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【2009年国家科技奖励大会】专访谷超豪:我希望

2019-10-18 00:25
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  这几年,年逾八旬的中国科学院院士、复旦大学数学研究所名誉所长谷超豪先生可谓收获连连:2008年,他被授予“上海教育功臣”荣誉称号;2009年,紫金山天文台以他的名字命名一颗小行星;2010年伊始,他从总手中接过了中国科技界的最高桂冠国家最高科学技术奖。

  现在提起温州,人们首先想到的或许是“老板”。其实,这座浙南城市还有一个“数学家之乡”的美誉,中国现代数学史上的诸多“第一”都在这里诞生。

  1926年5月15日,温州城高盈里的一座老式院落里传出一位男婴的啼哭,时人当然无法预知,他后来会成为从瓯江畔走出的又一位大数学家。

  谷老的童年正逢国事云乱之际,小学礼堂上孙中山先生的话“青少年要立志做大事,不可立志做大官”深深地刻印在童年的谷超豪心中。他当时就立下两个志向:一是当科学家,二是做者。这两个目标,从此成为谷老“人生历程中相互交叉的两条线年秋天,谷老进入温州中学读书。其时,侵华日军已开始南下,温州城里的抗战气氛也十分浓厚,他的大哥谷超英就从事党的地下工作,他所就读的温中恰是浙南的摇篮。谷超豪积极参加学校“五月读书会”等进步组织,还走上街头写壁报、演街头戏。1940年3月,不满14岁的中学生谷超豪宣誓加入中国党,还担任过温中党支部的组织委员。对这段经历,谷老在温中90周年校庆时曾作诗写道:“抗敌效微力,报国托童心。”

  1943年考入浙江大学龙泉分校后,谷老在认真学好专业的同时,与进步同学组织了“求是学社”,阅读了大量进步书刊,参与组织了不少。在学生会选举中,他以一千多票的最高票数当选为学生会的主要负责人之一。

  有人曾这样问谷老:如果没有那么多社会工作,对您来说是不是会更好?谷老的回答简单,却也不简单:“我情愿肩负历史责任。”

  战乱年代,他投入抗日救国的历史洪流;和平年代,国家和人民的需要成为影响他一切选择的决定性因素。

  1988年,国家有关部门希望他出任中科大校长。当时,谷老与杨振宁先生的研究进展比较顺利,如果赴任可能对研究有影响。但谷老以大局为重,在老师苏步青先生、合作者杨振宁先生等的支持下毅然赴任。五年任上,谷老为稳定科大局面、提高教学质量做出了重要的贡献,该校的同步辐射和火灾科学两个重点实验室等也都在谷老任上建成。

  从上世纪80年代末开始,谷老还和苏步青先生等家乡学人一起,为建立温州大学奔走呼号。遂愿之后,从1999年到2006年,谷老还当了整整七年的温州大学校长。尤其令人感动的是,谷老将自己在温大的所有薪资全部捐出设立奖学金。现在,“谷超豪特优奖学金”成为褒奖温大优秀学子的最高荣誉。

  法兰西科学院院士肖盖曾这样形容谷老的工作风格:“独特,高雅,深入,多变”。如果说前三者是许多杰出科学家的共性,“多变”恐怕是谷老学术生涯的一大特点了。他的学术重点历经几次“转向”:从早期跟随苏步青先生专攻微分几何,到留苏归国后转向偏微分方程,在超音速绕流、混合型方程组等方面做出了世界领先的成绩,之后又一头扎进数学物理的前沿,与杨振宁先生就规范场理论的数学结构开展了合作研究。

  微分几何、偏微分方程和数学物理是当今核心数学的最活跃的三个分支。谷老先后涉足这些领域,并且在这三个方向及其交汇点上获得了国际认可的突破性成果。因此,在不少学界同仁看来,谷老此次获得国家最高科学技术奖,真可谓是“实至名归”。

  对于谷老的“转向”,学生洪家兴院士打过一个形象的比方:“他带着大家探索、开路,而在找到了一条通往金矿之路后,他就把金矿让给跟随他的年青人去继续挖掘,自己则带着另一批年轻人去寻找另一个金矿。”

  有人看不懂:这不是自找苦吃吗?按照谷老自己的说法,这是因为时间有限。“我在研究中发现吸引我的新领域,而学生们又能在原有领域独当一面、有独到见解时,我就鼓励他们做下去。”他说,“引导年轻人做最有前途的研究,用最好的内容和方法启发他们。”

