱好阅读,文理兼通。从“小镇做题家”到“小镇阅读家”,时空距离可不是一点点,两者兼备,今后的发展潜力才是真正的巨大。

读三年级时,学校调来一位名叫洪彦远的新校长,他同样是留学日本的“海归”,原是日本高等师范学校数学系的毕业生,所以兼授几何课。有一次证明“三角形的一个外角等于不相邻的两个内角之和”这条定理,苏步青用了24种大同小异的解法,演算了这道题。洪校长大为得意,把它作为学校教育的突出成果,送到省教育展览会上展出。

试想,如果苏步青的中学数学老师不是日本留学归来的杨霁朝、洪彦远,哪里能够开启数学王国之门?在两位老师的影响下,中学4年毕业之后,苏步青决心去日本留学。此前,洪校长已经调到教育部工作,调任前他交代苏步青,有困难就找他。苏步青写信告诉洪校长,准备去日本留学。洪校长不仅回信鼓励他到日本留学,而且还寄来200块银圆,“我捧着白花花的银圆,激动得流下了热泪。没有洪先生的资助,我此后的足迹很可能不会像今天这样了。”从更大的历史背景看,如果当时的中国还是像大清帝国一样闭关锁国,哪有苏步青去日本留学的机会,哪里能够让他今后成为杰出的数学家?

青衿之志,履践致远。1919年,那是一个秋天,“穷学生”苏步青怀揣着洪校长给的银圆,更带着求学的梦想,从上海登上了日本外轮,来到了东京。一开始照例是要先学日语,天资极其聪颖的苏步青,为了节省学费,只是跟随房东老妈妈学,3个多月就过了语言关。1920年初春,刚满18岁的苏步青,考进入东京高等工业学校电机系学习;这是一所学制为四年的大学,到1924年毕业之前,每学期苏步青的成绩都是第一名。

“当我埋头在数学公式里的时候,是我最感幸福的时刻。”没想到,1923年9月1日,东京发生了震惊世界的大地震——即关东大地震,震级为8.2级。这场“亘古未有之大地震”,是日本历史上最致命的地震,造成14.3万人死亡,20万人受伤,50万人无家可归。之后“9月1日”成为日本的国家防灾日。

大四学生苏步青,在这场地震大浩劫中,是同学救了他一命,也是数学救了他一命。在《神奇的符号》一书中,苏步青有着清晰的记述:

9月1日中午,我还在寝室里埋头钻研一本世界有名的解析几何著作,越看越有劲,不觉忘记了时间。一位同学吃完饭,用筷子敲着饭盒走进来,看到我还在纸上演算,就催我快去吃饭,否则食堂要关门了。我这时才把书往桌上一推,急匆匆拿起饭盒冲向食堂。

刚从食堂出来,一股强烈的气浪把我冲倒在地,传来一阵喊声:“地震了!”我才意识到遇上了大地震。真是地动山摇,一分钟之内,东京高等工业学校的校舍全部倒塌,大火从平地上蹿起来,一时火光冲天,烈焰腾空。我们这些幸存者赶快跑到附近的一个公园躲避,生怕再来余震。

学校一切都毁了,几百名学生死亡,包括催促我去吃饭的同学在内。他的一句催促的话,把我从死神那里解脱出来,自己却陷入劫难。这场大灾难把我的衣物、铺盖统统化为灰烬;课本、笔记本、参考书一本也没剩。這对我是一个沉重的打击。我整天神情恍惚,终于生了一场大病……(详见该书第25-26页)

如果苏步青不是废寝忘食地钻研数学,那他那天大概率会和同学一样准时到食堂吃饭、准时回到寝室,然后和同学一样遭受劫难;如果不是同学吃完饭回到寝室喊他赶紧去食堂吃饭,他也可能会被死神捕获。人生之命之运,就是这样,神奇到难以言说。

1924年从东京高等工业学校毕业后,苏步青就去报考日本的名牌大学——东北帝国大学的数学系,这里汇聚了一批日本的数学家,“他们不但是日本一流的,在世界上也有很高的声望”。此前,浙江同乡、来自绍兴的陈建功,就是通过考试进入东北帝国大学数学系的,后来也成为著名的数学家。

