數(shù)學(xué)家的故事:王元
來源:奧數(shù)網(wǎng)整理 2019-08-27 11:45:56
他,于26歲便證明了哥德巴赫猜想中的“3+4”命題,使中國(guó)首次在這一領(lǐng)域躍居世界領(lǐng)先地位;他,與華羅庚合作,致力于數(shù)論在近似分析中的應(yīng)用,提出了享譽(yù)國(guó)際學(xué)術(shù)界的“華-王方法”;他,畢十年之功為恩師華羅庚立傳,將華老的傳奇一生訴與世人——他就是中國(guó)數(shù)學(xué)界的元老級(jí)人物王元院士。
作為中國(guó)著名數(shù)學(xué)家,王元對(duì)創(chuàng)新有著自己獨(dú)特的理解:“創(chuàng)新,就是說前人沒說過的話,做前人沒做過的事。30歲前是人生最具創(chuàng)新力的時(shí)候,我們不僅僅要學(xué)會(huì)課本上的知識(shí),更重要的是突破它們。”
如果不是親眼所見,筆者很難相信,面前這位身著藍(lán)色簡(jiǎn)衣、灰色布鞋的老人,就是華羅庚數(shù)學(xué)獎(jiǎng)得主,解析數(shù)論專家,與陳景潤(rùn)一起因哥德巴赫猜想而獲得國(guó)家自然科學(xué)一等獎(jiǎng)的著名數(shù)學(xué)家,王元院士。
初見王元院士,他首先向我們展示了他所創(chuàng)作和收藏的書法作品,這一愛好他已堅(jiān)持了多年。
王元院士可謂是數(shù)學(xué)寰宇中的摘星人,26歲便令中國(guó)在哥德巴赫猜想領(lǐng)域首次躍居世界領(lǐng)先地位;其后,他與老師華羅庚合作研究數(shù)論在近似分析中的應(yīng)用,提出的“華-王方法”受到學(xué)術(shù)界推崇;20世紀(jì)80年代又在丟番圖不等式組等方面取得先進(jìn)成果。他曾任中國(guó)科學(xué)院數(shù)學(xué)所所長(zhǎng)、研究室主任、所學(xué)術(shù)委員會(huì)主任、中國(guó)數(shù)學(xué)會(huì)理事長(zhǎng)、《數(shù)學(xué)學(xué)報(bào)》主編,聯(lián)邦德國(guó)《分析》雜志編輯,新加坡世界科學(xué)出版社顧問等。
心無旁騖 專攻數(shù)學(xué)
1930年,王元出生在浙江一個(gè)知識(shí)分子家庭。幼年時(shí),中國(guó)政局動(dòng)蕩,又逢抗日戰(zhàn)爭(zhēng),所以小時(shí)候的他并沒有受到過正規(guī)的教育,直到8歲那年隨逃亡人群來到重慶,才在一所鄉(xiāng)村小學(xué)開始了正規(guī)的學(xué)習(xí)生涯。那時(shí)的王元對(duì)新奇的事物總懷有強(qiáng)烈的好奇心,比較愛玩,他成績(jī)雖不差,但也算不上頂尖。然而,對(duì)于數(shù)學(xué)他卻有著濃厚的興趣,尤其可貴的是,他對(duì)感興趣的東西總是愿意花時(shí)間琢磨和鉆研,這為他日后研究數(shù)學(xué)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
由于成績(jī)不算最好,王元并沒有如愿進(jìn)入省內(nèi)著名的國(guó)立浙江大學(xué),而是于1948年進(jìn)入了省內(nèi)的一所私立大學(xué)——英士大學(xué)數(shù)學(xué)系學(xué)習(xí)。幸運(yùn)的是,兩年后,伴隨著中華人民共和國(guó)成立的號(hào)角,英士大學(xué)并入浙江大學(xué),他也因此有機(jī)會(huì)在浙江大學(xué)學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)。
“到了浙江大學(xué)以后,我就把自己的愛好文藝、音樂等,一刀砍掉,專攻數(shù)學(xué)。”當(dāng)初的那份毅然決然,仿佛穿過六十年歲月,再一次從王元的眼眸中映現(xiàn),迸出動(dòng)人的神采。
王元專攻數(shù)學(xué)一年后,已成為系里的尖子學(xué)生。浙江大學(xué)是著名數(shù)學(xué)家蘇步青、陳建功教書多年的地方,兩位數(shù)學(xué)家發(fā)現(xiàn)了王元的天賦,推薦他到中國(guó)科學(xué)院數(shù)學(xué)研究所跟隨華羅庚先生學(xué)習(xí)。他說,正是在浙江大學(xué)里那段心無旁騖的學(xué)習(xí)積累,讓他來到研究所后能夠快速進(jìn)入研究工作。
