吳文。30年開拓數學“中國路”

      87歲 榮膺邵逸夫獎

       今年已87歲的吳文俊得過的大獎不計其數。37歲就以在拓撲學上的卓越成就,與華羅庚、錢學森一起,獲國家自然科學一等獎;1990年獲得第三世界科學院數學獎;1994年榮獲首屆香港求是科技基金會杰出科學家獎;2000年,81歲的吳文俊與袁隆平同獲國家最高科技獎……但前段時間,在榮膺邵逸夫獎時,吳文俊仍然特別高興。

      吳老這次得獎的成果,是他辛勤開拓了30年的“數學機械化”領域。

              

      這是現代數學中,一個由中國人在中國本土開創的基礎研究領域。這個領域開辟伊始,便在爭議中前行,既有許多科學家推崇和支持,也有人不理解,甚至反對。

      然而,邵逸夫數學科學獎的5位評委,都是世界傳統數學的頂級專家,有3位得過菲爾茨獎。這次,他們將邵逸夫數學獎授予吳文俊,意味著世界傳統數學界對該領域的認可。

      “這還僅僅是個開始,我們的成績是不是配得上這個獎,還要看十年八年,還要走著瞧!”吳先生如是說。數學機械化將給現代數學的研究方式帶來革命性的變化,將影響百年之后的數學發展。

      57歲 “機器證明”推開門

      一般認為,數學家最富創造力的年齡應該在40歲以前,可吳文俊開拓全新的“數學機械化”領域,卻是從57歲開始的。

      1946年,他進入中央研究院數學研究所,研習素有“現代數學女王”之稱的拓撲學不到一年,就給出了惠特尼乘積公式的簡潔證明。1947年,吳文俊去法國留學。在那幾年里,他與另外3位法國的年輕數學家一起,引發了一次次拓撲學界的“地震”。后來,這3位同事中的兩位,獲得了菲爾茨獎(該獎只授予年齡不超過40歲的數學家)。

      在那段時間里,吳示性類、吳示嵌類、吳示痕類、吳公式……一系列拓撲學的重大成果在他的紙筆下誕生。他的工作成為拓撲學研究中承前啟后的經典,先后被5位菲爾茨獎得主引用,其中3位還在他們的得獎工作中使用了吳文俊的研究成果。

      也是這些震動世界數學界的工作,使吳文俊在37歲時就捧得了1956年的國家自然科學一等獎。當時,他的一位法國導師勸他不要回國,但吳文俊最后還是決定回國創業。

      回國后,吳文俊作出了一項又一項高水平的工作,但他總覺得不滿足,直到他推開了“數學機械化”的大門。

      1977年春節,在奮力計算了三四個月后,吳文俊終于迎來了他生命中最重大的時刻之一,他推開了“機器證明”的大門,他證實了把幾何證明交給計算機完成是可行的,一個嶄新的領域將在世界數學界崛起。

      71歲 “單槍匹馬”終告捷

      從1977年開始,他幾乎就是單槍匹馬、孤軍奮戰。做機器證明,計算機是必不可少的。當時所里的計算機只有一臺長城203,內存只有4K,一秒鐘只能算幾百次,而輸入輸出還得用紙帶!澳羌垘系亩炊次揖驮趺匆哺悴磺,每次都叫人家幫我看,沒他們,我的研究也搞不成!”吳老總是想著人家幫他的事兒。

      吳文俊幾乎抓住任何機會做機械化研究。70年代末,一次一個美國代表團送了他一個HP25袖珍計算器,內存里有8個空位。吳文俊就利用這幾個空位編程,最高可以解5次方程。

      為了編程,已過花甲的吳文俊從頭開始學計算機語言,從BASIC、ALGOL到FORTRAN,一旦一種語言被淘汰,他辛辛苦苦編的幾千行程序就全作廢了,但他都重新再來。

      轉折終于在他71歲那一年到來。1990年,國家科委給了吳文俊100萬元特別支持費。也在這一年,數學機械化研究中心成立,吳文俊任中心主任。從此,他不再單槍匹馬,不再孤軍奮戰。

      1992年,中心承擔下國家科委攀登項目“機器證明及其應用”;1998年,“數學機械化與自動推理平臺”首批入選國家973項目。同時,在他的培養下,一批年輕人逐步接過了科研重擔。

      87歲 “淡出江湖”尚言早

      近30年來,“吳方法”不僅已經根本改變了機械化證明的面貌,而且還被應用到許多不同的領域,例如智能計算機、機器人學、計算機圖形學、工程設計等等。

      如今,世界上許多大學和研究機構陸續舉辦“吳方法”研討班。歐美各發達國家的科學基金會和大企業都積極支持開展“吳方法”的研究。全世界這一領域的許多領銜學者來自中國,以吳文俊為首的中國學派已成為全球機械化定理證明的主要推動力。

      雖然數學機械化已經得到了國際數學界的認可,但吳文俊清楚,還有許多問題需要解決,“我還想再嘗試一些證明,多解決一些問題!彼f,“很多人問我什么時候‘淡出江湖’,我總是告訴他們,還早!還早!”

      ■名詞解釋

      數學機械化 以數學機械化初期的幾何定理的機器證明為例,如果用一句話概括,就是“把‘巧而難’的幾何定理證明工作,變成‘繁卻易’的代數問題,交給計算機來完成,讓數學研究告別‘一支筆,一張紙’的原始工作方式”。幾何定理的機械化證明成功,是數學發展歷史上的一次重大飛躍,因為此后計算機可以深入數學研究的各個領域,代替紙和筆,成為數學家的得力助手。

      邵逸夫獎 2002年設立,旨在表彰在科學研究或應用方面獲得突破性成果,并且對人類生活產生深遠影響的科學家。目前,該獎在數學科學、天文學、生命科學與醫學領域設有3個獎項,每年頒獎一次,每項獎金100萬美元。第一屆邵逸夫數學獎授予了現代微分幾何學的奠基者陳省身教授。第二屆邵逸夫數學獎授予了費馬大定理的終結者懷爾斯教授。本屆邵逸夫數學獎同時授予中國的吳文俊院士和美國的曼福德教授。

       
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