【創(chuàng)新案例】吳文俊創(chuàng)新“數(shù)學(xué)機(jī)械化”

     世界著名數(shù)學(xué)家吳文俊，是一位典型的科學(xué)家，是創(chuàng)新的典范，他善于抓住問題的本質(zhì)，因而在拓?fù)鋵W(xué)、數(shù)學(xué)機(jī)械化和中國(guó)數(shù)學(xué)史等方面做出了開創(chuàng)性的世界級(jí)貢獻(xiàn)。他的創(chuàng)新成果奇跡般地大大縮短了中國(guó)近代數(shù)學(xué)與國(guó)際間的差距，2001年榮獲首屆“國(guó)家最高科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)”。

     1956年，37歲的吳文俊把世界范圍內(nèi)基本上陷入困境的拓?fù)鋵W(xué)研究繼續(xù)推進(jìn)，他在拓?fù)洳蛔兞?、代?shù)流形等問題上有創(chuàng)造性工作，因在拓?fù)鋵W(xué)中的示性類和示嵌類方面的卓越成就獲中國(guó)自然科學(xué)獎(jiǎng)一等獲。他的示性類和示嵌類研究被國(guó)際數(shù)學(xué)界稱為“吳公式”、“吳示性類”、“吳示嵌類”至今仍被國(guó)際同行廣泛引用。

     1976年，年近花甲的吳文俊放棄已成就卓著的拓樸學(xué)研究，毅然開始攀越學(xué)術(shù)生涯的第二座高峰——數(shù)學(xué)機(jī)械化。他刻苦研究中國(guó)數(shù)學(xué)史，體驗(yàn)計(jì)算機(jī)的巨大威力，他孜孜不倦地思索數(shù)學(xué)發(fā)展的方向。學(xué)習(xí)中國(guó)數(shù)學(xué)史和接觸到計(jì)算機(jī)，這兩個(gè)機(jī)遇的碰撞讓吳文俊覺到，中國(guó)數(shù)學(xué)的思想和方法跟現(xiàn)在的計(jì)算機(jī)是合拍的，于是他開始進(jìn)行一些機(jī)器證明方面的嘗試，實(shí)現(xiàn)了中國(guó)古代數(shù)學(xué)思想跟當(dāng)代計(jì)算機(jī)技術(shù)的遠(yuǎn)緣雜交。在計(jì)算機(jī)技術(shù)大發(fā)展的背景下，他繼承和發(fā)展了中國(guó)古代數(shù)學(xué)的算法化思想傳統(tǒng)，轉(zhuǎn)而研究幾何定理的機(jī)器證明，徹底改變了這個(gè)領(lǐng)域的面貌，是國(guó)際自動(dòng)推理界先驅(qū)性的工作，被稱為吳特征列方法，產(chǎn)生了巨大影響。他的研究取得了一系列國(guó)際領(lǐng)先成果并已應(yīng)用于國(guó)際上當(dāng)前流行的符號(hào)計(jì)算軟件方面。

     他深切地感受到：“對(duì)于數(shù)學(xué)未來(lái)的發(fā)展具有決定性影響的一個(gè)不可估量的方面是計(jì)算機(jī)對(duì)數(shù)學(xué)帶來(lái)的沖擊，在不久的將來(lái)，電子計(jì)算機(jī)之于數(shù)學(xué)家，勢(shì)將如顯微鏡之于生物學(xué)家，望遠(yuǎn)鏡之于天文學(xué)家那樣不可或缺?！睂?shí)現(xiàn)腦力勞動(dòng)機(jī)械化，是吳文俊的理想和追求：“工業(yè)時(shí)代，主要是體力勞動(dòng)的機(jī)械化，現(xiàn)在是計(jì)算機(jī)時(shí)代，腦力勞動(dòng)機(jī)械化可以提到議事日程上來(lái)，數(shù)學(xué)研究機(jī)械化是腦力勞動(dòng)機(jī)械化的起點(diǎn)，因?yàn)閿?shù)學(xué)表達(dá)非常精確嚴(yán)密，敘述簡(jiǎn)明。我們要打開這個(gè)局面?！?/span>

     1977年，吳文俊關(guān)于平面幾何定理的機(jī)械化證明首次取得成功，從此，完全由中國(guó)人開拓的一條數(shù)學(xué)道路鋪展在世人面前。從初等幾何著手，在計(jì)算機(jī)上證明了一類高難度的定理，同時(shí)也發(fā)現(xiàn)了一些新定理，進(jìn)一步探討了微分幾何的定理證明。提出了利用機(jī)器證明與發(fā)現(xiàn)幾何定理的新方法。這項(xiàng)工作為數(shù)學(xué)研究開辟了一個(gè)新的領(lǐng)域，將對(duì)數(shù)學(xué)的革命產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。1978年獲全國(guó)科學(xué)大會(huì)重大科技成果獎(jiǎng)。“我們的目標(biāo)是明確的，即是推行數(shù)學(xué)的機(jī)械化，使作為中國(guó)數(shù)學(xué)傳統(tǒng)的機(jī)械化思想，光芒普照于整個(gè)數(shù)學(xué)的各個(gè)角落?！睌?shù)學(xué)機(jī)械化研究的興起，是中國(guó)當(dāng)代數(shù)學(xué)發(fā)展中一個(gè)引人注目的具有中國(guó)傳統(tǒng)特色的新里程碑。

     談到創(chuàng)新，吳文俊深有體會(huì)地說(shuō)道；“現(xiàn)在大家強(qiáng)調(diào)創(chuàng)新、強(qiáng)調(diào)應(yīng)用，往往忽略了基礎(chǔ)的部分。這是值得擔(dān)心的，不能因?yàn)閼?yīng)用而忽略基礎(chǔ)研究。事實(shí)上也是這樣，我能夠在用機(jī)器證明幾何定理上取得一定成功，主要是因?yàn)槲矣袛?shù)學(xué)的基礎(chǔ)，對(duì)數(shù)學(xué)的認(rèn)識(shí)深。基礎(chǔ)研究是創(chuàng)新的基礎(chǔ)?！?/span>