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谷超豪的诗意数学人生

四川新闻网-成都日报

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谷超豪,数学家,复旦大学教授,中国科学院院士,2009年度国家最高科学技术奖获得者。1926年5月生,浙江温州人。1948年毕业于浙江大学数学系,1953年起在复旦大学任教,1957年赴前苏联莫斯科大学进修,获科学博士学位。历任复旦大学副校长、中国科技大学校长。1980年当选为中国科学院数学物理学部委员,撰有《数学物理方程》等专著。在当前数学最前沿领域,特别是数学交叉研究和边缘化上获得了一系列富有开创性的成果,为我国尖端技术,特别是航天工程的基础研究作出了杰出的贡献。

1月11日,2009年度国家最高科学技术奖揭晓,中科院院士、著名数学家谷超豪获此殊荣。

从事数学研究活动60余年,谷超豪在纯粹数学和应用数学等方面取得了举世瞩目的成就,他指导培养的学生中院士就有9人。

人言数无味 我道味无穷

“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。”这是谷超豪1991年为母校温州中学90周年校庆作的一首诗。在这首诗中,他抒发了自己对数学的眷恋之情和一种托付终生的欣慰。

数学对谷超豪最早的触动是在小学三年级,除法中循环小数的现象迷住了他:“1被3除,是0.3333……可以一直除下去,永远除不尽,但是可以用一个无限循环的小数表示出来,这给人无穷的想象空间。”到了六年级,又遭遇“鸡兔同笼”“童子分桃”等应用题,有些同学死背公式,但谷超豪却琢磨着用更简单的方法来解题。他拿来哥哥的代数书翻看,看着看着,豁然开朗:设未知数、列方程,难题不就迎刃而解了么?

1938年,谷超豪考入温州中学。学校雄厚的师资力量和启发性教育方式让他如鱼得水。一次,老师问:一个四边形,每边边长都是1,面积是否是1?许多同学都肯定地回答是1,谷超豪说不一定,如果把它压扁,变成一条线,面积就差不多成了0。老师对谷超豪的想法特别欣赏。当时,谷超豪还不知道菱形面积的公式,而是从形状的变化来说明这个问题。但这种求新求变的思维方式却在他以后多年的研究实践中真正显现出来。

数学给少年谷超豪带来了快乐,但此时正值日寇侵华,爱国救亡的呼号,成了整个时代的主题。据谷超豪回忆,“我记得小学高年级语文课,选用的教本是一本《给年少者》的文集,里面都是进步作家的著作,呼吁团结抗日,人民奋起。”

青少年要立志做大事 不可立志做大官

1938年,日军轰炸温州,全校师生逃难到青田。家园被毁,同胞惨死,让少年谷超豪深切地体会到屈辱和愤慨。在学校礼堂里,谷超豪看到了孙中山先生的一句话——“青少年要立志做大事,不可立志做大官。”

谷超豪认为,像孙中山那样以救国救民为己任,为国家的兴亡承担责任,自然是“大事”;用自然科学改造世界,也是“大事”。从此,当科学家、做革命者,两种身份同一种使命,成了谷超豪人生历程中相互交叉的两条线。在哥哥的影响下,他阅读进步书籍、加入学校的进步组织、写文章、贴标语,积极为抗日宣传做后勤工作。1940年,年仅14岁的谷超豪加入了中国共产党。

“在搞地下工作的时候我就不想数学,在钻研数学的时候也不想地下工作。我觉得自己是幸运的,能有精力平衡好两者。”多年后,回忆当时的情形,谷超豪感慨万千。

1943年,谷超豪考入浙江大学数学系,在这里他以最高票数当选学生会负责人之一,当时在学校里流传一条醒目标语:科学+民主=谷超豪。在这里他遇到了仰慕已久的苏步青教授。苏步青是我国近代数学的主要奠基人,微分几何学派的开山鼻祖。他那种条理清楚、推理严谨、图文并茂的讲授方式,让谷超豪终生难忘。在浙大求学期间,谷超豪还同时选修了著名数学家陈建功的复变函数、物理系的量子力学、相对论和理论物理等课程。这样的经历,为他以后在数学研究中的传承与超越奠定了坚实的基础。

