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『浙里』科学家的红色人生(一)

2022-09-08

科学24小时 2022年9期
关键词:苏步青数学学生

编者按:科技工作者是时代的先锋力量。回望党的百年奋斗历程,浙江科技界人才辈出,他们在“浙里”熠熠闪光。

为弘扬科学家精神,“品·文苑”栏目自本期开始,推出《“浙里”科学家的红色人生》系列文章,呈现一批近代浙籍或在浙江工作过的著名科学家的优秀事迹。

苏步青:一生“几何”绘初心

三角形、梯形、正方形、螺旋曲线……数学家试图用最简单的线条解读世间万物。当远离书本、远离研究,这些几何图形也可能以别样的形式出现在一位数学教授的衣服上,这位数学教授便是被人们称为“东方第一几何学家”的苏步青。

苏步青出生于温州平阳,身为“卧牛山下农家子”,“牛背讴歌带溪水”是他的日常。刚上学时的苏步青成绩并不优异,由于贪玩,甚至成为班级里的倒数第一。在他的地理老师陈玉峰的谆谆教诲下,苏步青幡然醒悟,从此以勤为径,以苦作舟,从最后一名一跃成为全班第一名。

到了中学时期,数学老师杨霁朝的肺腑之言“要救国,就要振兴科学;数学是发展科学技术的基础,发展实业,必须学好数学”让苏步青确立了自己一生的信念,也将少年的他引入了数学王国,与数学相伴一生。

随后,年仅17 岁的苏步青远渡重洋前往日本求学。十二年的潜心钻研,使他成为微分几何学界的青年翘楚之一,有人称他为“东方国度上空升起的灿烂的数学明星”。学界的热情挽留,国外优越的工作和生活条件,都没有动摇苏步青的信念:“我是祖国送出来学习的,学成后应该回去报效祖国。”和许多老一辈科学家一样,苏步青怀着一种责任感和使命感,带着满腔的热血和赤诚,在风雨飘摇的年代里,回到了积贫积弱的祖国。

纵使教育资源与科研条件十分匮乏,生活艰苦,苏步青仍甘之如饴,他拿起教鞭、尺笔,与被他称为“良师益友”的陈建功先生,共同致力于“把浙江大学数学系办成世界一流的数学系”。可惜,方兴未艾的事业被战争无情地打断。1937 年8 月,随着抗日战争局势的恶化,日军的炮火一步步逼近杭州。为了保存珍贵的研究资料,保护全体师生这一宝贵资源,浙江大学在校长竺可桢的带领下,开始了历经坎坷、艰苦卓绝的西迁之行。

路途遥远,风雨交加,苏步青和学生们一起肩挑手提,负载着沉重的书箱和行李赶路,其中的艰辛难以想象。穷困、饥饿和疾病袭扰着西迁途中的每一个人,日军飞机的轰炸也时时威胁着他们的生命。历经两年多,行程2600 多千米,当西迁的脚步得以停止,告别了颠沛流离的日子,苏步青的生活依然艰苦。由于战争,物价飞涨,加上家中人口众多,即使省吃俭用,身为浙大教授的苏步青,生活仍是捉襟见肘。他身着的衣服总是缝了又缝、补了又补。上课时,苏步青衣服上的补丁被学生们称作“几何图形”。

生活上的困难或许能吓退胆怯懦弱之人,而对于有坚强意志和毅力、充满信念的人,困难只是一种磨难,也是一层历练。正是衣服上的那些“几何图形”,表达了苏步青对物质条件的淡泊态度,更坚定了他教书育人的信念和科研兴国的决心。

为了给学生们编写一本优秀教材,并包含自己最新的几何研究成果,多少个深夜,苏步青靠着一盏昏暗的桐油灯,埋首整理,撰写文稿。正是这十年磨一剑的坚持,使他完成了那本令业内惊叹的《射影曲线概论》。“苏先生和他的学生在极其艰难的条件下,长期坚持微分几何的研究和教学,取得了举世瞩目的成就,形成了国际上公认的中国微分几何学派。”苏步青的学生、复旦大学数学科学学院教授、中国科学院院士李大潜这样描述道。

