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近现代中国数学的崛起与发展:道路坎坷!历经5代数学家的努力

作者:究尽数学发布日期:2020-03-11 21:49浏览次数: 来源:百家号

中国的数学经历了近现代的崛起和发展,历经5代数学家的努力!中国5数学家走过数学大国之路,未来必将走向数学强国。

落后的近现代

中国的数学、希腊的数学以及印度的数学是世界上相互独立发展的数学体系。在14世纪之前,中国古代数学在世界上无可争辩地居于领先地位,特别是在代数方面长期以来领先世界。不过从14世纪起,数学发展发生大断裂,明清的专制统治及思想控制极大遏制数学及科学的创造及研究。明末清初,西方的数学开始引进,中算西算初步结合,但是雍正之后的闭关锁国政策,大大限制了17世纪西方近代数学的输入,中国数学的复兴举步维艰。鸦片战争之后,中国沦为半封建、半殖民地社会,救亡图存是当务之急;加上反动官僚极端仇视先进科学技术,清廷的愚民政策更使得西方数学的输入极其缓慢,中国数学大大落后于日本。

整个的中国近代史是屈辱、动荡的,这使得中国人为“落后就要挨打”交够了学费。一直到20世纪初中国数学才真正开始有较大规模的引进,五代数学家的努力促进了中国数学的发展。

引进和办学的时代

第一代人为中国引进近代数学打下了基础。他们开创了大学数学系,开出各种课程为培养数学人才做出了贡献,有些人翻译与编写了数学讲义、教材乃至专着,对于西方数学在我国土地上生根具有重大意义。虽然任何学科刚刚引进时,相关研究工作不算重要甚至根本没有,但是没有适合的环境和土壤,任何树木也是生长不起来的。正是由于开创者的惨淡经营,才能有数学的今天。

 近现代中国数学的崛起与发展:道路坎坷!历经5代数学家的努力

北京大学校门

晚清洋务运动时开始兴建新式学堂,比如1912年有京师大学堂,后改名北京大学,当时京师大学堂的数学门就是最大的数学系。1917年蔡元培任校长时,已开出“近代的”课程,如代数、分析、几何等,执教的有秦汾、冯祖荀、王仁辅等,其后留美回国的郑元蕃到清华大学任教并筹备数学系,胡明复(1891-1927)及胡敦复(1896-1979)在上海办大同大学,姜立夫(1890-1978)1920年创建南开大学数学系,长期以来一人开出各种主要课程,培养了大批人才。1921年留学比、法的熊庆来(1893-1969)回国创办东南大学,1926年担任新建的清华大学算学系主任。不久,孙光远、杨武之等也到清华任教,由此,清华成为新中国成立前培养数学人才的最重要的基地。1930年起开办研究院,到30年代中,国内高等数学教育已初具规模。

在数学发展的初期,数学着作的翻译及普及对数学教育的开展起了重要作用。在这方面应该提到吴在渊(1884-1935)、何鲁(1894-1973)、傅种孙(1898-1962)、陈荩民(1895-1981)等老前辈。还应指出,许多现代学科如集合论、抽象代数学、拓扑学等是通过前人的辛勤翻译介绍到中国来的,不过长期以来中国数学界对翻译介绍国外名着极不重视,翻译工作落后于其他国家,这不能不影响中国数学思想水平的提高。

科研与教学的起步

留学人员回国后开始进行系统的教学与科研工作。留学日本的陈建功(1893-1971)和苏步青(1902-2002)。陈建功曾三次东渡日本学习,1921年在日本《东北数学杂志》上发表论文,是中国学者在国外期刊上发表学术论文最早的一篇。1930年在日本岩波书店出版的专着《三角级数论)也是世界领先的。1929年回国以后长期在浙江大学任教授,在科研与教学两方面都做出了杰出的成就,科研方面以三角级数及复变函数论方面最为突出,长期的教学生涯培养起一代又一代的学生。早期的学生有王福春及曾炯之,后期有程民德、夏道行等人。他还写普及性文章为数学在国内传播做出了很大贡献。苏步青1931年在日本获理学博士后回国,长期执教于浙大,在微分几何学的研究上做出许多贡献。同陈建功一样,他也是桃李满天下,他的学生有张素诚、杨忠道、熊全治、白正国、谷超豪、胡和生等。

 近现代中国数学的崛起与发展:道路坎坷!历经5代数学家的努力

苏步青

到20世纪30年代中期,已有20多所大学创办了数学系,培养数学人才的事业初具规模。1935年7月中国数学会正式成立,并创办《数学杂志》及《数学学报》,推动数学研究及普及工作,同时组成数学名词审定委员会,着手统一数学译名。这时,一些外国学者来华讲学也对中国数学起了一定推动作用。其中有汉堡大学教授布拉什凯(WBlaschke,188-1962)、斯派纳(E.Sperner,1905-1980)、伯克霍夫、奥斯古德(W.F.Osgood,1864-1943)、维纳及阿达马等。这段时期,李俨(1892-1963)及钱宝琮(1892-1974)等对中国数学史进行了系统研究,为近代中国数学史的研究打下坚实的基础。

