华人之光:从“猜想”到“梦想” ——陈省身荣获首届邵逸夫数学科学奖
October 10th, 2004
□张奠宙
2004年9月7日,在香港会议展览中心首次颁发邵逸夫奖。香港特别行政区行政长官董建华主持颁奖典礼。
邵逸夫奖设有天文学、生命科学与医学、数学科学三项(诺贝尔奖不包括数学和天文学科)。每年颁发一次,每项奖金100万美元。由于邵逸夫奖的巨额奖金,且不论得奖人种族国籍和宗教信仰,因而具有国际性,人称“东方诺贝尔奖”。
注明来自中国南开大学的陈省身教授,因为“开辟整体微分几何学的成就,以及他对这个数学范畴一直以来的领导”而荣获首届邵逸夫奖数学科学奖。在全球6位获奖人中,陈省身是惟一来自中国高校的获奖者,也是获奖的两位华人之一。
世界数学大师中国数学泰斗
在当代世界数学史上,陈省身被誉为“最伟大的几何学家”。他1911年出生于浙江嘉兴,少年时代在天津度过。1926年,15岁的陈省身进入南开大学。因为化学课不会吹玻璃管,只好放弃理科,选择数学。南开毕业后进清华选择几何,成为中国第一名数学硕士生。1934年,当时的世界数学中心在德国。于是申请用美国退回庚款到德国读博士。抗战前夕,到巴黎访学,选择大师,终于读懂E·嘉当的“天书”,知难而进。抗战开始,他和华罗庚等年轻教授,在昆明的煤油灯下一起开始创造中国数学辉煌。1943年,陈省身选择世界,到美国的普林斯顿高等研究院研究微分几何,攀越微分几何学的峰顶。在那里,陈省身完成了整体微分几何的奠基性工作。
1946年,大数学家霍普夫宣布:由于陈省身的工作,微分几何的新时代开始了。从那时开始,世界几何学的研究就一直在陈省身的领导之下。1947年,陈省身是南京中央研究院数学研究所的代理所长,培养了吴文俊、廖山涛等一批日后中国数学的中坚。1962年,在当选美国科学院院士的前夕,陈省身加入了美国籍。然而,当陈省身1972年重返中国时,陈省身表示:“我最后的事业在中国。”自那以后,陈省身为中国数学的发展已经作了32年的努力。
做“好”的数学把数学做得最好
数学有“好坏”之分,许多人不理解。但是,陈省身语重心长地多次希望年轻学子要选好方向,做“好”的数学。1992年,陈省身在庆祝中国国家自然科学基金委员会成立10周年的学术讨论会上,详细论述了这一问题。他说:一个数学家应当了解什么是好的数学,什么是不好的或不太好的数学。有些数学是有开创性的,有发展前途的,这就是好的数学。还有一些数学也蛮有意思,却渐渐地变成一种游戏了。
大家也许知道有个拿破仑定理。它是说,任何一个三角形,各边上各作等边三角形。然后将这三个三角形的重心联结起来,一定是一个等边三角形。这个数学就不是好的数学,因为它难以有进一步的发展。当然,你做事累了,坐在沙发上愿意想想这个问题,也蛮有意思,这好像一种游戏,可以解闷。
那么什么是好的数学呢?比如说,解方程就是。搞数学都要解方程,一次方程容易解,二次方程就不同。x2-1=0有实数解,而x2+1=0就没有实数解。后来就加进复数,讨论方程的复数解。大家知道的代数基本定理就是n次代数方程必有复数解。……假使你在f(x,y)=0中把x,y都看成复数,则两个复数相当于四维空间,这就很麻烦,出现了复变函数论中的黎曼曲面。……你也可以有另外的花样,比如f(x,y)=0的系数都假定为整数,你也可以讨论它的整数解,这就很难了。
他还说,“最好的数学要有新的观点,把人家的东西照葫芦画瓢,当然不是好的数学。世上所有的科学实验和研究,许多都是浪费的,只有几件事是传得下去的。我们搞数学的人相信,假使数学是好的,一定会有应用。”
