1 建立起新時代的新數學
2003年12月12日,光明日報《科技周刊》刊登了吳文俊的署名文章《東方數學的使命》。在這篇文章中,他提出一個問題:“怎樣進行工作,才能對得起古代的前輩,建立起我們新時代的新數學,并在不遠的將來,使東方的數學超過西方的數學,不斷地出題目給西方做?我想,這是值得我們大家思考和需要努力的方面?!?/p>
為解答這個問題,吳文俊身體力行。在拓撲學領域,吳文俊引進的示性類和示嵌類被稱為“吳示性類”和“吳示嵌類”,他導出的示性類之間的關系式被稱為“吳公式”。在吳文俊研究的影響下,研究拓撲學的“武器庫”得以形成,法國數學家托姆、美國數學家米爾諾等許多著名數學家都受他啟發(fā)或以他的研究為起點之一,獲得一系列重要成果。
20世紀70年代后期,吳文俊開創(chuàng)了嶄新的數學機械化領域,他提出的用計算機證明幾何定理的“吳方法”被認為是自動推理領域的先驅性工作。因為這項工作,他獲得了2006年的“邵逸夫數學獎”,評獎委員會寫道:“通過引入深邃的數學思想,吳開辟了一種全新的方法,該方法被證明在解決一大類問題上都是極為有效的”,“吳的方法使該領域發(fā)生了一次徹底的革命性變化,并導致了該領域研究方法的變革”,他的工作“揭示了數學的廣度”。
這樣開創(chuàng)性的工作,源自吳文俊對數學發(fā)展、對中國古代數學的深刻理解。中國科學院院士郭雷回憶道:“最令吳先生自豪的是,他‘第一個認識了中國古代數學的真實價值’。”吳文俊認為,中國古代數學不同于西方傳統(tǒng)公理化數學,它是構造性的、算法性的,因而是最符合數學機械化的。他用算法的觀點對中國古算作了正本清源的分析,不僅開辟了中國數學史研究的新思路與新方法,也與機械化數學的開創(chuàng)密切相關。
開創(chuàng)屬于我們自己的研究領域、創(chuàng)立自己的研究方法、提出自己的研究問題——郭雷認為,這一思想始終貫穿于吳文俊的學術生涯中。
2 數學世界的“老頑童”
吳文俊被稱作“老頑童”,他心思恪純、樂觀開放,總對新鮮事物抱有一份好奇心。他對不懂的事情總坦然承認、虛心求教。
中科院數學與系統(tǒng)科學研究院曾在每周四舉辦學術討論班,其時,81歲的吳文俊是班上的常客。一次,他坐在第一排認真聽別人介紹難解的“楊—巴斯方程”,并全程參與討論環(huán)節(jié)。結束后他坦然表示:“其實今天的難題我聽不懂”,“但越是不懂的你越要聽,要學習,要看其他人在做什么,否則科研就做不下去了”。
吳文俊愛赤腳穿皮鞋,聲稱自己愛棋,卻只見他觀棋從不見他下場“廝殺”,這些可樂的“?!敝两駨V為流傳。郭雷說:“正因為吳先生不拘小節(jié),對其他方面‘不求甚解’,才省出時間來,使他對某些方面求其甚解,理解得比所有人都深入?!?/p>
在吳文俊愿意“求解”的領域,他的勤奮非常驚人。20世紀70年代,為了解決幾何定理機器證明和數學機械化問題,他從頭學習計算機語言,親自在袖珍計算器和臺式計算機上編制計算程序。那時,他的工作日程是這樣的,清早來到機房外等候開門,進入機房后就八九個小時不間斷工作,下午5時吃飯,并利用這個時間抓緊整理分析計算結果,傍晚7時又回到機房工作,午夜時分回家。如此周而復始,他忙得竟忘了自己的60歲生日。
“科研是永遠做不完的。數學的難題有很多,簡直是越來越多。堅持做科研可能是中國科學家的特點,中國科學家后勁很足,年輕時做科研,六七十歲后仍在做科研,甚至八十歲后還在做?!睂τ趨俏目《?,華羅庚和陳省身是他的榜樣,生命不息、創(chuàng)新不止,他從不放棄研究。
3 中國數學研究的傳承者
吳文俊曾師從數學家陳省身,他多次表達對老師的感激和懷念。他曾回憶,1946年前后,受陳省身指點,他確立了代數拓撲學的研究方向,曾因戰(zhàn)亂、生計所迫一度中斷的數學研究得以重新開始。吳文俊追憶,在遇見陳省身之前,自己非常苦悶。“放棄數學研究不是心甘情愿,是苦悶了好些年,沒辦法只好丟掉了,是違背自己愿望的”,而陳省身的幫助讓他“等于是從火坑里逃出來了”。
有感于師恩深重,吳文俊此后一生都以陳省身為榜樣,不斷鼓勵和幫助后輩,并終生矢志不渝地推進數學學科的發(fā)展。2007年,已88歲高齡的吳文俊仍站在講臺上傳道授業(yè),為數學院研究生作了題為“消去法與代數幾何”的報告并解答了學生們的許多問題。參與者回憶,在近兩個小時的過程中,吳文俊始終站著,聲音鏗鏘。
在他的影響下,中科院數學與系統(tǒng)科學研究院成立了數學機械化重點實驗室,對“吳方法”和“吳消元法”進行了大量后續(xù)性研究工作,這個實驗室所形成的高水平數學機械化研究隊伍,在國際上被稱為“吳學派”。如今,吳文俊的成就正被應用于曲面造型、機器人機構的位置分析、智能計算機輔助等若干高科技領域,并取得了一系列國際領先的成果。
吳文俊培養(yǎng)的博士、數學與系統(tǒng)科學研究院研究員劉卓軍說:“吳先生重視每個學生創(chuàng)造性的發(fā)展,他說學生不能被自己的導師淹沒,學生當然要學習、發(fā)揚老師的某一部分,但也要有自己的想法,要學習其他老師的長處,這樣才可能有創(chuàng)造性?!?/p>
4 把一生獻給祖國的數學事業(yè)
“科學技術是第一生產力,數學是發(fā)展第一生產力的必要手段與重要保障。也正因如此,數學與國家的命運緊密結合在一起。數學的興盛與否,是與國家的興旺與否緊密相依的?!?001年,吳文俊在一次座談會上說,“作為一名數學工作者,我將一如既往,把自己的一生獻給祖國的數學事業(yè)”。
吳文俊是個非常低調的人,但他從來不曾將自己封閉在象牙塔中,他人生中的重大抉擇與學術研究都與家國命運息息相關。
1951年,已做出“吳公式”的吳文俊堅決踏上了歸國之路。在被問到為何做出這樣的決定時,吳文俊說:“你去留學,學成歸國,這好像就是天經地義,沒有什么,大家都是這樣子。所以人家問我什么原因,我都說不出來?!?/p>
吳文俊曾說,他喜歡數學并不是因為它的美,而是因為數學作為重要工具無孔不入、能解決問題。郭雷回憶,吳文俊曾做了大量調查研究,將數學機械化方法用于機器人、計算機圖形學、機構設計、化學平衡、天體力學等問題,還支持數學機械化方法在一些高技術行業(yè)的應用?!氨热?008年初,吳先生在報紙上看到我國數控機床落后,而外國又對我國技術封鎖時,就立即寫信給時任中國科學院院長路甬祥,希望將數學機械化方法運用到我國高檔數控系統(tǒng)研究中。”
吳文俊曾說:“在人類知識的領域,數學是一門古老而又青春常在的學科?!眳俏目〉纳疇T雖已熄滅,但他的精神將在這個學科中得到永生!