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谷超豪院士逝世:向苏步青“交账”太空闪烁“谷超豪星”

 付金川的石头 2012-06-24

谷超豪院士逝世:向苏步青“交账”太空闪烁“谷超豪星”

发布时间: 2012-6-24 18:01:00      来源:      作者:
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  “一切为了国家的需要!”

  谷超豪一直试图将对数学的热爱,与国家的需要统一起来。

  1931年,“九一八”事变后,还是小学生的谷超豪,偶然间看到学校礼堂墙上的标语:“青少年要立志做大事,不可立志做大官——孙中山”,一个念头逐渐在心中腾起:此生要做两件大事——一是要做科学家;二是要做革命家。而回顾他过去的大半辈子,热爱数学,与以国家需要为己任,是纵贯整个人生的两条明暗线。

  1959年,前苏联,莫斯科大学正在举行一场盛大的庆祝宴会。在接受了该校校长、数学家彼得洛夫斯基热情洋溢的道贺后,向来内敛的谷超豪也开怀大笑。他之所以如此兴奋,是因为他在莫斯科大学的校史上创造了一个奇迹:在两年的进修后,他被破格授予物理—数学科学的博士学位,按照前苏联的学位制度,获得博士学位是很艰难的。研究生毕业一般只能获得副博士学位,要再工作一段时间,并有非常好的成绩,才能成为博士。

  给谷超豪带来殊荣的是他在微分几何领域的研究成果。他被看做是继二十世纪伟大的几何学家E·嘉当之后,第一个对变换拟群理论作出实质性重要推进的人。而在莫斯科大学的学习,同时也成为他学术上的第一个转折点——

  在谷超豪出国前一年,国家制定了第一个十年科学规划纲要。当时,由于我国在计算数学、概率论、偏微分方程等方面都比较薄弱,这份纲要就提出,要在这些领域有所突破。此时,身为复旦大学副教授的谷超豪已是国内古典微分几何学派的中坚。看到这一消息,向来以国家需要为己任的他,却自然的想要承担起这个使命。同时,前苏联的人造卫星上天也给了他很大触动。于是,到了莫斯科大学之后,除了完成规定课程,谷超豪开始有意识地学习偏微分方程,并听了一些与高速飞行器密切相关的流体力学课程。而从偏微分方程的角度切入,恰能解决空气动力学中许多困难但重要的数学问题。由此,谷超豪开始从微分几何转入偏微分方程领域。

  从1960年到1965年,谷超豪进入了学术丰收季节,尤其在混合型偏微分方程方面,取得了重要突破。从亚音速飞行器到超音速飞行器,这一过渡过程所对应的数学基础正是混合型偏微分方程。谷超豪对此的研究是先驱性的。由于当时中外学术交流所限,国际学界并未及时知晓他的成果。到1973年前后,美国数学家代表团来复旦访问时,才惊讶的发现,他们刚刚完成的研究,谷超豪在10多年前就已经做出来了!

  挖掘数学“金三角”

  “数学学科发展到今天就像一棵枝繁叶茂的大树,一般研究者能在其中一个分枝上摘到果子就很不容易了,但谷先生却是少有的多面手,他同时在3个最主要的枝干上都获得了丰收。”谷老的学生、复旦大学副校长陈晓漫这样解释他的成就。

  1974年,规范场的创始人杨振宁在深入研究时发现,规范场与微分几何有着密切关系。巧合的是,杨振宁的父亲杨武之也是复旦大学数学系教授,此前在与儿子重聚时,就向他介绍过复旦在微分几何领域有很强的实力,而谷超豪是这一学科的带头人之一。于是,在上世纪70—80年代,杨振宁便与谷超豪所率领的团队展开了合作,这其中还包括谷的妻子、一直致力于微分几何研究的胡和生院士。

  “刚开始,我们先听他作报告,然后开始讨论,他给我们提出了一些问题,当天,我和胡和生就做出了两项研究成果。第二天跟他讲,他觉得非常高兴。他原先没有料到,复旦有人懂他的东西。”谷超豪如是说。

  他的研究方向此时也再一次发生了转移,开始投入数学物理领域。他对规范场理论的贡献,被杨振宁称赞为“好像站在高山上,看到了全局”。1981年,他应邀在著名数学物理杂志《物理报告》上就此发表专辑。该杂志还破例用中文刊出了摘要。这是中国学者第一次在该杂志上出专辑,得到了国内外同行的高度赞扬和广泛引用。

  谷超豪将自己的三大研究领域——微分几何、偏微分方程和数学物理,亲昵地称为“金三角”。因为它们都平行的属于数学的3级学科,但也互有交融。在这对于行外人简直就是会“迷路”的“百慕大三角”中,他却发现了挖掘不尽的宝藏。

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