这次录取名额只有9个,共有十几个国家90名报考者参加,仅有苏步青一个是中国人。两场考试,第一场考解析几何,第二场考微积分,按规定每场3小时,苏步青都是1小时就考完离场,得了满分200分,名列第一,作为唯一的中国留学生被录取。

在日本东北帝国大学,苏步青又遇到了好导师。洼田忠彦教授是著名的几何学家,对苏步青的训练极其严格。有一次,遇到一道几何难题解不出来,苏步青便去向洼田先生求教,教授看了他一眼,冷冷地说“请你去看沙尔门·菲德拉的解析几何著作”。苏步青马上跑到学校图书馆查到该书,不禁连声叫苦,原来这是一套德文原版书,厚厚的三大本,近2000页。

当时,苏步青除了母语中文,只懂日文、英文、法文,对德文一窍不通。他赶紧开始学德文,边学边啃原著,一个学期下来,硬是啃完了这套书,“这套书不但解决了我的疑难问题,而且使我的解析几何知识系统化,掌握了终生有用的基础知识。”

在钻研数学的过程中,苏步青发现意大利的几何学是世界闻名的,可他不懂意大利文,于是下决心学意大利语。他找到了一位已在日本多年的意大利神父,天天晚上到他家上课学习,神父还真以为这个小伙子是一位虔诚的“新教徒”,认真教他;3个月后,学成告别之时,苏步青才道出本意,神父对他说:“每个人都有自己的宗教,你把数学当做自己的宗教。孩子,你去努力吧!”

至此,苏步青已掌握了5门外语,之后又自学了西班牙文,到了20世纪50年代,因工作需要,又學会了比较难掌握的俄文——这样,一共掌握7门外语。“60年代我有机会出访欧洲几国,我既是团长、秘书,还兼任翻译,可见学好外语真是好处不少啊!特别是处于改革开放的今天,更应该学好外语。”

在日本留学时,苏步青一度生活难以为继,著名数学家、数学系主任林鹤一,决定从自己的薪水中,每月取出40元给他作生活费,还开玩笑说:“等你发了财还我。”不久,林鹤一主任决定聘请苏步青担任代数课的教学工作,聘任很快被批准,职称为讲师,酬金每月为65元。此前,在东北帝国大学的校史上,还没有一个外国留学生兼任过讲师。

“为学应须毕生力,攀登贵在少年时。”苏步青一边教学,一边搞研究。“到了1928年初,我在一般曲面研究中发现了四次(三阶)代数锥面,这是几何中极有意义的重大突破。学术论文一发表,便在日本和国际数学界产生反响,有人称这一成果为‘苏锥面’。这样一来,我也获得研究生奖学金,每月40元。据说,在东北帝国大学校史上,这一奖学金从来没有授予过外国留学生。”在《神奇的符号》一书中,苏步青有一章专门以《苏锥面》为题(见第38页),介绍了这个载入世界数学史册的成就。

到1931年初,苏步青已经有41篇仿射微分几何和射影微分几何方面的研究论文发表在日本、美国、意大利的数学刊物上,有人说他是“东方国度上空升起的灿烂的数学明星”。这一年,29岁的苏步青被授予理学博士学位,这是中国人在日本获得这一称号的第二人,第一位是比苏步青早两年毕业的陈建功。

在日本,苏步青还遇到了终身伴侣松本米子,她是教授女儿,才貌双全,温柔贤惠。嫁给苏步青后,改名为苏松本。苏步青此前与陈建功约定,学成归国,到浙江大学去,回家乡去,白手起家,培养中国的数学人才。1931年3月,苏步青先期回国一趟,妻子和两个孩子暂时留在日本。夏天去日本接妻子孩子到中国,深爱丈夫的苏松本,坚定跟随苏步青回中国。“就这样我们一家人回到了西子湖畔的杭州城。从那时候起,夫人就生活在中国的大地上,为教育孩子,支持我的教学和科研,奉献了一生。”