王元與哥德巴赫猜想的緣分,要從華羅庚先生成立的討論班說起。華羅庚先生很早就開始關(guān)注這顆“數(shù)學(xué)皇冠上的明珠”——哥德巴赫猜想。1953年,華羅庚在數(shù)學(xué)所內(nèi)部成立了哥德巴赫猜想討論班,初出茅廬的年輕人王元很快便成了討論班中的積極分子。那時(shí)的王元下定決心要攀爬哥德巴赫猜想的高峰,而當(dāng)時(shí)最先進(jìn)的成果,是1940年蘇聯(lián)數(shù)學(xué)家布赫夕太勃證明出的“4+4”。
王元夜以繼日地啃著這塊“硬骨頭”,直到他將賽爾貝格的篩選方法和布赫夕太勃的迭代法作了結(jié)合,創(chuàng)造出下界篩方法,用這個(gè)新的推算工具于1956年成功證明出“3+4”。而后,他又證明了“3+3”“2+3”“1+4”,其成果被國(guó)內(nèi)外有關(guān)文獻(xiàn)頻繁引用,使中國(guó)的哥德巴赫猜想研究領(lǐng)域達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平,在哥德巴赫猜想的推算史上作出卓越貢獻(xiàn)。
1962年,王元在成功證明了“1+4”之后,退出哥德巴赫猜想的研究,開啟了新的研究。20世紀(jì)70年代,他與華羅庚合作致力于數(shù)論在近似分析中的應(yīng)用,他們于1973年證明的定理,受到國(guó)際學(xué)術(shù)界推崇,被稱為“華-王方法”。70年代后期又對(duì)這方面的成果做了系統(tǒng)總結(jié),產(chǎn)生了廣泛的國(guó)際影響。20世紀(jì)80年代在丟番圖分析方面,將施密特定理推廣到任何代數(shù)數(shù)域,即在丟番圖不等式組等方面取得先進(jìn)的成果。
回顧中國(guó)數(shù)學(xué)家在哥德巴赫猜想這一研究領(lǐng)域作出的貢獻(xiàn),有王元于1956年證明的 “3+4”、 “3+3” 和 “2+3”,同為華羅庚弟子的潘承洞于1962年證明了“1+5”,王元于1962年證明的“1+4”,還有陳景潤(rùn)于1966年證明的“1+2”。他們的研究得到了國(guó)家的肯定,報(bào)告文學(xué)《哥德巴赫猜想》早已聞名于世,1982年,王元、陳景潤(rùn)獲得了“文革”后的首屆國(guó)家自然科學(xué)一等獎(jiǎng),他們的獲獎(jiǎng)證書被展覽在國(guó)家博物館《復(fù)興之路》大型主題展中。
亦師亦友 難忘恩情
1953年,王元在中國(guó)科學(xué)院數(shù)學(xué)研究所被分配到數(shù)論組,師從華羅庚先生,從此開啟了他與華老30多年亦師亦友的合作關(guān)系。
在華羅庚成立的哥德巴赫猜想討論班中,王元是其中最早的成員,年輕的他是討論班中的積極分子。華老對(duì)學(xué)生的要求極其嚴(yán)格,在討論班上會(huì)用獨(dú)特的方法考察學(xué)生,比如,他給出的講義的完整性可能只有80%,華老在講完這些后,將剩下的20%交由學(xué)生補(bǔ)充,由此判斷學(xué)生的“能耐”。“在他的班上學(xué)習(xí),本質(zhì)上也是當(dāng)他的助手。”王元回憶說,補(bǔ)充講義、參與《數(shù)論導(dǎo)引》的編寫等經(jīng)歷讓他受益匪淺,“在這個(gè)過程中學(xué)到了很多東西,這是向老師學(xué)習(xí)的最好的機(jī)會(huì)。”而老師的一些點(diǎn)撥,也常常給王元帶來啟發(fā),“華羅庚說對(duì)哥德巴赫猜想和費(fèi)馬大定理的研究,不僅僅是為了解決這一個(gè)別問題,更重要的是要找出新的方法,來解決已知或未知的其它問題。” 回想起老師華羅庚的數(shù)學(xué)思想,王元說給了他很多啟迪。
華羅庚與王元之間的合作也為業(yè)內(nèi)人士廣泛稱道。他們合作完成了著名的數(shù)學(xué)分析講義《高等數(shù)學(xué)引論》,歷經(jīng)多次再版,仍暢銷不衰,并被譯成多種文字,享譽(yù)海外。20世紀(jì)70年代,王元與導(dǎo)師華羅庚合作證明了用分圓域的獨(dú)立單位系構(gòu)造高維單位立方體的一致分布點(diǎn)貫的一般定理,這一定理受到國(guó)際學(xué)術(shù)界推崇,被稱為“華-王方法”。
