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中國現代數學之父——華羅庚
時間:2020-11-14   
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1931年的夏天,清華大學迎來了一位20多歲的年輕人——華羅庚。他戴著眼鏡,身材清瘦單薄,因為左腿殘疾,顯得有些步履蹣跚。在踏入清華大學之前,他只有初中文憑,在一個小雜貨鋪當伙計。然而,他僅用了7年就成為了清華大學教授,先后開創了中國解析數論、矩陣幾何學、典型群等多方面研究,被譽為“中國現代數學之父”,國際上以華氏命名的數學科研成果有“華氏定理”“華氏不等式”等。


□鄭彤學  高柳

?數學天賦在苦難中閃光

19101112日,華羅庚出生于江蘇省金壇縣一個普通家庭,全家人依靠父親打理一家小雜貨鋪勉強為生。在金壇中學讀書時,華羅庚上課不聽講,成績不好,一筆字像螃蟹滿地爬。但數學老師王維克從作業涂改處發現了他解題的多思路特點,并有意識加以培養。華羅庚從王維克老師家借了一本美國人著的微積分教科書,10天后便來歸還,王維克對他說:“數學這門功課是最有步驟的,你不可跳著看啊。我提幾個問題問問你。”結果華羅庚不僅對答如流,而且把書上印誤之處也指給老師看。年終考試時,王維克對華羅庚說:“你不必考了,因為考你的問題別人做不出,考別人的問題不值得你做。我給你擬個論文題,你回家做吧。你的數學是100分,是第一。”1928年秋,曾赴法國巴黎大學深造的王維克被任命為校長,沒有文憑的華羅庚被破格安排到補習班教數學。

1930年,清華大學算學系主任熊慶來在《學藝》雜志上看到了一篇質疑一位數學大家運算上的錯誤的文章,該文章還深度討論了一個世界性的數學難題。當得知作者華羅庚只是一個具有初中學歷的雜貨店伙計時,頓時震驚了。19318月中旬,21歲的華羅庚進入清華大學,成了算學系圖書館的管理員。華羅庚用一年半時間便攻下了數學系全部課程,還自學了英文、德文和法文,并在歐美等國數學雜志上發表了十幾篇數論方面的論文,引起了國外數學家的關注。經過一番討論,清華大學決定破格提拔僅有初中學歷的華羅庚登上清華講壇,定為助教,講授微積分。每當遇到解不開的題時,數學家熊慶來就會一邊用鉛筆敲著前額,一邊朝隔壁喊“華先生,請你來一下,這道題怎么解呀?”

?善打通關的數學達人

英國劍橋大學當時有“世界數學中心”之稱,在這里云集了各國的數學專家。1936年,華羅庚到達劍橋時,執牛耳的英國數學家哈代正要去美國講學,臨行前留下話:華羅庚可以在2年內拿到博士學位,而一般人至少也需3年。對劍橋的求學者來說,“博士”是夢寐以求的頭銜,但只能學習有限的課程,而華羅庚卻渴望同時攻讀78門課程。經過一番思索之后,華羅庚決定以“旁聽生”身份進入劍橋。華羅庚參加了一個有名的數論專家研究小組,主要研究堆壘素數論中的問題。在劍橋的2年里,華羅庚向華林問題、塔內問題、奇數的哥德巴赫猜想問題發起一連串進攻,接連發表了十多篇論文,還發明了一個重要定理(被稱為“華氏定理”)。華羅庚還就19世紀歐洲數學之王高斯提出的問題,發表了《論高斯不完整的三角和估計問題》,贏得了各國數學大家的一致贊揚。

1945年,已是世界數論頂級學者的華羅庚并不滿足,決定中斷他的數論研究,另起爐灶。他的改行,實際上是他治學之道漸轉到另一分支。這樣,原有知識在新的領域還有用,選擇的范圍卻會越來越大。

Fields獎獲得者、數學大師丘成桐教授說,中國近代數學能超越西方或與之并駕齊驅的主要有3個人,研究多復變函數的華羅庚就是其中之一。美國科學雜志《世界科學》1985年發表《華羅庚形成中國的數學》一文稱,“華羅庚一直沒有得過任何學位,然而成了數學界的大人物,他寫了9本書,并在有影響的刊物上發表了150篇文章”。

?運用數論原理  智破日軍密碼

1943年,國民黨政府擬組團到美國考察原子彈情況,邀請華羅庚等科學家和相關部門專家到廬山“集訓”,研判中國制造原子彈的可能性。時任兵工署署長的俞大維是留美數學博士,在數理邏輯方面頗有造詣。聽說華羅庚在山上,特地趕到住地拜訪。談話之間說到日軍密碼的困擾,俞大維懇請助其一臂之力,破解日軍軍事密碼,華羅庚一口答應下來。

深知事關重大,十萬火急,華羅庚連夜觀察、反復比對,仔細尋覓密碼中數字的規律,徹夜未眠。次日清晨,華羅庚拿著數張手紙,上面寫滿了字,交給住在同一樓層的蔡孟堅說:“問題已經解決,但我沒有時間重新抄寫了。請立即轉交俞署長。”原來,日軍使用的密碼技術,是把原來文件稱為“明文”,用數學方法變換后,形成了“加密”文本。華羅庚弄清了日軍密碼從明文變換到密文的加密原理——使用“數論”中的“繆比烏斯函數”,并找到了破解的辦法——采用“繆比烏斯函數”的反函數返回,密文立即還原成了明文。俞大維得知這一消息后,火速派人取走破解手紙,急不可待地閱讀了華羅庚的手稿,馬上傳令:火速按華羅庚辦法解碼!結果大獲成功,破譯的日軍密碼都是緊急的軍事情報,如日軍飛機轟炸昆明的計劃等。