抗战期间,在竺可桢校长率领下,浙大西迁,谱写了一部伟大的“文军长征”史。当时苏步青夫人果断地说:“我跟你走!”铁了心与丈夫同甘共苦。在贵州湄潭,苏步青一家,与著名生物学家罗宗洛一家,合住在一个破庙里,生活极其困难。放牛娃出身的苏步青,买了把锄头,把破庙前的半亩荒地开垦出来,种上了蔬菜。“半亩向阳地,全家仰菜根”,否则,一个8口之家,月薪只有350元,真是难以维持生活。他的一个小儿子,因营养不良,出世不久就死了;还有一个儿子因为抗战期间从未吃过糖,抗战胜利后第一次吃到白糖,竟惊奇地问:“爸爸,盐怎么会是甜的呢?”

在浙大,苏步青遇到的是好领导、好校长竺可桢。有一天傍晚,竺校长到湄潭县分校视察,特地到苏步青家看望。了解到苏步青一家生活如此困难,他特意交代,让苏步青两个在附中念书的儿子由学校管饭;第二年,竺校长又将苏步青作为“部聘教授”上报教育部,获得批准后,工资增加了一倍,从而解决了生活困难。竺可桢是真把教授当宝贝。

英国著名的科学史家李约瑟,于1942年和1944年两次抵达贵州浙大考察研究,参观了浙大数学系,与苏步青交流,称赞浙大是“东方的剑桥”。有竺可桢、苏步青这些教授的浙大,与西南联大相似,在极端艰苦的岁月,创造了中国教育奇迹。苏步青和他的同事们,创立了国际公认的微分几何“浙大学派”。

不仅有好校长,还有好同事——数学教授陈建功,两位浙江的老乡数学家一起,筚路蓝缕,开创了浙江大学数学系,他们俩每人开设4门课。他们上课都极其认真,陈建功曾对苏步青说:“教师给学生上一节课,和军人在战场上打一场仗差不多。”

创始之初,浙大数学系每个年级不足10人,师生之间关系非常融洽。“春秋假日,我们跟学生一起登山远游,南高峰、北高峰、玉皇山、黄龙洞,杭州四郊的山山水水都留下了我们的足迹。”他们培养的首届毕业生方德植,是温州瑞安人,后来也成为著名数学家,在到厦门大学任教期间,培养出了卓越的数学家陈景润。

抗战胜利后,苏步青曾与陈建功等3位教授一起,于1945年10月被派往台湾,接收台湾光复后的台北大学,台北大学后来发展成为台湾大学。苏步青会闽南话,这成为一个重要的便利条件;完成接收任务后,于次年春天返回大陆,“破浪期他日,乘风快此行”。杭州解放前夕,苏步青和陈建功教授、竺可桢校长一起,选择留在大陆,而没有去台湾,这也得到他夫人苏松本的支持。

1952年10月,因全国高校院系调整,苏步青被分到复旦大学数学系任教授、系主任,之后历任复旦大学教务长、副校长和校长。“旦复旦兮,日月光华”。在日复一日的努力中,苏步青毕生培养了众多数学家,其中院士就有8位。他却谦逊地说:“休夸桃李遍天下,但盼光风润大千。”

苏步青也由著名数学家,成为著名的教育家、社会活动家。1951年,苏步青在杭州加入民盟。1959年,加入中国共产党。1979年他当选为中国民主同盟中央副主席,连续担任两届。

作为一位“大家”,苏步青非常乐观旷达。在《神奇的符号》一书中,有《在动乱年代里》《数学的运用》两章(见第102-110页),讲述的是“特殊年代”的经历:“我又被打成‘特务’。在接到‘通令’后,我带上被头铺盖,被关进了学生宿舍的一个单人房间里,开始了写检查和交代的日子。这一写写了4个月。”“最使我痛心的是,数学研究所被强行贴上封条,被称为‘十八罗汉’的科研人员,改行的改行,下放的下放,调系的调系。我多年花费心血筹办起来的一个研究所,弄得七零八落,这种打击是十分沉重的。”为此,苏步青写下诗句:“老来尝尽风霜味,始信人间有鬼狐。”