艰难困苦中的成长

第三代人在抗日战争及解放战争时期,对中国数学做出有世界水平的贡献。在四五十年代,他们成为中国乃至世界数学界的领袖人物。在中国当时的艰苦条件下,他们把中国数学领上当时国际数学的前沿。

陈省身(1911-2004)从德国、法国回来后任教于西南联大,在这期间得出微分几何上突破性的结果——一般高斯-邦内公式以及现在无处不在的陈示性类,而且在1946年建立的中央研究院中组织讨论班,把当时国际上数学的热点——拓扑学再一次引进,培养了一批杰出的中国数学家,如吴文俊、廖山涛等。

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陈省身

华罗庚(1910-1985)在当时极端艰苦的条件下自学成才,经熊庆来的提携,得以踏进清华大学的数学殿堂,并有机会留学英伦,直接接触当时的数学前沿,使他的创造力一发而不可收。他不仅在解析数论上有突出贡献,而且于1938年在昆明西南联大组织“群论讨论班”,正式把现代数学的另一翼——抽象代数学引进中国。新中国成立后,华罗庚由美返国为新中国培养一代又一代青年数学家,他们继承了他不同的方向,数论方面有越民义、王元、吴方、陈景润等,代数方面有万哲先、严士健等,多复变函数论有陆启铿、龚升、钟家庆等,他们又带出一大批学生,华罗庚在应用数学及其普及方面也做出了值得称道的贡献。

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华罗庚

许宝騄(1910-1970)是中国第一位达到世界水平的统计学家。1936年赴英留学,1940年回国任教。1938年到1945年在极为孤立的条件下得出一系列出色的结果。他运用矩阵的技巧使代数学家也为之叹服。新中国成立后,他在病魔缠身的情况下培养了年轻一代统计学家,为这个极其重要的方向在中国生根打下坚实的基础。

比上面三位稍年轻的数学家,有些是他们的同辈,有些是他们的学生辈,在新中国成立前也陆续做出了杰出的贡献。如段学复(1914-2004)师从布劳尔,在有限群论及同薛华荔在代数群方面的研究都做出了贡献。王湘浩(1915-1993)指出格林瓦德(H.Grunwald)定理证明中的错误并加以修正,严志达(1917-1999)在李群李代数方面的工作,特别是例外群的贝蒂数为国际称道。王宪钟(1918-1978)在几何拓扑方面有着极为杰出的工作。钟开莱在概率论、王浩(1921-1995)在数理逻辑方面也都有杰出成就。

在20世纪30年代已经做出享誉国际的成就的应该提到曾炯之(1898-1940),他是E·诺特的学生,1936年引进C域的概念,证明了曾炯之定理,这恐怕是最早的以中国人命名的大定理。另外一位是周炜良(1911-1995),30年代留学德国,在代数几何学得出周环、周坐标等重要概念及结果。

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吴文俊

这一代人中最年轻的是吴文俊,他早期毕业于上海交大,大学时喜读朱言菌(1902-1961)的着作,颇受影响,毕业后执教于中学,在抗日战争时期的艰苦条件下,独立钻研数学,抗战胜利后,在陈省身的帮助下,得以到中央研究院工作,参加陈省身的讨论班,从此在最新拓扑学领域中发挥其创造性,很快证明惠特尼的丛乘积定理。1947年11月去法国留学,师从埃瑞斯曼(C.Ehresmann,1905-1979)并受到H·卡当(H.Cartan,1904-2008)的影响。在当时,法国拓扑学正处于鼎盛时期,吴文俊在法期间做出一系列贡献。1951年回国以后,先去北大任教,1952年到数学所工作。“文革”期间,在钻研中国数学史的启发之下,研究方向向机械化证明急剧转变,由此开始了他重振中国古算、开展机械化数学研究,形成有中国特色的数学的伟大事业。

新中国

1949年中国的成立,标志着中国数学进入一个崭新的时期。通过系统地建立综合大学、师范大学及师范学院以及工科和其他科大学的数学系及数学专业,开设新的数学课程。研究生制度的建立,为数学人才的培养奠定了基础。中国科学院数学研究所的建立(1950年起筹备,1952年7月成立),以及高校数学研究的开展,大大推动了研究工作的发展,在这个阶段,中国同西方数学界的联系几乎完全中断。十多年里,中国数学界的国际联系主要是同苏联、东欧等国进行交流。除了派遣留学生外,老一辈数学家陈建功、华罗庚、苏步青、关肇直等人组团去苏联考察,学习苏联先进经验,对仿照苏联建立社会主义科研及教学体制起了一定的作用。