1985年華羅庚逝世后,王元花費(fèi)10年時(shí)間為恩師作傳,在《華羅庚》中記載華老的求學(xué)與成功之路。王元以數(shù)學(xué)家的嚴(yán)謹(jǐn)態(tài)度力求做到實(shí)事求是,取材皆經(jīng)過反復(fù)核實(shí);文筆流暢精彩,將華羅庚富有傳奇色彩的一生淋漓盡致地展現(xiàn)給讀者。
心系教學(xué) 強(qiáng)調(diào)創(chuàng)新
王元不僅對(duì)科研懷有熱情,對(duì)教學(xué)工作也同樣認(rèn)真負(fù)責(zé)。1982年,中山大學(xué)數(shù)學(xué)系學(xué)生張壽武被王元的報(bào)告吸引,主動(dòng)提出要做王元的研究生,研究當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)少有人問津的代數(shù)幾何問題。代數(shù)幾何問題并非王元的專長(zhǎng),他對(duì)此也并不熟悉,但是他給予張壽武以足夠的自由和鼓勵(lì),并且尊重張壽武對(duì)專業(yè)方向的選擇,甚至當(dāng)張壽武畢業(yè)時(shí),王元在答辯會(huì)上說:“雖然你講的某些地方我也聽不懂,但看你3年早出晚歸這么勤勉,這個(gè)碩士學(xué)位就送給你了。”老師的作用在于引導(dǎo)和點(diǎn)撥,而并非一定要手把手教他每一點(diǎn)東西。
如今的張壽武,早已成為普林斯頓大學(xué)終身教授,享譽(yù)世界的著名數(shù)學(xué)家。王元的教導(dǎo),功不可沒。
王元院士不僅對(duì)大學(xué)生和研究生的教育十分投入,也關(guān)心對(duì)中學(xué)生的數(shù)學(xué)教育。在中國(guó)數(shù)學(xué)奧林匹克活動(dòng)開展之初,王元就擔(dān)任了中國(guó)數(shù)奧委員會(huì)主席達(dá)10年之久,培養(yǎng)出了許多數(shù)學(xué)人才,其中,阮衛(wèi)東等人已成為中國(guó)有名的數(shù)學(xué)家。但當(dāng)“奧數(shù)熱”的勢(shì)頭越來越猛,許多學(xué)生為了升學(xué)被迫學(xué)習(xí)奧數(shù)、參加奧賽的時(shí)候,他又站了出來,指出“奧數(shù)本身沒錯(cuò),但是現(xiàn)在的推廣方法是完全錯(cuò)誤的,本質(zhì)上扼殺了學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)的興趣”,呼吁阻止奧賽功利化。
作為中國(guó)著名數(shù)學(xué)家,王元對(duì)創(chuàng)新有著自己獨(dú)特的理解:“創(chuàng)新,就是說前人沒說過的話,做前人沒做過的事。30歲前是人生最具創(chuàng)新力的時(shí)候,我們不僅僅要學(xué)會(huì)課本上的知識(shí),更重要的是突破它們。”
王元的老師華羅庚一生帶過上百個(gè)研究生,但是真正成為國(guó)家杰出數(shù)學(xué)家的只有不到10個(gè)人,這些人的共同特點(diǎn),就是具有巨大的創(chuàng)新精神和獨(dú)立思考能力。采訪中,王元院士不時(shí)透露出對(duì)現(xiàn)在教學(xué)模式的憂慮:“現(xiàn)在的家長(zhǎng)和老師都恨不得學(xué)生門門考滿分,讓學(xué)生把課本上的內(nèi)容一個(gè)字都不要錯(cuò)的記住,這樣培養(yǎng)出來的學(xué)生怎么能適應(yīng)創(chuàng)新人才的要求呢?現(xiàn)在部分大學(xué)和老師一心科研,疏忽了對(duì)本科生的教學(xué)和培養(yǎng),顯然不是培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的好辦法。”
采訪結(jié)束時(shí),王元提到了中國(guó)科學(xué)院大學(xué)的培養(yǎng)模式,他表示:“國(guó)科大匯集了中國(guó)科研第一線、最好的數(shù)學(xué)家、物理學(xué)家和化學(xué)家給本科生親自授課,這不僅僅是嚴(yán)肅負(fù)責(zé)的態(tài)度,也是給學(xué)生科研熏陶的好方法,有利于培養(yǎng)創(chuàng)新性的人才。”
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