  不过,他的一些学生补充说,国家、社会的需要才是谷老“转向”的核心因素。1956年国家制定“10年科学规划”,提出希望在计算数学、概率论、偏微分方程等方面有所突破,同时苏联人造卫星上天也给谷老很大的震动。因此,他在1957年起的留苏进修中,有意识地学习空气动力学方面的课程,而空气动力学不少问题的原理正需要用偏微分方程来计算求证。因此,他在归国后即主攻偏微分方程这一有着很强实际应用背景的新方向。

  比“转向”更不容易的,是谷老每次都能在新的领域中迅速占领制高点。对此,学生李大潜院士回忆道,在刚刚投入偏微分方程研究时,谷老就体现出过人的战略眼光,提出了五六点方向:“从线性到非线性,从固定边界到自由边界,从单个方程到方程组,从固定类型到变化类型,从局部情况到整体情况等等”,准确预言了这一领域后来几十年的研究演进路线。

  李大潜院士的印象中,谷老常挂在嘴边的一句话是“研究要越做越好。”洪家兴院士也说,谷老曾经告诫他,“做数学研究,你要有理论上的目标,要实现这个目标,要一步一步长远走下去,但是你要紧盯这个目标做下去。研究不要永远停滞在一个水平上。”数学学院的刘宪高教授也记得,谷老第一次找他谈话时,就勉励他“学问应当要很认真,文章要一篇比一篇好。”

  这三句意思大体相同的话,或许从一个侧面反映了谷老的追求:向上,向上,再向上,做一个数学王国里不知疲倦的攀登者。

  李大潜院士说道:“在一个水平上做研究就像机关枪扫射一样。做了一个,改头换面差不多再做一个,最后自己也觉得没有意思了。谷老的话,我理解就是说你下次做的要超过你现在的水准。”

  苏步老曾对谷老说:“谷超豪只有一点没有超过老师,就是没有培养出像谷超豪似的学生来。”苏步老说这话的背景和语气,现已无从考证。但在谷老看来,自己有很多不如苏步老的地方,这句话意在鼓励他好好培养学生。

  几十年来,谷老常年耕耘在教坛一线,甘为人梯,不遗余力。现在,谷老自感可以向苏先生“交账”了:在本科和研究生阶段受教于谷老的学生中,已经产生了李大潜、洪家兴、穆穆等9位两院院士和一大批优秀的高级数学人才。

  副校长陈晓漫曾是数学所的研究生。他至今清楚地记得,上世纪80年代初,谷老晚上在数学系讲授大厅里开设有关规范场理论的讨论班,整整坚持了一个学期。“谷先生把数学物理交叉研究最前沿的信息迅速带到我们年轻学生面前。”

  所谓“讨论班”,其实是一种小型的学术研讨会:青年教师和学生报告自己的新发现,或是介绍自己读过的论文、专著等,教授则坐在台下提问、质疑、点评。这是一种苏步老等首倡的、推动年轻人进步的好形式。几十年来,讨论班里的学生换了一荏又一荏,但这种传统却薪传火继,成为复旦园一道独特的风景线。谷老总是以苏步老为榜样,只要时间、身体允许,必会走进讨论班里听年轻人报告。数学所的周子翔教授感叹说,当谷先生的学生“真是累”:“我们每个星期都要讨论研究内容,哪个学生发言里稍有差错,他第一时间就会指出来。不仅如此,他还会顺着问题举一反三,让学生从多层面来考查。”

  有人曾问谷老,是否认为自己是“严师”,谷老想了想答道:“我是比较严格。” 对学生的严格要求,其实对学生深沉的爱。中科院大气物理研究所的穆穆院士不会忘记,当年他即将参加博士论文答辩,谷老认为论文不错,却指出“对大气物理的基础了解不够”,于是让他去大气所再学习半年,对有关模型的机理加深认识后再行答辩。数学所的陈恕行教授也不会忘记,谷老曾带着他们过了一个“化的春节”:寒假期间,谷老组织一批上海本地的同学每天到办公室里进行学习和研究。“谷老话不多,但是他每天在那里研究,我们也就跟着他去学习。”陈恕行教授说,“这是身教。”

  近些年来,社会上有些浮躁的风气也在校园里产生了一些微妙的变化,有的导师把在学生论文上署名当成是理所应当的事;还有的导师带了大量研究生,结果疏于管理,甚至到学生毕业时连名字都叫不上。如果看看作为前辈的谷老,不知他们会作何感想。