抗日战争胜利后,浙江大学迁回杭州,但校外的政治风雨却在一步步侵蚀学院的净土。苏步青本不喜欢介入这些事件,但是为了保护优秀学生,保护这些科学救国兴国的火种,他没有犹豫,答应了竺可桢校长和进步学生的请求,担任当时浙江大学的训导长。训导长本是国民党专门设立、用以镇压学生运动的工具,但苏步青不计个人得失,甚至不顾个人安危,在此头衔之下,掩护和保护进步学生,直至解放。据当时浙大学生会负责人、中共地下党员谷超豪回忆,当时地下党认为,让苏先生这样爱护学生、政治上无偏见、有正义感的人士来担任训导长,对共产党和进步学生来说都是有利的选择。

苏步青正在窗边看报纸

苏步青与工人们在交谈(右二为苏步青)

迢迢西迁路,几何绘初心。苏步青常说:“个人成名成家是次要的,重要的是要根据时代发展的要求,努力使我国的科研教育事业不断发扬光大。”苏步青真正做到了矢志报国、为国育才,他的名字也必将在群星中闪耀,照亮一代又一代学子前行的道路。

陈省身:“微分几何之父”

陈省身

1911 年,浙江嘉兴秀水县的一户人家诞生了一个新生命。“陈省身”一名,是父亲陈宝桢以《论语》中的“吾日三省吾身”为参照起的,希望孩子能时时自检、恭谦守正。

嘉兴传统文化底蕴深厚,历来有“崇文重学”的民风,加上江南水乡的秀丽和温婉气质,自然成了一片培育人才的土壤。那时江南一带领时代风气之先,是西学最早传播的地方。陈省身的父亲一方面恪守中国传统之礼,另一方面又受西方文化的影响,颇为开明和求新。

陈省身与数学的结缘始于父亲的启蒙教育。一次父亲带回一套《笔算数学》,其中介绍了阿拉伯数字和数学算法。在父亲的教导下,陈省身很快掌握了书中的知识。数学形式的简明、运算的巧妙深深地吸引了他,从那时起他便对这门学科产生了浓厚的兴趣。

1922 年,因父亲职务调动,陈父携家人迁居天津,陈省身就读于天津扶轮中学。陈省身在扶轮中学期间遇到了许多优秀的数学教师,这为从小就对数学情有独钟的他创造了良好的条件,为他以后深入数学领域打下了坚实的基础。

1926 年,陈省身考取南开大学理学院。在大学期间,他结识了数学大师姜立夫。在姜立夫的带领下,陈省身踏上了几何学钻研之路。毕业后,陈省身清楚地意识到,要在数学上有所造诣,必须继续深造。那时正逢清华大学创办研究院,能为优秀学生提供出国进修的机会,于是陈省身决定报考清华大学。进入清华大学后,陈省身确立了自己一生的研究志向——微分几何。几年后,陈省身赴德国汉堡大学深造,并获得博士学位。后来,他又到法国巴黎,追随法国数学家埃利·约瑟夫·嘉当,攀登几何学的高峰。

留学的时光艰苦而充实,陈省身向世人证明了中国人的实力不可小觑。

1937 年,抗日战争全面爆发。因牵挂祖国,陈省身决定回到清华大学,实现振兴近代数学的愿望。回国后,他辗转长沙、昆明等地,在西南联合大学开始了苦中作乐的治学和育人生活。此后陈省身还受邀去普林斯顿做研究。之后的时间,他虽多在美国从事数学研究,但也对中国的数学研究的发展起到了重要的助推作用。他先后主持创办了中央研究院数学研究所和南开大学数学研究所,培养了一大批世界著名的数学家。

1979 年,陈省身从加州大学伯克利分校退休。经过几十年的奋斗,他用自己的成就证明了中国人和外国人一样可以做得好。他想把自己的余热洒在中国大地上,完成少年时心中那个诗一般的梦想:使中国成为21 世纪的数学大国。

陈省身正在书桌上写字

此后,陈省身为中国数学事业四处奔走,培养了一批又一批青年学者,促成了多场国内外学术交流。在他的努力下,由国家财政拨款的“数学天元基金”得以设立。许多青年学者在他的鼓励下学成归国,为中国的数学事业作出贡献。

从20 世纪70 年代到去世前,陈省身多次受到党和国家领导人的亲切接见。在这样的场合中,他总是真诚地表达着对中国数学事业发展的建议。领导人认真倾听他的建议后,作出重要指示,对中国数学事业投入了更多关注。时至今日,中国的数学界已是星光熠熠,正如陈省身所希望的那样,中国在成为数学大国的道路上大步向前。

