12.17 現代數學的奠基人:院士宗師蘇步青

著名數學家、中科院院士王元曾有評價,“中國現代數學研究是上世紀30年代才真正開始的”。而這是與

蘇步青、陳建功、姜立夫等數學教育先驅分不開的。接下來有請諸位讀者,與小編一起走進蘇步青院士的人生路吧。

現代數學的奠基人:院士宗師蘇步青

從放牛娃到立志報國的學者

蘇步青1902年出生在浙江省平陽縣雁蕩山區帶溪鄉的一個農民家庭,家中有13個兄弟姐妹。由於家庭貧窮,他童年時就要幫助家人割草、餵豬、放牛。父親見其聰慧,在他9歲時全家吃雜糧,省下大米送他到縣城讀書。但是,由於家鄉閩南話與縣城溫州話差距較大,以及縣城事感新鮮,整天玩耍無心讀書,成績為倒數第一,另轉學後依舊如此。後幸得一位姓陳老師教導,“人窮志不窮,不能對不起父親”,進而發奮圖強,半年後就成為班級第一,並在這其中閱讀較多文學作品。[1]

1914年,蘇步青考入浙江溫州第十中學。最初他立志讀完《資治通鑑》,將來當歷史學家。在二年級時,恰逢日本留學的楊老師教數學。第一堂課楊老師沒有講數學,而是講到,“當今世界,弱肉強食,世界列強依仗船堅炮利,都想蠶食瓜分中國。中華亡國的危險迫在眉睫,振興科學,發展實業,救亡圖存,在此一舉...”,以及數學在現代科學技術發展中的巨大作用。這一堂課讓他終身難忘,於是興趣從文學轉向數學。

現代數學的奠基人:院士宗師蘇步青

1924年在日本留學的蘇步青

1919年經由中學校長幫助,赴日本東京高等工業學校電機系留學,畢業後赴日本東北帝國大學數學系,以“微積分”和“解析幾何”滿分成績被錄取。期間在帝國大學的圖書館學習了大量知識,並上當帝國大學的講師。1928年在一般曲面研究中發現4次代數錐面,這是幾何研究中的重大突破,其成果被數學界稱為“蘇錐面”。蘇成為日本乃至國際有名的數學人物。1931年博士畢業後,由於報國熱情以及與學長陳建功(第一個留日數學博士,蘇步青為第二人)的約定,回到故鄉浙江大學,要在故鄉建一流的數學系。1942年浙大數學系獲得李約瑟[2]“東方劍橋”的讚譽。

教書育人培養現代數學嵴梁

從1931年起,蘇步青與函數論學家陳建功密切合作,在高年級學生和助教中舉辦數學研究班,引導學生及早走上當時科研前沿,強調閱讀和講解數學文獻以及從事研究能力的訓練。研究班中對學生要求嚴格,各門課程都有習題課,學生要上黑板算題,算不出就不得下去,稱為“掛黑板”。在抗日戰爭期間,學校西遷貴州,雖被迫在山洞裡,蘇步青還為學生舉辦討論班。在此階段,蘇步青帶著他的幾位早期學生熊全治、張素誠、白正國等人,堅持射影微分幾何、代數曲線奇點的研究的研究,產生了一系列的重要成果。

現代數學的奠基人:院士宗師蘇步青

1931年浙江大學理學院數學系歡迎蘇步青合影(前排左三為陳建功,左四為蘇步青)

在教育學生方面,蘇步青曾說過:“鼓勵學生超過自己,又對學生提出嚴格的要求,使他們感到有壓力。這是培養學生成為數學人才的一種值得重視的經驗。”蘇步青對學生要求之嚴格是出了名的,實際上近乎苛刻。在他的字典裡,容不得“大概”、“也許”、“可能”這些詞語。數學論文碰到“顯而易見”之處常有“貓膩”,他都窮追不捨。就是這樣的嚴格、嚴密與嚴謹,寒窗冷凳,才培育出大批的優秀學生,包括著名數學家。這其中有熊全治、張素誠、楊忠道、谷超豪、胡和生、夏道行、秦元勳等。中國科學院院士谷超豪在1943年報考浙江大學數學系時,得到過蘇步青直接的“教誨”。有一次他拿了一篇相當艱深的論文要谷超豪在一個月內讀懂。通過谷超豪的表現,知道他吸收能力強,思想敏銳,因此將他作為重點培養的對象,除了讓他參加微分幾何的討論班外,還讓他參加陳建功數學講座班,以後還建議他去蘇聯進修。

現代數學的奠基人:院士宗師蘇步青

蘇步青和學生們(從左到右依次為胡和生,李大潛,蘇步青,谷超豪)

