吳文俊,我國著名數(shù)學(xué)家、中國共產(chǎn)黨優(yōu)秀黨員、中國科學(xué)院院士。吳文俊對數(shù)學(xué)的主要領(lǐng)域——拓?fù)鋵W(xué)做出了重大貢獻(xiàn)、開創(chuàng)了嶄新的數(shù)學(xué)機(jī)械化領(lǐng)域,獲得首屆國家最高科技獎、首屆國家自然科學(xué)一等獎、有東方諾貝爾獎之稱的邵逸夫數(shù)學(xué)獎、國際自動推理最高獎Herbrand自動推理杰出成就獎。吳文俊1919年出生于上海,1940年本科畢業(yè)于交通大學(xué)數(shù)學(xué)系,1949年獲法國國家博士學(xué)位,1951年回國,先后在北京大學(xué)、中國科學(xué)院數(shù)學(xué)所、中國科學(xué)院系統(tǒng)所、中國科學(xué)院數(shù)學(xué)與系統(tǒng)科學(xué)研究院任職。 2017年5月7日,吳文俊院士逝于北京。數(shù)學(xué)大師吳文俊用98載光陰,書寫了一段享譽世界的中國數(shù)學(xué)家傳奇。 國際數(shù)學(xué)界不乏年少成名的奇才,但很少有人能時隔數(shù)十年再創(chuàng)輝煌,更罕有人能在晚年開宗立派,劈開一個世界前沿的全新領(lǐng)域。 吳文俊做到了! 而立之年負(fù)笈海外,他引發(fā)了拓?fù)鋵W(xué)的“地震”,“吳公式”為現(xiàn)代數(shù)學(xué)武器庫再添神兵;花甲之年躬耕中土,他開拓了數(shù)學(xué)機(jī)械化的新領(lǐng)域,“吳方法”為人工智能走出低谷點燃了指路明燈。 引發(fā)“地震”的天才 數(shù)學(xué)是化繁為簡的科學(xué),吳文俊恰恰具備化繁為簡的天賦。上世紀(jì)50年代,他做出了“吳公式”,是拓?fù)鋵W(xué)的劃時代成果。 “吳公式”發(fā)表于1950年,而吳文俊1940年畢業(yè)于上海交通大學(xué)。這10年并非一帆風(fēng)順——時值抗戰(zhàn),上海在淪陷區(qū),21歲大學(xué)畢業(yè)后,吳文俊有5年多都以中學(xué)教師的微薄薪資糊口,1945年8月抗戰(zhàn)勝利后才迎來人生轉(zhuǎn)機(jī)。 1946年,吳文俊師從數(shù)學(xué)家陳省身,開始研究拓?fù)鋵W(xué)。 拓?fù)鋵W(xué)是現(xiàn)代數(shù)學(xué)的主要領(lǐng)域之一,它研究幾何圖形或空間在連續(xù)改變形狀后還能保持不變的一些性質(zhì)。法國現(xiàn)代數(shù)學(xué)家狄多奈稱拓?fù)鋵W(xué)是現(xiàn)代數(shù)學(xué)的女王。拓?fù)鋵W(xué)是著名的“難學(xué)”,而示性類理論研究拓?fù)鋵W(xué)中最基本的整體不變量,是拓?fù)鋵W(xué)中妙不可言的精品,堪稱“難學(xué)”中的“難學(xué)”。 會者不難,入門不久,吳文俊就展露出化難為易的天分。 1940年,美國數(shù)學(xué)家惠特尼發(fā)表了一個示性類的乘積公式,證明過程極其復(fù)雜。1947年,才學(xué)習(xí)拓?fù)鋵W(xué)不到一年的吳文俊,就給出了惠特尼乘積公式的簡短證明。陳省身見后大為贊賞,多次力薦,發(fā)表在世界頂尖數(shù)學(xué)期刊《數(shù)學(xué)年鑒》?;萏啬嵩居媱澗痛俗C明寫一本專著,見到只有短短幾頁的吳文俊證明后說:“我的證明可以扔進(jìn)廢紙簍了?!?/p> 1947年11月,28歲的吳文俊赴法留學(xué),繼續(xù)拓?fù)鋵W(xué)的研究,僅用2年就獲取博士學(xué)位。