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数学界的扛把子/致敬大师(五四特别篇)

作者:数学经纬网发布日期:2020-05-04 21:31浏览次数: 来源:微信公众号

在中国发展的历史进程中,数学家们为我国的富强之路鞠躬尽瘁,做出了很多辉煌的贡献。他们从青少年时期便立下为民族复兴而奋斗的志向,他们的成长故事和成就值得我们去学习探索。值此五四运动101周年之际,我们一起回顾一下中国现代以来几位着名数学家的故事吧!

谷超豪

60多年,从微分几何到偏微分方程,再从偏微分方程到数学物理,他在深奥和抽象的数学世界里遨游,在纯粹数学和应用数学两个领域都获得了富有开创性、高难度、在国际上处于领先地位的成果。当很多人觉得数学很枯燥时,他却说:“数学世界充满了精神的创造,只要深入其中就会发现奥妙无穷。”

他就是获得2009年度国家最高科学技术奖的着名数学家——谷超豪院士,他的人生充满了很多的传奇故事。

数学界的扛把子/致敬大师(五四特别篇)

图一(谷超豪)

勇担青年的民族使命

谷超豪,1926年出生在浙江,从幼年起就是个聪颖好学的人。他不断目睹着国家被侵略的悲惨景象,很早就确定了自己要献身革命事业的理想,在学生时代便积极投入民族的救亡运动中,并于1940年加入中国共产党。

在大学期间,他积极参加进步学生运动,并且以优异的成绩和追求真理的实际行动,赢得了师生们的信任和尊敬。在解放前夕,他还为保全杭州市的科技机构做出了贡献。

1946年,谷超豪师从着名数学家苏步青教授,开始了研究数学的历程,并在随后的十年间,在K展空间、仿射联络空间及芬斯拉(Finsler)空间等方面进行了一系列深入的研究工作,迅速成为苏步青领导的中国微分几何学派的学术骨干。

数学界的扛把子/致敬大师(五四特别篇)

图二(苏步青)

不断挑战自我

1956年,正当谷超豪在微分几何方面的成就引人注目的时候,他却敏锐地看到尖端技术发展对数学提出的新要求。为了满足国家科学事业发展的需要,他毅然将主要精力投入到偏微分方程这一新的研究领域中去。

他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。

谷超豪把毕生的精力投入到三大研究领域中——微分几何、偏微分方程和数学物理,他亲昵地称它们为“金三角”。其中,他对偏微分方程发展趋势的预见,不仅被以后国际上偏微分方程的发展主流所证实,而且指引和带领一批学生走上了具有自己特色的研究道路。

冯康

数学物理学家弗里曼?戴森在《飞鸟与青蛙》一文中写道:有些数学家像飞鸟,而另外一些像青蛙。飞鸟翱翔于高空之中,游弋于数学的广袤大地之上,目及八方。他们着眼于那些能够统一我们思考的概念,时常将领地当中不同区域的分散问题联系在一起。青蛙则栖息于泥沼之中,所见不过是附近生长着的花朵。他们着眼于特殊目标的细节,每次只解决一个问题。

而他既是飞鸟,又是青蛙。作为青蛙,他的科研成就令人瞩目。作为飞鸟,他可以从更高的数学角度看待原子弹、导弹、卫星。

他就是冯康。

数学界的扛把子/致敬大师(五四特别篇)

图三(冯康)

可能很多人对这个名字没有像对华罗庚、陈景润那么熟悉,但是他却是我国为数不多的、具有世界级影响力的数学家之一。

同时,他也是计算数学研究的奠基人,其独立创造的有限元法、自然归化和自然边界元方法,开辟了辛几何和辛格式研究新领域,为组建和指导我国计算数学队伍做出了重大贡献。

强大的自学能力

1920年,冯康出生于江苏省。冯康在计算数学领域取得的成就来源于他的不懈努力以及他强大的自学能力。

在冯康的学生时代,学校开设了英语课,但是仅限于课堂教学,毫无口语的训练和文化背景的补充。冯康敏锐地发现了问题的存在,他不仅学好了课堂英语,而且还注意到课堂外的自学。

在业余时间,他还常将《高中英语选》上的一些文学作品译成中文。抗战初期,学校图书馆被炸,冯康曾在断瓦残垣之间、灰烬之中拾得一本英语残书——《世界伟大的中篇小说集》,他视若珍宝,津津有味地阅读,后来还辅以英文报纸和电影来进行英语学习。

有限元方法的创立

上世纪五十年代,中科院计算所承担了黄河刘家峡水坝工程的计算问题,科研人员投入了大量精力却进展缓慢。冯康对于这个问题想到了不同的计算思路——变分原理进行差分计算的思想。这一整套创新的求解偏微分方程边值问题的计算方法就是国际上所称的“有限元方法”。

这个方法不仅成功解决了刘家峡水坝工程的计算难题,给研究所带来了漫长黑暗之后的光亮,更使得计算数学的研究方法更加多元化。它代表了当时世界最先进的水平,被称为中国近代数学能够和西方国家相提并论的伟大成果。

两弹一星功臣

曾任中科院党组书记的张劲夫在1999年5月6日《人民日报》发表的《关于中国科学院与“两弹一星”的回忆》一文中写道:“‘两弹一星’的真正功臣,还有原子能所的着名物理学家王淦昌,物理学家彭桓武、朱洪元,科学院的数学家关肇直和冯康……请历史记住他们!”是的,历史应该记住他们。

冯康既是一位杰出的数学家,又是“两弹一星”功臣。他与华罗庚、陈省身组成了中国数学的“三驾马车”。但他投身“两弹一星”一直是个秘密,是沉默的基石。

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图四(两弹一星)

丘成桐

作为哈佛大学终身教授,国际知名数学家,他已经囊括菲尔兹奖、沃尔夫奖、克莱福特奖这三个世界顶级大奖,但是这对他来讲都不重要,他更关注中国青年一代的教育和培养工作,他认为这不是一种义务,而是一种责任!

他就是丘成桐,1949年出生于广东。丘成桐证明了卡拉比猜想,以他的名字命名的卡拉比-丘流形,是物理学中弦理论的基本概念,他对微分几何和数学物理的发展做出了重要贡献。

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图五(丘成桐)

证明卡拉比猜想

丘成桐的数学工作深刻变革并极大扩展了偏微分方程在微分几何中的作用,影响遍及拓扑学、代数几何、表示理论、广义相对论等众多数学和物理领域。

解决卡拉比猜想,这在代数几何中有重要的应用。丘成桐与萧荫堂合作证明单连通Kahler流形若有非正截面曲率时必双全纯等价于复欧氏空间, 并给Frankel猜想一个解析的证明。在各种Ricci曲率条件下估计紧黎曼流形上Laplace算子的第一与第二特征值。

关注中国数学发展

丘成桐对中国的数学事业一直非常关心。从1984年起,他先后招收了十几名来自中国的博士研究生,要为中国培养微分几何方面的人才。他的做法是,不仅要教给学生一些特殊的技巧,更重要的是教会他们如何领会数学的精辟之处。自1979年以来,丘成桐还多次到中国科学院进行高质量的讲学。

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图六(丘成桐讲课)

虽然丘成桐是在香港长大的,但他出生于中国大陆,深受中国传统文化的影响,并坚信帮助我国推动数学发展是自己的责任。

从这些数学家的身上,我们能看到青年人的使命与担当,他们心系国家命运,努力钻研科学,力求将全部精力贡献给自己的祖国。作为新时代的青年,我们要学习他们的精神品质,努力学好专业知识,培养科学精神,关心国家社会发展,关注科学进步!


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[责编:大鱼]

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