  同济大学青年教师周羚君是谷超豪与胡和生院士从2001年起指导的研究生。他说,有一次与其他学校的同学聊天,同学问:“你平时的学习和研究,是由两位导师亲自过问,还是由导师的助手或者其他老师代为负责?”他答:“是由两位导师亲自负责,他们会定期与我谈话,了解我的学习科研状况。”同学又问:“你每学期能见到他们几次?”他说:“每周一次的讨论班他们一般都会参加,除非他们外出开会,这种情况不超过20%。”周羚君的“待遇”,令那几位同学羡慕不已。

  在指导学生论文时,谷老常会提出一些创造性的构想,但除非他个人的研究占科研成果的一半以上,或者做了非常实质性的工作,他是决不署名的。曾有一位学生诚心诚意地将谷老的名字署进论文,谷老获悉后却坚决要求拉下。他说,老师应该充分尊重学生的学术成果,不能剥夺学生的“所有权”。

  对于现在研究生流行称导师为“老板”的风气,谷老也是连连摇头:“这不好。在教育领域里,不能搞按劳取酬,等价交换这一套。师生之间不是雇佣关系。选择做教师,就是选择了责任和奉献。”

  在一般人看来,数学抽象而高深,繁杂而无趣,但在喜欢数学的人看来却完全是另一番景象:数学是对世间规律的精确刻画与极简表达。谷老说:“你钻研进去会发现,数学有种惊人的吸引力。”

  谷老从小就对数学情有独钟。小学三年级学除法,1除以3除不尽,无限循环,“0.3,3上面点一点,非同小可,要想一想才能明白。”谷老说,数学要有想象力,这一“点”使他开始对数学产生兴趣。六年级时要做“鸡兔同笼”的应用题,谷超豪也没有像班上同学那样止步于记诵公式应付考试,而是找出了哥哥的中学代数教科书,自学方程的解法,受到老师的表扬。进入中学后,有一次老师出了一道题:一个四边形,每边边长都是1,问面积是不是1。谷超豪的答案和同学们不一样:不一定,因为可以变成菱形,还可以压得很扁,这样面积就是零了。

  谷老爱看天象,喜欢观测台风,因为这实际上是一个流体力学问题。不过,最常为人津津乐道的还是“抽血故事”。一次住院,谷老的一项肝功能指标回落特别慢,连续几周抽血检查后,谷老对说,自己根据前几次检验报告作了预测,这项指标再有10天就能回落。按照原来的抽血周期,要两个礼拜后才能出院,因此不如把下次抽血放在10天后。“数学家病人”的一席话把大家都逗乐了,没想到,谷老的计算还真精准,他果线天出院。

  谷老还爱吟诗作诗,在他看来,诗歌的对仗与数学的对称性是相通的。而且,用简洁、清晰而优雅的语句对数学问题进行描述也是对一个数学研究者的要求。因此,他鼓励读数学的年轻人读一点古典诗词。

  谷老和同为我校数学所教授的胡和生院士是中国科学家闻名的一对“院士夫妇”。让两人喜结连理的,是数学他俩都是苏步老的学生;而这场姻缘的起点,也源于数学胡和生同学向谷超豪同学请教数学问题。

  1950年的一个秋天,谷超豪在数学系图书室遇到系里的女研究生胡和生。胡和生说,苏先生让她读一篇论文,但里面有些地方没弄清楚,找了一些老师问也未果,所以想让谷超豪帮忙看一下。谷超豪欣然同意,她气喘吁吁地跑回宿舍拿来了论文,给对方留下了良好的“第一印象”:这小姑娘不错,对学问肯钻研。1957年同在复旦执教时,他们正式结为夫妻。

  这对数学家伉俪生活朴素,他们把有限的时间全部用在科学研究上,家里也有着很浓的“数学氛围”。谷老笑着说:“我做的东西说给她听,她能懂;她做的东西说给我听,我也能懂。”1992年,胡和生成为中国数学界首位女院士,谷老作诗一首,其中写道:“学苑有令名,共赏艳阳天。”

  1980年代,花甲之际的谷老在赴舟山讲学途中自勉道:“人生几何学几何,不信庄生殆无边。”在另一首《夜读偶感》中,他又写道:“谁云花甲是老人,孜孜学数犹童心。”

  到了“人生七十古来稀”的年纪,谷老又说:“其实是古代稀,今不稀,我还算是年轻。”“人生是短暂的,所以我总是尽量多学习,多做些事情。”

  现在,谷老已年逾八旬,岁至耄耋,但爱因斯坦的广义相对论里关于天体运行的方程和流体力学里的一些问题,仍常萦绕在谷老的脑际。