中科院院士林群曾經(jīng)笑言:拓?fù)鋵W(xué)在上世紀(jì)50年代前后鬧過五次“地震”,其中一次是由中國人“鬧”的,這個中國人就是吳文俊。 在拓?fù)鋵W(xué)研究中,吳文俊起到了承前啟后的關(guān)鍵作用。 他將原本處于起步階段的示性類概念由繁化簡,引入新的方法和手段,形成系統(tǒng)的理論。他引入一類示性類,被稱為“吳示性類”,還給出刻畫各種示性類之間關(guān)系的“吳公式”。此前,示性類的計算有極大困難。吳文俊給出了示性類之間的關(guān)系與計算方法,許多新的研究領(lǐng)域應(yīng)運而生。這最終使示性類理論成為拓?fù)鋵W(xué)中最完美的一章。吳文俊還在拓?fù)鋵W(xué)中建立了“吳示嵌類”“吳示浸類”和“吳示痕類”的基本概念。 在吳文俊的影響下,研究拓?fù)鋵W(xué)的武器庫得以形成,這極大地推進(jìn)了拓?fù)鋵W(xué)的發(fā)展。許多著名數(shù)學(xué)家從吳文俊的工作中受到啟發(fā)或直接以吳文俊的成果為起始點之一,獲得了一系列重大成果。在20世紀(jì)50年代,國際數(shù)學(xué)大獎只有菲爾茲獎,5個因拓?fù)鋵W(xué)獲得菲爾茲獎的數(shù)學(xué)家引用過吳文俊的工作,其中3位直接在獲獎工作中使用了吳文俊的成果。 而此時的吳文俊,早已于1951年8月游子歸國,歐美數(shù)學(xué)界只留下他的傳說。1958年當(dāng)他重訪法國時,朋友們對他說,“你若晚走幾個月,也許1954年的菲爾茲獎就給你了”。 吳文俊回國后還繼續(xù)著拓?fù)鋵W(xué)的研究,并獲得1957年1月份頒發(fā)的1956年度首屆國家自然科學(xué)一等獎。 矢志不渝的國士 有時候,笨方法才是好方法。在數(shù)學(xué)機(jī)械化的開拓中,吳文俊大巧若拙。 曾于上世紀(jì)80年代在吳文俊門下讀博的高小山,至今記得30年前已年過六旬的導(dǎo)師每天忙碌在中科院系統(tǒng)所計算機(jī)房的身影?!八?0歲才開始學(xué)編程,每天十幾個小時待在機(jī)房,若干年中,他的上機(jī)時間一直遙居全所之冠?!爆F(xiàn)任中科院數(shù)學(xué)與系統(tǒng)科學(xué)研究院常務(wù)副院長的高小山說。 那時,吳文俊已開辟出數(shù)學(xué)機(jī)械化的新領(lǐng)域,其目標(biāo)很宏偉,是要讓計算機(jī)實現(xiàn)數(shù)學(xué)這種典型腦力勞動的機(jī)械化。也就是說,要讓計算機(jī)來證明數(shù)學(xué)定理。在機(jī)房編程,正是為了驗證他這方面的數(shù)學(xué)工作成果。 這個領(lǐng)域的工作,貫穿著吳文俊濃厚的愛國主義情懷。在吳文俊看來,這是中國古代數(shù)學(xué)思想的復(fù)興。 1977年春節(jié)期間,吳文俊首次用手算成功驗證了他的機(jī)器證明幾何定理方法的可行性。其后不久,他將論文《初等幾何判定問題與機(jī)械化證明》發(fā)表于《中國科學(xué)》,這是他在數(shù)學(xué)機(jī)械化領(lǐng)域的開場作,并在附注中闡明其中的機(jī)械化思想起源于宋元時期中國數(shù)學(xué)家的創(chuàng)造。這是世界上首次實現(xiàn)了幾何定理的高效證明。 到了1984年,吳文俊又將他在數(shù)學(xué)機(jī)械化領(lǐng)域最重要的成果《幾何定理機(jī)器證明的基本原理》發(fā)表在中科院系統(tǒng)所主辦期刊《系統(tǒng)科學(xué)與數(shù)學(xué)》上。 吳文俊將世界級的突破發(fā)表在中國期刊上,展現(xiàn)了他的愛國情懷。