1952年,全國大學進行院系調整,浙江大學改組成工業大學,數學系師生大部分併入上海復旦大學。復旦大學時任校長對陳建功、蘇步青兩位教授特別重視。加上微分幾何學在這個時期裡,有了迅速的發展。蘇先生和他的學生一方面繼承以往研究的傳統,另一方面則把研究的領域擴大到一般空間微分幾何學。張素誠先生已轉到拓撲學,熊全治先生在美國搞整體微分幾何。谷超豪、胡和生兩位先生參加到微分幾何研究群體中並很快成為中堅力量,後來都成為中科院院士.院系調整時,他們隨蘇先生一起來到復旦大學,最終使創立於浙江大學的微分幾何學派在復旦大學得到發揚和光大。蘇步青之後一直在復旦耕耘,1956年他擔任復旦大學副校長,1978年任校長,1983年後一直擔任名譽校長。

開創應用數學——計算幾何

1972年9月,這是蘇步青第三次來到江南造船廠,與前兩次接受批判和勞動教育、進行調查不同,這一次他是為解決造船難題、開發更好的船體數學放樣方法而來。上世紀六七十年代,國際上造船、汽車等工業迅速發展,計算機的工業應用也日趨廣泛,計算幾何學科逐漸形成,1960年已出現了第一個船舶線型光順計算程序。而當時國內科研停滯,造船工業中還在沿用傳統繁重的手工船舶線型放樣方法,船體數學放樣研究進展十分緩慢。“應該儘快用先進的科學技術為他們減輕勞動強度,提高工作效率。”看到放樣工人幾個月才能把船體的三向剖線光順好,已到古稀之年(70歲)的蘇步青急在心裡。

現代數學的奠基人:院士宗師蘇步青

在造船廠計算機房討論船體放樣(右一:劉鼎元右二:舒五昌左一:忻元龍)

蘇步青全身心投入,很快就找到了突破口,提出了一整套方案,即從參數曲線和參數曲面著手,解決大撓度曲線、空間曲線和曲面的問題。但由於長時間的工作蘇步青病倒了。接著,他交待學生忻元龍和船廠工人顧靈通繼續研究曲線光順方法;而他自己則集中精力研究國外文獻,從數學理論上提出指導意見。經過夜以繼日的鑽研,蘇步青翻譯國外相關論文並編印出《樣條擬合譯文選》,引導了全國數學放樣工作。最終,在蘇步青的指導下,忻元龍和顧靈通完成的算法程序成功計算了幾條不同類型的船。江南造船廠數學放樣小組順利完成了線型光順課題。

現代數學的奠基人:院士宗師蘇步青

鄧小平與蘇步青

“這些都是在逆境中作出的,不能不令人更加敬仰他。”與蘇步青一起參與江南造船廠船體數學放樣方法研究的華宣積感慨地說。後來,蘇步青連續發表系列論文,為我國計算機輔助幾何設計的發展作出了重要貢獻。在鄧小平的支持下,1977年蘇步青回到復旦大學後立即著手重建數學研究所、接收研究生和恢復數學討論班,快速召回那批學術骨幹成員。1982年,蘇步青組織成立了全國計算幾何協作組,為我國計算機輔助設計和製造方面的高科技項目提供理論和方法,並培養了一批理論和實際相結合的人才。

開展基礎教育工作

蘇步青還為中等數學教育付出大量心血。1983年,蘇步青退居二線,他了解一些中學數學老師水平不高,錯答學生的提問。於是他決定為中學教師舉辦講習班,指導他們用高等數學的觀點來看待初等數學。他組織了三次講習班。一些朋友勸他不要太辛勞,他說:“我蘇步青剩下的時間都是人民的,舉辦講習班就是做一點力所能及的工作。我這也只是‘千金買馬骨’,希望能有更多的大學老師為培養中學老師做有益的工作。”他曾寫道:“安得教鞭重在手,絃歌聲裡盡餘微。”對一些短視的年輕人,他告誡道:為學應須畢生力,攀高貴在少年時;風物宜放長遠量,不要追逐虛浮的享受主義。蘇步青將畢生的精力奉獻給了數學,奉獻給了中國的數學事業,他的一生,正如他所說:“微分顯萬象,平生問幾何”。(完)

寫在最後:

現代數學的奠基人:院士宗師蘇步青

蘇步青,1927年畢業於日本東北帝國大學,1931年獲該學校理學博士學位。1948年當選中央研究院院士。1955年選聘為中國科學院院士(學部委員)。後為復旦大學教授、校長、名譽校長。主要從事微分幾何學和計算幾何學等方面的研究以及教育領導工作,被譽為“東方第一幾何家”。蘇步青在中國發展教育事業培養科學人才方面做出了重要貢獻,1931年到1952年間,蘇步青培養了近100名學生,在國內10多所著名高校中任正副系主任的就有25位,有5人被選為中國科學院院士,連解放後培養的3名院士,共有8名院士學生。

[1]除了讀課本之外,他還開始讀《東周列國志》,有些字不懂,就步行幾十裡山路,向人借《康熙字典》。另外還熟讀了《千家詩》、《唐詩三百首》。選自王丹紅《平生問幾何,一生一卷詩》,科學時報,2004.

[2]李約瑟:英國皇家學會會員、美國國家科學院外籍院士、中國科學院外籍院士。曾提出李約瑟難題:儘管中國古代對人類科技發展做出了很多重要貢獻,但為什麼科學和工業革命沒有在近代的中國發生?


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