?兩度放棄優越環境  毅然返回中國

華羅庚的兩次返國,一次是1938年從英國劍橋返回到西南聯大與同胞們共患難;一次是1949年放棄美國伊利諾伊大學終身教授身份回新中國參加建設。

1936年夏,中華文化教育基金委員會保送華羅庚赴英國劍橋大學學習。19377月盧溝橋事變爆發,消息傳到英國,在英國劍橋大學工作兩年,已是杰出數學家的華羅庚再也無法安心工作。按原定計劃,第二年他應蘇聯科學院的邀請訪問蘇聯。此刻,他放棄了繼續逗留國外的計劃,提前整理行裝,回到當時多災多難的中國。1938年,華羅庚被西南聯合大學聘請為教授。戰時的昆明,物價飛漲,物資奇缺,華羅庚一家人的生活十分艱難。戰火紛飛的年代,幾乎每天都有日軍轟炸的空襲警報,即使躲進防空洞,華羅庚依舊鉆研數學,他先后寫出20多篇論文,并于1941年完成他的第一部數學專著《堆壘素數論》。19463月,蘇聯科學院用英文出版了華羅庚的《堆壘素數論》,并邀請他訪問蘇聯。

1946年秋,受普林斯頓大學邀請,在普林斯頓高等研究所以客座講師的身份工作了一年多的華羅庚,被美國伊利諾伊大學聘為終身教授。每天坐著小車到伊利諾伊大學上課,生活安逸,然而華羅庚并沒有久居之意,他的心時刻牽掛著生他養他的那片土地。

1949年,從大洋彼岸傳來了中華人民共和國宣告成立的消息。華羅庚抑制不住內心的激動,立即決定返回祖國,并開始暗中積極準備。寒假一到,他便以到英國講學為名給全家人弄到船票,然后舍棄了洋房、汽車和半年的薪水,帶領妻兒在舊金山登上一艘郵船,踏上了歸國的旅途。到達香港后,華羅庚發表了一封致留美學生的公開信。信中寫道:“受了同胞們的血汗栽培,成為人才之后,不為他們服務,這如何可以謂之公平?如何可以謂之合理?……為了選擇真理,我們應當回去;為了國家民族,我們應當回去;為了為人民服務,我們也應當回去;就是為了個人出路,也應當早日回去,建立我們工作的基礎,為我們偉大的祖國的建設和發展而奮斗!”19503月,新華社向全世界播發了這封公開信,看到這封信后,許多猶豫中的海外游子紛紛沖破各種阻撓,返回祖國參加社會主義建設。

?牢記領袖重托  撒播科學種子

1952年,在政協會議上,與會代表被邀請到懷仁堂觀看晚上的文藝演出。華羅庚因為起草一篇發言稿耽誤了時間,來到大廳時,演出已經開始,燈光昏暗,他拄著拐杖,怎么也找不到自己的座位。正在不知所措之時,忽見遠處座位上有人朝他招手,他立即朝招手的地方走去。當他在空位子上坐下之后定睛一看,不禁驚喜交集:原來沖他招手的人是毛澤東主席。毛澤東笑著向他點頭問好,華羅庚頓覺淚水模糊了視線。毛澤東和他一面看戲一面交談,并且拍著他的肩膀說:“華羅庚同志,你也是苦出身,希望你為我們培養出些好學生來!”

1952年,全國高等學校院系調整,清華大學電機系的電訊網絡研究室被撤銷。原研究室主任是清華大學電機系電訊網絡專家閔乃大教授,另外兩名成員一個是電機系畢業生王傳英,一個是剛從英國愛丁堡大學獲得博士學位的夏培肅。華羅庚便表示愿請這3個人到數學研究所搞電子計算機。華羅庚將他們請到家中,興致勃勃地講述了自己的想法,就這樣,中國第一個電子計算機科研小組正式成立。1956年春,由毛澤東提議,在周恩來總理的領導下,國家制定發展科學的十二年遠景規劃,把開創我國的計算機技術事業等項目列入四大緊急措施之一。華羅庚根據當時的國情,提出了以“先集中,后分散”作為擬定新中國計算機技術發展規劃的原則,并被任命為中國科學院計算技術研究所籌備委員會主任。如今,我國計算機事業蓬勃發展,而華羅庚堪稱我國計算機技術的第一奠基人。

1985612日下午,日本數學會的學術報告安排在東京大學大廳。在日本數學會會長陪同下,華羅庚走上講臺,用中文演講,講到專門數學問題時改用英語講。流利的英語,宏亮的聲音,精湛的論述,聽眾反應十分強烈,華羅庚越講越興奮。他脫掉上衣,解掉領帶,幾乎是站著講完了他的報告。原定45分鐘的演講,足足講了一小時零五分鐘,演講在暴風雨般的掌聲中結束。當他坐在輪椅上講完最后一句話時,突然身子一歪,從輪椅上滑了下來,面色青紫,失去知覺,當晚229分,這顆數學巨星的心臟完全停止了跳動。

 

20世紀70年代,華羅庚與助手們討論數學問題

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