中國史上與陳省身同具天賦的數學家,卻因俗事纏身,留下無盡唏噓

學女博士徐瑞雲,有模友就在後台留言說:

看這位模友的留言,是很想看戲啊(谷超豪和龔昇的矛盾,可不是一般的複雜)

然而超模君今天並不打算講戲,而是來講講這位本可一心研究數學,卻被俗務纏身的中國數學家——谷超豪。

谷超豪(1926.5.15—2012.6.24)

1925年5月,谷超豪出生於浙江永嘉縣城(今溫州市區)一個殷實人家,家有土地400畝,房屋十餘幢,全家靠地租與房租過活,倒也無憂無慮。

谷超豪在小學三年級時,通過學習循環小數,第一次接觸到了「無限」的概念。這個概念如一點火星,點燃了他對於數學的熱愛。

他開始自學能夠接觸到的數學書籍,蘇聯科普作家伊林的《十萬個什麼》,使他掌握了「概率」的初步概念;劉熏宇的《數學的園地》,讓谷超豪初步了解到了數學中「無限」的三個層次:循環小數、微積分、集合論。

劉熏宇所著的《數學的園地》

正當谷超豪要走上數學之道的時候,人禍卻不期而至。

1940年,入侵的戰火燃燒到了谷超豪的家鄉。在哥哥的影響下,年僅14歲的谷超豪參與到殘酷的民族革命當中。

因為參與革命活動,谷超豪在學校的出勤率急劇下降。初二上學期一課不缺,下學期缺課16節,初三上學期缺課達到64節,下學期也缺課13節。缺課過多帶來的影響自然是學習成績的下降,他最喜歡的算學一二年級分別為84、94.6、95.1、88分,三年級兩學期分別僅有72.6、74.7分,成績下降顯而易見。

谷超豪的初中成績表

但是過人的天資讓谷超豪還是以初中第一名考入高中。

本以為進了高中之後,谷超豪能夠獲得相對安逸的環境來潛心數學,可是在1943年,谷超豪所在的黨組織受到了破壞。

加上父親逝世,兄長離家,17歲的谷超豪一時間處在養家的壓力和失去人生目標的痛苦當中,本應意氣風發的少年,變得終日消沉、渾渾噩噩。

幸運的是,在少年穀超豪對生活最無可奈何的時候,他考入了浙江大學。

在浙大的數學系裡,谷超豪拋下了紛擾的世俗,重新在他愛好的數學上發力。他結合微積分將中學沒有學好的數學課程重新補上,並廣泛閱讀課外書籍。

這些舉動不僅訓練了他的直觀能力、演算能力和解決應用問題的能力,打下了紮實的數學基礎,還使他對幾何學產生了興趣。

二年級時,谷超豪本來要去浙江大學的湄潭本部,卻因為交通阻塞滯留家鄉。在面對家裡的壓力時,他託人買了一套法國數學家古爾薩(édouard Goursat,1858-1936)的名著《數學分析講義》,自己啃了下來,對數學本身有了更多的認識與理解,也似乎在學術上找到了安身立命的人生道路。

古爾薩的《數學分析講義》(第三卷)

只是世間之事,豈可盡如人意。

抗戰勝利後,浙江大學的貴州學校本部和龍泉分校搬遷回杭州,風起雲湧的學生活動再度刺激谷超豪的神經。

他再次投身到政治運動中,領導遊行、組織社團、擔任學生自治會理事,並於1948年4月再次加入中國共產黨。這個時期的谷超豪,政治活動儼然是他的主業。而聽課,只是他利用業餘時間做的事情。

浙江大學學生自治會理事合影,中排右二為谷超豪

儘管專業課成績非常優秀(平均分在90分),並且與陳建功合著過論文,發表在國際聞名的《倫敦數學會雜誌》上。但是谷超豪沉心俗務的表現,卻讓他的老師——蘇步青看不下去了。在因為組織工作而耽誤了學校圖書館職責後,蘇步青告訴谷超豪:「學生會這類事情還是少做一點吧!」

也許是因為老師的勸告,也許是因為對數學的熱愛,在1951年9月,沉浸俗務好些年的谷超豪放棄了浙江省科聯黨組書記等工作,在蘇步青的幫助下,重新回到了浙大,「回歸到數學的隊伍中」。