也许对于普通人而言,“陈省身”这个名字并不是那么耳熟能详,但每一个知晓这个名字的人都因他的学识和他高尚而谦虚的品格而尊敬他。“陈省身”早已成为数学界珍贵而郑重的一笔。

谷超豪:“一是做革命者,二是做科学家!”他用一生践行信仰

他少年入党,“稚年知国恨,投笔欲请缨”;

他早年成名,却毅然改变研究方向,只为将国家需要与科研目标紧密结合,助力国防科研;

他成绩斐然,曾获国家最高科学技术奖、何梁何利基金科学与技术成就奖、华罗庚数学奖……

“一是做革命者,救国救民;二是做科学家,改变世界。”这是他所坚守的信念,也是他一生最真实的写照,他就是浙江大学数学系1943 级校友、中国科学院院士谷超豪。

为国为民,党员责任先

1940 年初,年仅14 岁的谷超豪受到哥哥的影响成为一名共产党员,并下乡宣传抗日,自此开启了自己的革命生涯。

1943 年9 月,谷超豪进入浙江大学龙泉分校,成为数学系的一名学生。在浙大就读期间,他积极参加各项进步学生运动,和同学组织“求是学社”,带领同学参与“反饥饿、反内战”运动。

由于在历次运动中做了不少工作,勇于向恶势力宣战,谷超豪经人介绍,加入了浙大党组织的另一个系统,一方面配合浙大青年运动组织从事学生运动,另一方面团结积极分子,发展党的组织。谷超豪学习成绩优异,在学生中威信很高。恰逢学生自治会竞选,学校的墙报上出现了一条醒目标语:科学+民主=谷超豪。开票时,谷超豪以最高票数,当选为学生会主要负责人之一。

勤学修德,求是育英才

谷超豪(左)与苏步青(右)讨论数学问题

在浙大龙泉分校求学期间,谷超豪开始了自己的数学之旅。那时的浙江大学数学系拥有苏步青、陈建功等世界级的名家,苏步青教“综合几何”,陈建功教“复变函数论”。谷超豪对这两门课都很感兴趣,便挤时间去听课。由于课程难度大,学校规定每位学生只能参加其中一位老师的专题讨论,但因才华出众,谷超豪被破例允许同时参加苏步青教授主持的微分几何专题讨论和陈建功教授主持的函数论与傅里叶分析专题讨论。难得的机会让谷超豪十分珍惜,他上课仔细听讲、下课认真自学,有不懂的问题就积极请教老师,进步极快。

苏步青条理清楚、推理严谨、图文并茂的讲授方式,让谷超豪非常着迷。大学毕业后,他仍坚持不懈地听苏步青的课。一天,苏步青在课堂上提到,在“一般空间微分几何”中,有关“K 展空间”的子空间理论尚未建立。这激发了谷超豪创新的强烈意愿,他开始努力思考这个问题。一天夜里,灵感如微风般将他唤醒,一个新的方法进入了他的大脑。经过连续几天的复杂计算,终于成功了。苏步青听完谷超豪的汇报后非常高兴,还一起对这种新的方法进行了计算验证,并写进了专著里。1956 年,苏联《数学评论》杂志创刊号刊载了长篇评论,系统介绍了谷超豪研究“K展空间”的新方法。

“寂寞山城夜,激情浙水边。学子愤国事,师母愁炊烟。弦歌终不辍,江潮更无闲。不畏古怪多,秧歌堪流连。”谷超豪曾提笔写下这样一首诗,把对祖国的热情、对学术的热爱,一览无余地表现出来。

潜心钻研,科研硕果累累

“数学最使人兴奋之处,就在于可以用它来解说或解答各门学科中的重要问题,同时又能不断吸收其他学科的成就,扩大和充实自己的研究,为国家建设作出巨大的贡献。”战乱年代,他投入抗日救国的历史洪流,肩负起家国的责任;和平年代,他投身科学研究的伟大事业,续写党员的初心与担当。

1956 年,国家制定《1956-1967 年科学技术发展远景规划》。当时,计算数学、概率论、偏微分方程都是比较薄弱之处,国家希望在这些领域能有所突破。1958 年,苏联人造卫星上天,正在莫斯科留学的谷超豪毅然决定开垦偏微分方程这块国内数学领域的薄弱园地。这也意味着,他要放弃自己在微分几何领域已有的成绩,归零,迎难而上,重新出发。

