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吴文俊:“笨功夫”成就一代数学大师
发布时间: 来源: 中国科学家博物馆

  原标题:数学是笨人学的?“笨功夫”成就一代数学大师丨吴文俊

  “数学是笨人学的。”这句话出自中国著名数学家吴文俊之口。乍一听,似乎与常识相悖:数学不是聪明人的专属领域吗?怎么成了 “笨人” 的天地?然而,吴文俊用他的一生诠释了这句话的深意。他自认“很笨”,却凭借“笨功夫”在数学领域取得了举世瞩目的成就。

  “笨人”的成长 从青涩留学生到 “法国拓扑四杰”

  1947年,在数学大师陈省身的推荐下,吴文俊以数学第一名的傲人成绩,踏上了中法交换留学生的旅程。在法国斯特拉斯堡,他刻苦钻研拓扑学的示性类,仅用两年时间就通过博士答辩,获得了法国国家科学博士学位。

1949-1950年吴文俊在法国时的照片(来源:中国科学家博物馆)

  毕业后,吴文俊在法国国家科学中心担任助理研究员,潜心研究拓扑学。拓扑学是现代数学的主要领域之一,当时的拓扑学领域,示性类研究面临诸多困境。示性类相互关系、基本性质以及计算方法等问题,成为阻碍拓扑学进一步发展的绊脚石。年轻的吴文俊毫不畏惧,决心向示性类问题发起冲击。

  他在巴黎租住在一家旅馆半地下的屋子里,条件艰苦,难以工作。于是,他把旅馆旁通宵营业的咖啡馆当作工作室,日夜钻研。

  1950年春天,吴文俊的研究取得重大突破:他首先在微分流形上引入一类新的示性类,后来国际上把它称为“吴示性类”,并给出了“吴(第一)公式”,证明了施替费尔-惠特尼示性类可以用吴示性类表示。他的研究使抽象的数学概念变为具体可算的,为拓扑学的应用开辟了道路。

  这一成果震惊了法国数学界,著名数学家H·嘉当在讨论班上为吴文俊的工作感到惊叹:“这简直像变魔术一样。”吴文俊也因此与R·托姆、J·P·塞尔和A·保莱尔一起,被誉为 “法国拓扑四杰”。此时的他,从默默无闻的青年学子,一跃成为国际著名的拓扑学家。

  1951年,面对美国普林斯顿大学抛来的橄榄枝,吴文俊归心似箭,毅然决然回到祖国怀抱。回国后,他又向拓扑学的另一核心问题——嵌入问题发起挑战。他以独创精神引入吴示嵌类等一系列拓扑不变量,在非同伦性组合不变量、嵌入问题、同痕问题等方面取得重大突破,成功构建示嵌类理论。

吴文俊在数学所作报告(来源:《知识就是力量》杂志)

  1956年,37岁的吴文俊凭借在示嵌类与此前的示性类研究方面的卓越成果,荣获首届中国科学院科学奖金一等奖。这一新中国自然科学领域的至高荣誉,将他与钱学森、华罗庚等巨匠同列。然而,他并未止步于此,而是跳出舒适区,开辟新的研究方向。

吴文俊关于“示性类及示嵌类的研究”获1956年度中国科学院科学奖金一等奖的奖状(来源:中国档案报)

  “笨人”的创新 从拓扑学到数学机械化

  吴文俊常说:“数学是笨人学的,我是很笨的,脑筋‘不灵’。”然而,正是这位自认“笨”的数学家,开创了数学机械化这一全新领域,影响了人工智能、模式识别等多个现代科技领域。

  20世纪70年代,吴文俊第一次接触到计算机,他敏锐地觉察到计算机的极大发展潜能。受计算机与古代传统数学的启发,他抛开已成就卓著的拓扑学研究,毅然开始攀越学术生涯的另一座高峰——数学机械化。

  吴文俊开始几何定理机器证明的研究时已经50岁了。当时电子计算机在国内远未普及,他最初的推算都是依靠手算,每道公式的演算过程极其复杂,稍有不慎就得推倒重来,他幽默地称自己的手和笔为“吴氏计算机”。

  后来,中国科学院数学所有了计算机,他就从零开始学习编写计算机程序,成为数学所机房里年龄最大的“程序员”,在相当长一段时间里是数学所上机时间最长的人。“我学过好几种编程语言,最早是汇编语言,后来有了高级语言。我用Basic编写了四五千行的证明定理的程序。过几年Basic被淘汰,换成Algol语言,又得从头学。等我熟悉了,不知道什么时候,Algol没有了,变成了Fortran,又得再来。哎呀,苦不胜言。”吴文俊回忆道。

吴文俊工作照(来源:中国科学家博物馆)

  正是这种日积月累、刻苦努力的“笨功夫”,他提出了用计算机自动证明几何定理的有效方法,在国际上被称为“吴方法”。20世纪80年代,吴文俊将几何定理机器证明的方法扩展到了更一般的方程机器求解──数学机械化,这是完全由中国人开创的全新领域。

20世纪70年代吴文俊关于机械化证法的手稿(来源:中国科学家博物馆)

  现今,数学机械化的方法正在渗透到力学、天文学、物理学、化学、计算机科学等领域,同时被应用于机器人、连杆设计、控制技术、计算机辅助设计等高技术部门。

  吴文俊的创新精神源于他对数学的深刻理解和不懈探索。他曾说:“做研究不要自以为聪明,总想些怪招,要实事求是,踏踏实实。”正是这种“笨人”心态,让他能够在数学的丛林中披荆斩棘,开辟出一条全新的道路。

  “笨人”的童心 热爱生活,永葆创新活力

  吴文俊在生活中,是一位乐观开朗的“老顽童”。他常说:“我就是心态年轻。”这种年轻的心态,让他在耄耋之年依然保持着旺盛的创新活力。

  吴文俊热爱生活,在数学研究之外,喜欢看围棋比赛、读历史小说、观历史题材影片。90多岁的他还常常一个人逛书店、电影院。

2002年吴文俊在家中书房阅读的照片(来源:中国科学家博物馆)

  有一次去香港参加研讨会,年逾古稀的他竟在活动间隙坐上了过山车,玩得不亦乐乎。还有一次在澳大利亚,他大胆将蟒蛇缠在脖子上玩耍。这个数学界的“老顽童”,始终保持着一颗热爱生活的心。他说:“我当然有烦恼。当烦恼真的来的时候,做你能做的事,把心放宽一点,顺其自然,烦心的事很快就会过去。”

  吴文俊用他的一生诠释了“数学是笨人学的”这句话的深意。他的“笨功夫”不仅成就了他在数学领域的卓越贡献,也为后辈树立了一个脚踏实地的榜样。

  真正的成功,往往来自日积月累的坚持和不懈的努力。在这个追求速成的时代,无论是数学,还是其他领域,只有放下“聪明”的包袱,脚踏实地地付出“笨功夫”,才能走得更远,飞得更高。

  正如吴文俊所说:“功夫不到,哪里会有什么灵感?”或许,这正是“笨人”的智慧所在。

责任编辑:刘晓璇

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