1948年,谷超豪以优异成绩毕业并留校任教。1953年,全国高校院系调整,谷超豪随苏步青来到上海复旦大学,开始了他长达半个世纪的科研和教学育人工作。

开发数理“金三角” 奖掖后学有新辉

上世纪50年代初,谷超豪主要从事古典微分几何的研究,国家制定的“12年科技发展规划”改变了他最初的想法。

当时,计算数学、概率论、偏微分方程都是新中国比较薄弱的学科,国家希望在这些领域能有所突破,谷超豪就自觉地想要承担起这个使命。前苏联人造卫星上天也给谷超豪很大触动。1957年,他被公派到苏联进修,在完成规定课程外,他还有意识地学习了与高速飞行器密切相关的空气动力学。1959年7月,谷超豪综合多项成果,完成了题为《李-嘉当变换拟群的通性及其对微分几何的应用》的学位论文,被认为是继大数学家艾里·嘉当之后,第一个在无限变换拟群理论方面取得重要进展的人,获苏联莫斯科大学物理-数学科学博士学位。

1959年,谷超豪从前苏联回国时,他的研究能力和成就已经接近微分几何研究领域的顶峰了,如果继续从事微分几何研究的话,很快就可以出新的成就。但是他并没有继续他的微分几何研究,而是带着当时复旦大学数学系的几个年轻人一起转向了偏微分方程,并取得重大突破。

谷超豪的研究横跨数学、物理学科的多个领域。他曾将自己的三大研究领域——微分几何、偏微分方程和数学物理,亲昵地称为“金三角”。“别看它们表面上枯燥,其实只要深入进去,你就会发现奥妙无穷,简直是开发不尽的宝藏啊。”

1988年2月,谷超豪由复旦大学调任中国科技大学校长一职,上任伊始,就着手推动中国科大的多学科交叉研究。在他的努力下,1992年中国科大“非线性科学”获国家正式立项,谷超豪被聘为该项目的首席科学家,中国科大成为国家在该领域研究的南方中心。

2009年10月20日,“谷超豪星”命名仪式在上海复旦大学举行。国际行星命名委员会将紫金山天文台于2007年9月11日发现的、编号为171448的小行星命名为“谷超豪星”。谷超豪在命名仪式上表示,命名是一次极大鼓励,自己在数学研究上只是取得了“一点点建树”,“抚今追昔,我从事数学研究活动已60余年,我一贯认为数学研究要适应国家建设的需要,要不断创新和不断提高,并为此目标而努力奋斗。”

谷超豪在纯粹数学和应用数学等方面取得了举世瞩目的科学成就,同时他甘为人梯,献身基础研究,从教60多年来为中国高校和科研机构培养出一大批高级数学人才和教学科研队伍。在他指导培养的学生中,就有中国科学院院士6人、工程院院士3人,直接指导的博士生中有2篇论文获得全国优秀博士论文奖。

“半纪随镫习所之,神州盛世正可为。乐育英才是夙愿,奖掖后学有新辉。”这首《和苏诗》是谷超豪一生诲人不倦的真实写照。

人生几何学几何 不学庄生殆无边

在几十年如一日的数学研究中,谷超豪经常利用自己深厚的文学功底,将数字化枯燥为神奇的无穷乐趣用诗意的语言表达出来。1986年,他乘船去浙江舟山讲学时,曾写过一首诗:“昨辞匡庐今蓬莱,浪拍船舷夜不眠。曲面全凸形难变,线素双曲群可迁。晴空灿烂霞掩日,碧海苍茫水映天。人生几何学几何,不学庄生殆无边。”其中第二句讲的就是微分几何中的两个著名定理。