當(dāng)時國外很多科學(xué)家得知吳文俊的突破,卻苦于看不到中國期刊,不得不打電話求傳真,以至于中科院系統(tǒng)所的傳真機(jī)都燒壞了。后來,為便于大家學(xué)習(xí)吳文俊開創(chuàng)的新方法,國際自動推理權(quán)威期刊JAR破例將這篇30多頁的論文重新刊登一遍,并專門撰文評價吳的論文“不僅建立了幾何高效推理的基礎(chǔ),而且建立了一個杰出的標(biāo)準(zhǔn)來衡量以后出現(xiàn)的幾何定理證明器”。 在晚年的這一系列研究中,吳文俊提出了幾何定理機(jī)器證明的“吳方法”,微分幾何的定理機(jī)械化證明方法,方程組符號求解的“吳消元法”,全局優(yōu)化的有限核定理,建立了數(shù)學(xué)機(jī)械化體系。 吳文俊開創(chuàng)了現(xiàn)代數(shù)學(xué)史上一個由中國人原創(chuàng)的研究領(lǐng)域——數(shù)學(xué)機(jī)械化,實現(xiàn)將繁瑣的數(shù)學(xué)運算證明交由計算機(jī)來完成的目標(biāo),產(chǎn)生了巨大的國際影響。這一理論后來被應(yīng)用于多個高技術(shù)領(lǐng)域,解決了曲面拼接、機(jī)構(gòu)設(shè)計、計算機(jī)視覺、機(jī)器人等高技術(shù)領(lǐng)域核心問題。1986年,國際人工智能領(lǐng)域最權(quán)威雜志《人工智能》曾刊出一本300多頁的“吳方法”論文專輯,里面全是“吳方法”在人工智能各領(lǐng)域的運用。 1997年吳文俊獲得國際自動推理最高獎“Herbrand自動推理杰出成就獎”。授獎詞中提到,幾何定理自動證明在“吳方法”出現(xiàn)之前進(jìn)展甚微,“在不多的自動推理領(lǐng)域中,這種被動局面是由一個人完全扭轉(zhuǎn)的”。吳文俊的工作使得“幾何定理證明的研究已全面復(fù)興,變?yōu)樽詣油评斫缱罨钴S與成功的領(lǐng)域之一”。 潤物無聲的大師 桃李不言,下自成蹊。真正的大師,會在潤物無聲中悄然“圈粉”。 吳文俊是一個特別低調(diào)謙遜的人。 他的弟子高小山,1988年博士畢業(yè)后得到美國大學(xué)邀請去做博士后,赴美后才從美國教授處得知,這是吳文俊此前訪美時對他大加推薦的結(jié)果?!皡窍壬鷱膩頉]跟我說過這些?!?/p> 對于自己給別人的幫助,吳文俊總是覺得不值一提,然而對于別人給自己的幫助,他卻時刻銘記在心。 吳文俊是一個淡泊名利的人。 2001年2月份,吳文俊獲得了2000年度首屆國家最高科學(xué)技術(shù)獎,獎金500萬元?!皡窍壬血劷鹬械?00萬元拿出來設(shè)立了數(shù)學(xué)與天文絲路基金,支持對古代中國數(shù)學(xué)史的研究,也支持偏遠(yuǎn)地區(qū)研究者的工作,我國西部地區(qū)不少數(shù)學(xué)家因此得到迅速成長?!睌?shù)學(xué)與系統(tǒng)科學(xué)研究院原黨委書記、副院長汪壽陽說,“他是杰出的學(xué)者,偉大的導(dǎo)師,永遠(yuǎn)的楷?!?。 吳文俊還是一個充滿赤子之心和創(chuàng)新激情的“老頑童”。 2001年,吳文俊在中國科協(xié)年會上作報告時說:“創(chuàng)新是科學(xué)的生命。我不希望中國科學(xué)家像一些歐美科學(xué)家那樣‘早熟早衰’。取得成績就不見了哪行?只要活著就要創(chuàng)新?!?/p> 大師遠(yuǎn)行,恩澤尤深?;睘楹?、大巧若拙的吳文俊,是一位真正的數(shù)學(xué)大師,在他開宗立派的數(shù)學(xué)機(jī)械化領(lǐng)域,一大批后來者正在砥礪前行。 |
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