在关禁闭、挨批斗之后,1972年,70岁的老人苏步青,还要每天早晨5点钟起床,挤电车从大上海的北郊区赶到南边的江南造船厂,去接受“批判”“改造”和“再教育”。他把数学知识应用于造船,建立“计算机辅助船体建造系统”,从而大大缩短了造船周期,提高了船体建造的质量。这也印证了:数学是一个卓绝的工具,数理是自然科学的基础,如果没有基础科学,科技创新就会寸步难行。

之后,中國进入了拨乱反正的时代。为恢复高考,作为社会活动家的苏步青也作出过贡献。1977年8月4日至8日,邓小平主持召开科学和教育工作座谈会,邀请了30多位著名科学家和教育工作者参加。重启关闭10年之久的高考之门的序幕,就在这次会议上拉开了。座谈会上,一些高校代表说,不是没有合格人才可以招收,而是现行招生制度招不到合格人才。苏步青是来自复旦大学的代表,他第一个发言,第一个建议恢复招生考试制度和研究生培养制度。之后武汉大学的查全性教授发言最强烈,要求必须立即改进大学招生办法。这些发言引起邓小平高度重视,他果断决定,恢复高考招生制度就从当年开始。

苏步青文理皆精,科学精神和人文精神兼备。他说,“深厚的文学、历史基础,是辅助我登上数学殿堂的翅膀,文学、历史知识帮助我开拓思路,加深对数学的理解。”苏步青的古体诗词写得又多又好,在他看来,数学和古体诗都十分重视想象,读写旧体诗能起到“窗外看雁阵”的作用,可避免头脑僵化。有道是,“想象力是人类能力的试金石,人类正是依靠想象力征服世界”,诗歌与数学确是这样征服世界的;有人说,“数学是无声的音乐、无色的图画”,诗词同样也是“音乐”与“图画”。

遗憾的是,迄今没有出版《苏步青全集》。1991年9月《苏步青文选》由浙江科技出版社出版,成为该社为浙籍科学家编选的首部文选。我看过多部有关苏步青的传记书籍,都不如他自己所著的《神奇的符号》一书写得生动精彩。偌大中国,在倡导科学精神和人文精神的今天,需要一部像《爱因斯坦全集》那样的《苏步青全集》。

苏步青兴趣广泛,他的书法也写得很棒,他学习苏东坡的字,颇具苏体神韵。他说,“多年来的经验告诉我,练书法、写条幅,有助于集中思想,排除各种干扰。”他平常临摹最多的,是苏东坡的《赤壁赋》。

“身健未愁双鬓白,夜寒犹爱一灯明。”苏步青还爱好许多项运动,“争胜好强的性格,使我特别喜欢那些对抗激烈的体育项目”;锻炼身体要长期不懈,他到75岁之前,不管春夏秋冬都用冷水沐浴。但他唯独不敢骑马,因为小时候骑在牛背摔下来过,“差点送了命,牛马同类,使我望而生畏”。

不敢再骑牛骑马不要紧,重要的是,他牛背上摔下来,已“摔”成了大数学家。

数学的事业,美丽的事业。在英国哲学家、数学家、文学家罗素看来,“数学不仅具有真理,而且具有至高无上的美……人们在数学里将找到真正意义上的快乐,这是一种使人奋发向上的东西,是一种超尘脱俗感,这正是最高美德的试金石。”苏步青就是在数学里找到真正快乐的人。

百岁为学多幸遇,一生风雨任几何。2003年3月17日,苏步青在上海逝世,享年101岁。苏步青的一生,“遇”到好父母、好老师、好伴侣、好学校、好同事、好领导、好学生,加上他的非凡的天分与努力,成为了我国微分几何学派创始人、国际公认的几何学大师、名副其实的数学泰斗。先哲有言:“在这个世界上所能掌握的知识里,能够伴随我们一直到天国的,就只有数学这一项了。”数学家在天国,数学在人间!

(作者为《杭州日报》评论部原主任,现任首席评论员;浙江大学传媒与国际文化学院兼任专家)

责任编辑:马莉莎

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