他是蘇步青最得意的學生,中途改學物理,最後獲國家最高科技獎

在我國科技界,有一項至高榮譽,那就是國家最高科技獎。國家最高科技獎2000年開始設立,每年最多表彰不超過2個人,允許空缺。截至2019年1月,共有31位傑出科學工作者獲得該獎,都是我國傑出的科學家,而且為我國科學技術發展做出過傑出貢獻的科學家。2000年第一屆最高科技獎頒給了袁隆平和吳文俊。

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而今天要給大家分享的是2009年國家最高科技獎得主,著名的數學家,谷超豪。

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我們知道,諾貝爾獎沒有數學,世界數學最高獎是菲爾茲獎。一般來說,數學不比物理、生物醫學、化學等學科,要獲獎還是非常難的。而在國內,數學家要獲得國家最高科技獎就更難了。截至目前,共有兩位數學家獲得了此榮譽,一位是吳文俊院士,另一位就是谷超豪。

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谷超豪在我國現代數學界大概是什麼地位?簡單來說,陳省身、蘇步青、陳建功等人,他們是我國現代數學的奠基人和先驅。那麼作為陳省身最得意的學生吳文俊、蘇步青最得意的學生谷超豪,算是我國現代數學的第二代傳承者。

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谷超豪1926年出生在浙江溫州,他與數學結緣並生產濃厚興趣的是一次偶爾的機會。在他小學三年級的時候,他第一次接觸無限循環小數,這讓他感覺到非常神奇,那麼無窮無盡的感覺,讓他瞬間對數學產生了興趣,”你抓不住它,但可以盡情想象“。

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從那以後,他對數學格外感興趣,更多的時候都花在了數學身上。1943年,谷超豪成功考入了浙江大學,開始了他的大學生活。剛進入浙江大學時,他是在工學院,之後轉入了數學系。在谷超豪大三的時候,是他人生的非常重要的一個轉折點,因為這時候他認識了蘇步青,這是他已經仰慕很久的老師,從此結下了一輩子的師生情緣。

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1948年,谷超豪畢業後在浙江大學留校作者,繼續跟隨蘇步青邊工作邊學習,之後在院系調整時,他跟隨蘇步青一起到了復旦大學數學系,他的研究方向是古典微分幾何。

然而,一次偶然的機會,他放棄了這個研究方向。1956年,國家制定了10年科學發展規劃,當時提出了我國在計算數學、概率論、偏微分方程等領域比較薄弱,希望能夠有所突破。谷超豪自告奮勇放棄了原來的研究方向和所有的成績,專心投入到上述領域開始研究。於是,1957年,他被公派到著名的莫斯科大學進修。在這裡,他從偏微分方程入手,有意識地研究與高速飛行哭相關的空氣動力學。

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1957年,赴蘇聯前,谷超豪(左)與蘇步青(右)討論數學問題。

1959年,谷超豪獲得莫斯科大學物理數學科學博士學位,完全放棄了他原來研究的微分幾何領域,開始進入數學物理和偏微分方程。一般對於很多學者來說,基本上不會中途改變自己的專業,特別是原來的研究已經小有成就。而谷超豪為了祖國發展需要,毅然放棄了原來的研究方向,甚至中途改學了物理專業方向。谷超豪說“數學是僕人”,是可以為其它專業服務的。

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也是這樣的改變,這在他之後的研究中得到了很好的發揮,他將數學和物理實現了完美結合。最典型的是在1974年,谷超豪與楊振寧合作,進行規範場理論的研究。這次合作非常圓滿,他們在國際上最早證明了楊-米爾斯方程的初始問題的局部解的存在性,弄清了無源規範場和愛因斯坦引力論的某些聯繫和區別。

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1977年7月,谷超豪、胡和生等與楊振寧討論規範場理論(左起:谷超豪、胡和生、楊振寧)。

谷超豪從之前的微分幾何轉向偏微分方程,雖然開始不是自己的初衷,但他最後卻在這個領域取得了巨大成就,成為了我國偏微分方程學科的領軍人物,也將載入史冊。作為他的老師,蘇步青曾在多個場合表示:”谷超豪的水平已經超過了我這個老師,但唯一沒有超過我的是,他沒有培養出像谷超豪一樣優秀的學生。”

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可見一代數學大家蘇步青對他的學生谷超豪的學術水平是給予了高度肯定和認可。而事實上,谷超豪一生中,也培養了無數優秀的人才,包括6名中國科學院院士,3名中國工程院院士。而他自己也是很早就是中國科學院院士,更為奇妙的是他的夫人胡和生也是蘇步青的學生,中國科學院院士,而且還是我國數學領域裡第一位女院士。

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谷超豪先生,一生在為數學奮鬥,並取得了卓越的貢獻。而這一切的取得都源於他小時候對數學產生的興趣,再加上後來拜在了大數學家蘇步青的門下,這才成就了後來的谷超豪。但在學習和研究數學的一生中,谷超豪說,對他影響最大的並不是蘇步青,而是一位叫劉薰宇的數學家。

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谷超豪說:“對我影響的,是劉薰宇的《數學園地》。它介紹的微積分和集合論的初步思想,反我帶入了一個全新的世界。”原來是劉薰宇這位數學家給了他突然的靈感。


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而這位劉薰宇正是民國時期著名的數學家,也是著名的數學科普家。他一生編寫了眾多數學著作,除了影響谷超豪的《數學園地》,最經典的還有《數學趣味》和《馬先生談算學》。劉薰宇先生最擅長的就是用生動有趣的語言來闡述枯燥的數學知識,這樣達到激發中小學生學習數學的興趣。巧合的是,劉薰宇的三本經典數學著作,也影響到了楊振寧,甚至可以說是他產生數學興趣的啟蒙老師。

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劉薰宇的三本經典著作,流傳至今,仍然是中小學生學習數學的科普讀物。其中:

1.《趣味數學》利用平常生活中最常見的11篇文章,將令人頭痛的數學題材轉變化趣味豐富,又有趣的故事。

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2.《馬先生談算學》,以第三人稱——“馬先生”的口吻來進行書寫的,主要圍繞如何用圖解法求解一些算術四則問題,收集了100多道題目加以解釋。

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3.《數學的園地》,包含14部分內容,是一本以趣味的文字來描寫枯燥的數學原理的代表作之一,只要學過中學數學和幾何的學生,能夠很輕鬆地掌握其中的知識,對於解決中學生很多難題非常有幫助,完全可以成為中學生必備的自覺書籍。

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讀完谷超豪這位數學大師的故事,你們有何感想?歡迎交流。


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