谷超豪的这个决定在杨振宁眼里,是“站在高山上往下看,看到了全局”——尖端技术发展对数学提出新要求,而数学的发展又能促进科学技术的更新换代。谷超豪致力于把数学应用到航天中去,经其反复设计、选用的方法在我国导弹“钝头物体超音速绕流”的计算中发挥了主导作用,为我国国防科研作出了贡献。他还在偏微分方程前沿领域“孤立子与可积系统”中取得了一系列很有创造性的成果。1991 年8 月,在国家基础性研究重大关键项目首席科学家联席会上,谷超豪被聘为“非线性科学”项目首席科学家。

微分几何、偏微分方程和数学物理,被谷超豪亲昵地称为“金三角”。为了挖掘这些“金子”,他与同为数学家的妻子胡和生院士一起,把日常生活过成了一道“减法题”,除了最简洁的生活程序,挤出来的时间都用在了做学问上。夫妻俩埋头于桌案,寻找数字里的乾坤。

在同学们眼中,谷超豪在治学中有一种“多变”的精神。这种“多变”,表现为科学家独特的个人风格和超强的创新能力,实际上却缘起于谷超豪强烈的社会责任感——从祖国建设的需要出发,才能不断发现学科创新点。

在数学的王国里,谷超豪从未停下探索的脚步。75岁高龄时,他一年发表了3 篇论文;曾获国家最高科学技术奖,自然科学奖二、三等奖各1 项,以及华罗庚数学奖、何梁何利基金科学与技术进步奖等多种奖励。

为人为师,桃李满天下

“人言数无味,我道味无穷。良师多启发,珍本富精蕴。解题岂一法,寻思求百通。幸得桑梓教,终生为动容。”谷超豪亲笔写下的这首诗,抒发了自己对数学的眷恋之情,也道出了对教书育人的理解。

他长期为本科生开数学基础课,也开设过许多专门课程,学生对他印象最深的一个是“严格”,另一个是“谦逊”。

有一次,他和学生外出游玩。正当大家兴致高昂商量着去吃特色小吃时,谷超豪突然说,他想到了一个数学问题的解答方法。众人先感莫名其妙,但随之而来的是对他的敬佩之情。他的学生、中国科学院院士穆穆曾回忆道:在准备博士论文答辩时,虽然论文得到了谷超豪的肯定,但被谷超豪“发派”去大气物理研究所待半年后再参加答辩,原因是“对大气的物理基础了解不够”。谷超豪认为,老师应该不断启发学生的创新兴趣,提高学生的创新意识和创新能力。当学生的积极性被调动起来时,创新能力和研究水平才能提高,更多的实际问题才能被解决。

谷超豪正在与学生们讨论数学问题

谷超豪和学生们在复旦校园数学楼前讨论数学

“我在做谷先生的学生时,论文题目的确定和具体做法都是谷先生一手指导的,但他从来不在论文上署名。”他的学生、中国科学院院士洪家兴回忆,谷超豪十分尊重学生的学术成果,对自己的署名问题十分慎重。除非是个人研究占到科研过程的一半以上,或者做了非常实质性的工作,否则坚决不署名。谷超豪发表的130 余篇论文中,有近八成都是他自己独立发表的。

“他带着大家探索、开路。种种创业之初困难的事都由谷先生做了,而在找到了一条通往‘金矿’之路后,他就把‘金矿’让给跟随他的年轻人去继续挖掘,自己则带着另一批年轻人去寻找另一个‘金矿’。”洪家兴这样比喻谷超豪的育人之路。

几十年来,在本科和研究生阶段受教于谷超豪的学生中,已经产生了李大潜、洪家兴、穆穆等9 位两院院士和一大批优秀的高级数学人才。在谷超豪80 岁高龄时,仍坚持带研究生,坚持每个星期至少有两个半天与学生进行讨论,甚至给一些学生“开小灶”……

2009 年8 月6 日,经国际小行星中心和国际小行星命名委员会批准,编号为171448 的小行星被正式命名为“谷超豪星”。而今,斯人已去,这颗星星仍无声闪耀,星迹宛然,星光恒久。

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