科學家的故事——數(shù)學家吳文俊

“怎樣工作才能對得起古代的前輩，建立起我們的新數(shù)學，并在不遠的將來，使東方的數(shù)學超過西方，這是值得我們思考和需要努力的方面……”這是2003年《光明日報》刊登的一篇題為《東方數(shù)學的使命》的文章，文章不長，卻將東西方數(shù)學之異同、古今數(shù)學之比較講得通俗易懂，讓人豁然開朗，使命感油然而生。這篇文章的作者就是國際著名數(shù)學家、中國科學院院士吳文俊。

1919年，吳文俊出生在上海一個普通的知識分子家庭。父親最大的愛好就是看書、買書與藏書，這給吳文俊看書創(chuàng)造了條件，也讓他在潛移默化中養(yǎng)成了終身愛看書學習的習慣。讀高中時，吳文俊的數(shù)學成績很好，但他最感興趣的卻是物理，只要是物理課他總是聽得如癡如醉。物理老師偶爾會講一些比較難的題目讓學生們做，要解這些難題，僅靠高中數(shù)學基礎是不夠的，于是，吳文俊就開始自學數(shù)學，使他成了班級里的“數(shù)理王子”。高三年級時的一次物理測試，吳文俊得了滿分。在過道上，他聽見物理老師與交大的數(shù)學老師說：“這次考試的物理題目，其中有兩道題非常難，吳文俊能夠得滿分，說明他的數(shù)學基礎已非常扎實，這個學生在數(shù)學上的潛能無窮。”就這樣，升學前學校安排吳文俊報考交通大學數(shù)學系。

1940年，寒窗苦讀四年，吳文俊大學畢業(yè)。時值抗戰(zhàn)，上海淪陷。在此后長達五年的時間里，他輾轉在幾所中學擔任教師，靠著微薄的薪水教書為生。期間有人愿意提供獎學金讓他到日本去深造或找一份工作，然而出于強烈的民族氣節(jié)，他毅然拒絕了。

不久后，著名數(shù)學家陳省身應邀回國籌建中央研究院數(shù)學研究所，吳文俊有幸成為研究所的第一批成員，陳省身教授也就成了他的老師。在短短的一年時間里，吳文俊不負師望，在新興的拓撲學領域有了突破。拓撲學是現(xiàn)代數(shù)學的主要領域之一，是從幾何學與集合論里發(fā)展出來的，研究幾何圖形或空間在連續(xù)改變形狀后，還能保持一些性質不變的學科，拓撲學考慮物體間的位置關系，而不考慮它們的形狀和大小。

1947年，在陳省身的推薦下，吳文俊赴法國留學，他的解題方法被國際數(shù)學界公認為“吳公式”，是上世紀50年代前后拓撲學的重大突破之一，成為影響深遠的經(jīng)典性成果。此后，吳文俊還在拓撲學中建立了“吳示嵌類”“吳示浸類”和“吳示痕類”的基本概念，因拓撲學獲得菲爾茲獎的五位數(shù)學家無一不引用吳文俊的研究成果，其中三位則是直接拿來使用。

1951年，他謝絕了法國師友的盛情挽留，毅然回到了剛剛成立不久的新中國，繼續(xù)研究拓撲學。1956年，37歲的吳文俊因其在拓撲學上的杰出成就，與著名科學家華羅庚、錢學森一起獲得國家自然科學一等獎，第二年，他便當選當時最年輕的中國科學院院士。

吳文俊認為“不能外國人搞什么就跟著搞什么，應該讓外國人跟我們跑?！鄙鲜兰o70年代，吳文俊開始對中國數(shù)學史感興趣，他獨到地論述了中國古代數(shù)學的世界意義。吳文俊巧妙地洞察出中國古代數(shù)學中包含的機械化思想，它能夠把幾何問題轉化為代數(shù)，再編成程序，輸進電腦后代替大量的人工演算，這樣就可以把數(shù)學家從繁重的腦力勞動中解放出來，進而推動科學的發(fā)展。于是，已經(jīng)功成名就的吳文俊突然轉向，選擇從零開始攀越學術生涯的第二座高峰——數(shù)學機械化。已年近六十的吳文俊決定從頭學習計算機語言。他親自在袖珍計算器和臺式計算機上編制計算程序，嘗盡了在微機上操作的甘苦。一大早他就到機房外等候開門，進入機房之后便八九個小時不間斷工作；下午5點鐘左右，他步行回家吃飯，并利用這個時間抓緊整理分析計算結果；到傍晚7點鐘左右，他又到機房工作。有時候他甚至午夜之后才回家休息，清晨又回到機房。后來，吳文俊提出用計算機證明幾何定理的方式，實現(xiàn)了將繁瑣的數(shù)學運算證明交由計算機完成的目標，這是近代數(shù)學史上第一個由中國人原創(chuàng)的研究領域，被命名為“吳方法”，之后被應用于多個高技術領域，解決了曲面拼接、計算機視覺等核心問題，對人工智能科學研究與發(fā)展影響深遠，并使得中國在自動推理和數(shù)學機械化領域處于國際領先地位，也從根本上肯定了中國古代數(shù)學對世界數(shù)學發(fā)展的貢獻。

大師已然遠去，精神和光同塵。2017年5月，吳文俊逝世，享年98歲。兩年后，在慶祝中華人民共和國成立70周年之際，吳文俊被授予“人民科學家”國家榮譽稱號?？v觀吳文俊的近百歲人生，就是為中國數(shù)學爭口氣的一生，他把個人的發(fā)展與國家、民族命運緊密聯(lián)系在一起，在數(shù)學領域銳意創(chuàng)新，堪稱科研報國的典范。