“好”的数学很多,陈省身的整体微分几何学研究就是一个范例。1976年,物理学家杨振宁驱车前往陈省身加州的家里,告诉他“你研究的纤维丛理论,原来是规范场理论的数学基础”。抽象的微分几何和具体的“杨-米尔斯规范场”,原来是一头大象的两个不同部分。进入20世纪90年代,陈省身和西蒙斯在1974年的一项工作,竟然成为理论物理的研究前沿。正如陈省身所言,物理就是几何,好的数学一定会有用。当1983-1984年度沃尔夫数学奖的桂冠落到陈省身头上时,颁奖词这样写着:“对整体微分几何的深远的贡献,其影响遍及整个数学。”
陈省身梦想:“21世纪数学强国”
1979年,陈省身从加州大学(伯克利)退休。学术声誉如日中天的他应邀担任新成立的美国国家数学研究所首任所长。但是,陈省身明确表示,我只担任1982-1985这一届,此后我将到中国天津出任南开数学研究所所长。这3年,他为美国国家数学研究所打开了局面,同时为南开数学所的筹备成立而操劳,现存档案室的就有65封信件。
形成对照的是,当时国内还处于改革开放的初期。南开数学所所长可以由加入了美国国籍的陈省身来担任吗?教育部无权决定,最后是由中国最高领导决策的。实行“智力引进”的政策,终使陈省身的数学所所长的委任得到落实。“立足南开,服务全国,放眼世界”。陈省身开始脚踏实地地完成着自己的使命。
1986年11月2日,邓小平同志接见陈省身。陈省身建议提高中国国内知识分子的待遇。接见完毕,当时的国家教委主任、国家科委主任立即贯彻落实小平同志的指示,这就是后来实行的“国务院特殊津贴”,并一直沿用至今。
1988年,在南开大学召开“21世纪数学展望研讨会”。陈省身再次提出要建设“21世纪数学大国”。参加会议的李铁映同志称之为“陈省身猜想”。为此,国务院拨款设立数学专项基金(天元数学基金)。陈省身要求,这笔钱支持整个中国的数学,并非给南开一家。
1989年的政治风波之后,南开数学所的国际交往一度停顿。陈省身说,我必须返回南开,因为我是所长。10月11日,江泽民同志接见陈省身。以后多次接见,他们成了好友。中国数学后来的发展,有些需要最高领导支持的事情,往往和这些会见紧密相关。例如,1993年,陈省身和丘成桐建议在中国举办国际数学家大会。2002年,陈省身任北京国际数学家大会名誉主席。北京大会取得了圆满成功。
整个20世纪90年代,南开数学所是全国的一个数学中心。当时序进入21世纪时,陈省身渐渐觉得,就数学家的人数、国际影响、数学教育的普及而言,中国成为“21世纪数学大国”(即陈省身猜想)已经基本实现。但是,要成为“21世纪数学强国”,那还差得很远。数学强国必须“能够和世界上的数学家进行独立平等地交流”,而我们现在基本上还是跟着外国的潮流走,很少有自己的数学问题,也很少有人跟着我们的研究走。“数学上的平等独立”,可以说是一个“陈省身梦想”。
2000年,陈省身归国定居南开大学。2001年,陈省身建议南开数学所应该成为国际数学研究中心,逐步向普林斯顿高等研究院那样的目标前进。于是,国家投资1.29亿元的南开大学国际数学研究中心开始施工。主楼现在已经封顶。与此同时,美国国家数学研究所(伯克利)把主楼命名为“陈省身楼”,加以永久纪念。俄罗斯驻华大使则向陈省身转交“罗巴切夫斯基数学奖”的获奖证书,这是俄罗斯数学的最高荣誉。一切都在向实现“陈省身梦想”的方向前进。
我们用邵逸夫奖数学科学奖遴选委员会的公告中的话作为结语:“陈省身是近代几何学宗师,他的数学研究以几何学为中心,持续几近70年,勾划了现代数学的多个范畴。陈教授对当代数学精髓之一的微分几何学的界定,超于其他数学家。……今天,陈教授桃李满天下,门生遍布美国各大院校数学系,他在中国的影响更是有目共睹。第一届邵逸夫奖颁予陈省身教授,是为了表扬他对当代数学发展的非凡贡献及影响。”