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毛主席

建国后“文化大革命”之前的数学工作者可以划分为两类:一类是留学苏联、波兰、民主德国等国的留学生,一类是国内培养的学生及研究生。不管怎样,50年代学习苏联的影响随处可见。苏联的一套教学、科研体制搬到中国对中国的数学有一定影响,因为贯彻下去总是可以保证出成果、出人才的。另外,第二代、第三代中国数学家、留学人员在新中国成立后大大填补了中国数学的许多空白,这无疑对中国摆脱过去那种依附性、枝节性的数学具有决定性的贡献。在这方面建立起的新学科教学科研体系有:

•泛函分析

关肇直(1919-1982)、田方增(1915-)、冯康(1920-1993)。系统地综合报告、教学科研工作以及同苏联、波兰专家的交流起了决定性作用。

•微分方程

阿达马、苏联专家的帮助、吴新谋(1909-1989)等的教学及组织工作以及周毓麟、孙和生、谷超豪等从苏联学成回国,都促进了偏微分方程理论在中国生根。秦元勋、叶彦谦等在常微分方程的科研教学及组织方面也做了大量工作。

•概率、统计

除了许宝騄的早期工作外,还有留苏的王梓坤、江泽培及王寿仁、张里千等人的工作。

•计算数学

早期有赵访熊的工作,后有关肇直、冯康带领学生从事工作。冯康在有限元法等方面有着开创性的贡献。

这四大数学领域在新中国成立前极为薄弱,甚至完全是空白,同时又是苏联、波兰等国的强点。50年代的国内社会条件大大有助于这些数学领域在中国的发展,特别是1958年以后中国独立发展现代国防,这些数学都派上了用场,反过来也推动了这些学科的教学及科研工作。

1958年开始的大跃进及其后三年困难时期和社会主义教育运动对于正常的教学、科研秩序有相当大的影响。一方面,纯粹数学受到冲击,部分人员改行;另一方面,也推动了诸多应用数学领域的建立与发展,特别是运筹学。这时由于中苏关系恶化,学习苏联日趋减少,当时倾向于建立自己的独立的教学、科研体系,直到“文化大革命”前,也未能如愿。1958年到1966年,第二代,第三代和第四代数学家,仍有相当数量的论文发表,有些质量也相当高。

除了《中国科学》《科学记录》有英文版外,美国数学会还将1960到1965年的《数学学报》译成英文,反映出国际上的重视。中国数学家在解析数论、典型群、拓扑学、几何学、函数论、微分方程等领域继续做出自己的贡献。同时吴文俊在代数几何学、廖山涛在动力系统理论方面的研究开始与国际上平行,只是由于当时中国的数学处于完全封闭的状态,国际交流几乎全部停顿,再加上其后的十年浩劫,不能不使中国的数学成就大打折扣,即使这样,他们的成就也足以反映出中国数学家的智慧及独创精神。

迎来与国际交流的春天

“文化大革命”的十年使中国的数学产生一大断层。在“文革”热火朝天的日子里,绝大多数的数学教学及科研工作停顿下来,只有少量工作在继续,特别是国防科研、三线建设有关的科研。1971年中美关系的转机带来国际的交流,从这时起,华裔数学家如陈省身、王宪钟、钟开莱等以及美国数学家大批来华,为国内数学家打开一扇窗户。国内数学家的工作也逐步恢复。1972年起,少量的学术期刊也恢复出版,开始登载论文,在这较为动荡的环境中开展了一定的工作。同时学习马克思的《数学手稿》以及中国数学史,对数学界思想有新的启示,但在当时的背景下,大量荒谬的“大批判”文章大大搞乱了人们的思想,极大地破坏了正常的教学科研体制。

近现代中国数学的崛起与发展:道路坎坷!历经5代数学家的努力

尼克松访华

从1972年起,一些西方数学家来华访问,来华的美国数学家有斯宾塞(D.C.Spencer,1912-2001),彼得森(F.Peterson,1930-2000),布劳德尔(W.Browder,1934-),莫斯托夫(G.D.Mostow,1923-)等人以及法国着名数学家托姆等人。1976年5月,美国数学家代表团来华,系统地了解中国当时的数学现状,并进行交流。其中包括美国数学界的头面人物麦克莱恩,还有费特、布朗(E.Brown,1926-)、康恩(J.J.Kohn,1932-)、克利(V.Klee,1925-2007)等杰出的理论数学家以及波拉克和凯勒(H.Kel,1928-)等应用数学家,他们对中国数学做了详细的报道。国外数学家的来华,为中国恢复中断了20多年同西方数学界的联系迈出了第一步。

“文化大革命”以后,特别是十一届三中全会以后,中国迎来了科学的春天,也是数学的春天,当社会条件有利于科学发展时,起步较快和发展较迅速的首推数学,因为它不需花很大力量及很多时间搞基建、搞设备、搞组织。


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