谷超豪在国际数学领域的双曲型方程、多元混合型偏微分方程、规范场理论、孤立子理论中的Darboux方法等方面都有重大贡献,他将科学与美的思维完美结合,在《观巨型皂泡飞舞》的诗中写道:“斯人雅兴殊堪羡,盈尺珠玑迤逦开。凸凹婆娑飘飘舞,谁能解得方程来。”

“数学与古典文学都十分重视对称性,许多作品中还蕴含着丰富的科学思想萌芽。”谷超豪说。他常常告诫年轻人,千万不要重理轻文,不要单纯和数字、公式、公理、定理打交道。他说,“文学和写作一方面能够丰富生活,另一方面也有益于数理思维的发展。”

学苑有令名

共庆艳阳天

数学成就了谷超豪的辉煌人生,同时也成就了他的爱情与家庭。

1950年,位于西子湖畔的浙江大学,谷超豪在苏步青教授的指导下做助教。此时,苏教授收下一名成绩优异的女研究生胡和生。胡和生二十出头,娇小美丽,学习十分刻苦认真,深得苏教授喜爱。不断接触后,谷超豪与这位小师妹熟悉并相恋,1957年,两人终于喜结连理,成了人人称羡的数苑比翼鸟,在数学征途上携手跋涉。

1980年谷超豪当选为中国科学院院士,1991年,胡和生也当选为中国科学院院士,谷超豪比自己当选院士的时候还高兴,欣然为妻子赋诗一首以表祝贺:“苦读寒窗夜,挑灯黎明前。几何得真传,物理试新篇。红妆不须理,秀色天然妍。学苑有令名,共庆艳阳天。”数学大师的诗意人生跃然诗句间。

1月11日,获奖后的谷超豪面对记者谈起了夫人,“我们俩最好的就是,两人研究的事情互相都熟悉,都能理解。”说到这里,他带着略微有些孩子气的表情补充,“所以我要更努力,把研究做好一些,这样她就会更重视我。”

旁白

数学家生活中的“加减乘除”

加法:谷超豪+胡和生=院士夫妇

一个书房两张写字台,丈夫的书桌朝阳,妻子的书桌面墙——“我这个位置比她的好。”谷超豪说。

胡和生“推翻”了“成功男人背后都有一个女人”这个定理,不仅在生活上与丈夫相濡以沫,事业上更是携手共进——她是中国数学界惟一的女院士,也是第一位走上国际数学家大会讲台的中国女性。

减法:日常生活-家务=更多工作时间

对这对院士夫妻而言,日常生活是一道减法题。胡和生举例说节约时间:“我一般不上理发店,通常都是自己洗了头发,再请谷先生帮我剪短一点,稍微修修就可以了。起初先生说不会剪,我说不要怕,他慢慢地也就学会了,并且称赞这办法好,省了不少时间和麻烦!”

乘法:数学×文学=丰富的人生。

科学家与诗人似乎是两种气质完全不同的人。然而谷超豪却发挥业余爱好诗词的优势,做了一道成功的乘法,使自己的人生变得别样丰富。

除法:一生成就÷教学=桃李满天下。

几十年来,谷超豪一直继承着苏教授留下的传统,定期参加由学生和青年教师组成的数学物理、几何讨论班,至今雷打不动。谷超豪称,“当年苏步青老师对我说:‘我培养了超过我的学生,你也要培养超过你的学生’——他这是在将我的军!如今回首,我想,在一定程度上我可以向苏先生交账了!”

声音

中国数学科学这棵大树是由陈省身、华罗庚和冯康,以及谷超豪、吴文俊和廖山涛,及最近的丘成桐、田刚等人培育和奠基的。 ——国际数学家联盟主席帕利斯教授在2002年国际数学家大会开幕式上的致词

谷超豪站在高山上往下看,看到了全局。——杨振宁

谷先生在治学中有一种“多变”的精神。——谷超豪的学生李大潜院士

综合自《京华时报》《瞭望新闻周刊》《人民日报》等

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