但是此時的谷超豪已經25歲。眾所周知,數學是一門年輕人的學科,重要的學科進展幾乎都是由年輕的數學家所推動的,因此,留給谷超豪做出大成就的時間,已經不多了。

20世紀偉大的數學家哈代(Godfrey H. Hardy,1877-1947)說過,「數學家們都不應該忘記這一點:比起其他技藝或科學,數學更是年輕人的工作」,「我還不知道有哪一個重要的數學進展是由一個年過半百的人創始的」。

然而,上天似乎並不想給谷超豪一個機會。

回歸浙大不久後,谷超豪就當上了講師,並且進入了北京俄語專修學校留蘇預備部接受培訓,準備去前蘇聯留學學習。

不料,1943年意外與組織失去聯繫的經歷,還有谷超豪特殊的家庭背景,讓這位渴望再度做出成就的青年失去了去蘇聯留學學習的機會。

人生規劃的分崩離析讓谷超豪感到幻滅,「有時也幻想最好躲在與社會隔絕的地方,盡量讀好書,以後再露面。」

1953年7月培訓結束,谷超豪來到復旦大學。在導師蘇步青和戀人胡和生的支持下,他沒有自暴自棄,很快在微分幾何方面取得突破,成為了蘇步青開創的中國微分幾何學派的中堅力量。

1956年,谷超豪「離開組織」的歷史被查清,再次獲得了前往蘇聯留學的機會。翌年九月,他抵達世界數學中心之一莫斯科大學數學力學系。

在這裡,谷超豪終於放開手腳研究數學,並且以無副博士學位的身份獲得物理-數學博士學位,打破了蘇聯博士學位教育的常規(一般程序是獲副博士學位若干年,取得成就後才可申請博士論文答辯),成為第一個獲得莫斯科大學博士學位的中國人。

谷超豪在莫斯科大學

1960年到1965年,從莫斯科回來以後,谷超豪選定了以空氣動力學中的數學問題為切入點,把微分幾何的研究運用於工程中的幾何外形設計,開展了偏微分方程的研究,還培養了李大潛、陳恕行等學術團隊。

然而在這段屬於他的收穫時光里,國內的社會活動卻頻繁不止。與大多數學者一樣,谷超豪必須頻繁地參加各種政黨會議,用以「保障」自己的社會地位。這大大分散了他的精力,讓他的研究被拖延不少。

更糟糕的事情還在後頭,在谷超豪以為這種狀態總會結束的時候,那場十年浩劫來臨了。科研權力被剝奪,中外隔絕,要想了解國際最新的前沿研究,根本就是毫無機會。

而且留學前蘇聯的經歷,讓谷超豪的境遇更是一落千丈。為求自保,他只好參加了上海市委寫作班子理科大批判組。以思想上帶起鐐銬的代價,換得人身上的安全。

讓人稍感安慰的是,在浩劫結束後,隨著中美關係解凍,谷超豪與楊振寧進行了合作研究,開啟了數學物理研究新領域,在規範場理論方面也取得了相當的成就。

1974年,谷超豪和楊振寧合作,聯合發表了題為「規範場理論若干問題」的論文,之後,他在美國就偏微分方程理論和規範場的數學結構作了學術報告,博得美國數學家和物理學家的高度評價。

1977年7月,谷超豪、胡和生等與楊振寧討論規範場理論(左起:谷超豪、胡和生、楊振寧)

可是此時的谷超豪已經踏入知天命之年,根據哈代的說法,他已經失去了創造重大突破的機會,而實際上,谷超豪的成就也略有缺憾。

儘管他奠定了中國偏微分方程學的學科基礎,為國家解決了諸如機翼超音速繞流、遠程導彈飛行中彈頭燒蝕等問題,讓中國的科學事業快速發展,但是他卻沒能夠在當初喜愛的微分幾何領域做出媲美陳省身那樣的成就——後者是當時國際上的研究主流,被更多的國際學者所認可和研究。

如果沒有世事的波瀾起伏,谷超豪能夠在微分幾何上的成就,會不會比現在更耀眼?

或許結果永遠不得而知,但是我們能夠看到:一位本來能夠潛心研究的數學家,卻因為世事的波瀾起伏,一次次與大好機會失之交臂。

有人的地方,就有江湖。然而江湖是否紛擾,卻只能無奈唏噓。

本文系網易新聞·網易號「各有態度」特色內容


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