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田方增

2019-09-10  太昊太

田方增,数学家。致力于泛函分析基本理论及其应用研究。是在中国建立中子迁移数学理论研究组的主要学者之一。为发展我国的泛函分析研究做出了积极贡献。

中文名田方增

出生地奉天省沈阳(今辽宁省沈阳市)

出生日期1915年8月3日

逝世日期2018年10月5日[1]

职业数学家

毕业院校1943-1937年就读于清华大学

主要成就数学基础和问题之研究

代表作品关肇直,田方增.赋范环论.数学进展

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人物简介

祖籍湖北省江陵县。父亲田吴炤为清末湖北省两湖书院高才生,受维新派教育之影响于1898年赴日留学两年,1902年乡试中举后,曾随清朝五大臣出国考察政治及教育,1908年被派赴日本任留日学生监督及使馆参赞,1911年回国。后赴奉天省任交涉员,1915年秋调任北洋政府内务部佥事、职方司司长。田方增襁褓中随父母移居北京。1922年田方增入北京高等女子师范学校附属小学读完四年初小,1926年在北京四存小学读高小一年级,1928年高小毕业于北京师范大学附属小学,同年考入北京师范大学附属中学。师大附中图书馆有丰富的藏书,除数学书籍外,他还涉猎了历史和哲学图书。因初中3年的成绩优异,他被送入师大附中高中第二部(理科)。1934年考入清华大学,第一年读机械工程系,第二年起转入算学系。

田方增在中、大学时期,亲身体验到半殖民地、半封建的中国深受帝国主义列强的欺凌和封建军阀之患,自发地萌发出爱国思想,憧憬着独立自强的中国。1935年冬毅然投身反帝、反封建的“一二九学生运动”,次年2月参加中华民族解放先锋队。1937年夏日本侵略军侵占北平,田方增随清华大学南迁至长沙,1938年2月在长沙国立临时大学被中国共产党吸收为正式党员,后即随校步行迁往昆明完成大学学业,于1938年毕业于国立西南联合大学算学系。经清华大学算学系系主任杨武之介绍,到云南省立昆华中学任数学专任教员。1940年秋受聘为清华大学算学系助教,后任教员直至1946年秋西南联合大学解散。此期间他还在昆华师范学校及昆明中法大学附属中学兼数学课。在昆明的7年间,田方增一面勤奋学习和工作,一面积极参与大学内受党组织所影响的活动,支持西南联合大学师生的进步民主言行,投身于1945年的“一二一学生运动”,为抗日战争和党的事业奉献自己的青春。由于党内单线联系情况的变化,抗战中他在大学工作期间与党组织失去了直接联系。1956年4月20日重新入党(党龄从1938年2月起算)。

任教生涯

抗战胜利后,田方增随学校复员回北平继续在清华大学算学系任教。解放战争时期,为反对国民党的反动统治,田方增竭力配合党的指引行动,且与民主进步的同事同学互相联络,在北平开展中国自然科学工作者协会的活动。此协会与田方增1948年秋在法国参与推动并建立的旅法中国自然科学工作者协会有直接关系。其时,新中国的诞生在望,协会工作主旨是组织科学工作者学习进步的科学理论并讨论自身遇到的问题,反对国民党统治和促进留法人员回国参加建设事业,对旅法侨胞和留学生社团产生了积极的影响。

田方增是1947年秋考选为中法公费留学生的,赴法之前经反复考虑曾有进入拓扑群的研究之想法,但到法国后,被指定前往的斯特拉斯堡大学的有关教授却与他想做的关系甚少。1948年转巴黎大学,参与了H.嘉当(Cartan)在巴黎高等师范组织的讨论班,虽仍想致力于拓扑群之研究,但察觉到这与在国内所学稍有距离,故将主攻方向改为一般拓扑学测度与积分线性泛函分析,从此确定了他从事科研工作的主要倾向:泛函分析及其应用。

新中国成立后从事职务

中华人民共和国成立后,田方增满怀建设社会主义祖国的心愿,于1950年5月从法国回到中国。同年8月被中国科学院聘为数学研究所筹备处副研究员,为筹备处第一个到职专任人员。从筹建到1952年7月中国科学院批准成立数学研究所直至今天,几十年来田方增为数学研究所的建设以及中国数学学科特别是泛函分析这一分支学科的发展做出了重要贡献。他参与了中华人民共和国成立以来中国的一些重大的数学活动。他被聘为全国科学技术委员会数学组成员,参与了1956年制订的十二年远景规划的有关项目,及1963—1964年编制的基础科学十年规划纲要和1977—1978年编制的纲要等部分具体工作;1978年田方增升任为研究员,同年任中国科学院数学研究所副所长;1979-1980年数学所分为数学研究所、系统科学研究所和应用数学研究所时,他代表数学所一方参加科学院为建立3所而成立的5人小组;1978年及1983年接连两届被选为中国数学会理事,在理事会任期内受托为泛函分析学科组负责人;1982年参加中国大百科全书数学编辑委员会工作并撰写了泛函数函数空间及L.施瓦尔茨(Schwartz)等条目,承担了对泛函分析的所有条目及一级学科数学和其下各二级学科的概述条目的审订工作。

作为一位党员数学家,田方增几十年如一日地时时、处处不忘党的事业与科学进步的需要。在他长期承担国家科学规划委员会国家科学技术委员会委托中国科学院承办的全国数学学科规划的制定、组织、检查、咨询的大量具体工作中体现了这种精神。学术上,早在留学法国时,田方增就考虑到建设社会主义祖国的需要;50年代中后期,正当他在群上调和分析的研究取得进展,想深入更加特殊的群(如单模群)上调和分析的研究时,为响应国家关于理论联系实际、科学技术为国民经济建设服务的号召,按科学规划的精神,毫不犹豫地放弃了原来的科研计划,及时地结合数学物理、国防科技数学,开展泛函分析的工作。这导致田方增与关肇直合作,共同开辟了中国原子能科学技术领域中“粒子迁移理论的数学问题”之研究,填补了中国在尖端科学技术领域中数学研究工作的一个空白,在中国成功地探索出应用泛函分析的一个重要科研领域。

田方增虽已于1986年底离休,但仍继续着自己的科研工作,还一直担任着如前所述的许多学术组织工作。他曾二度应聘为中国科学院出版图书情报委员会委员;至今仍肩负数学所主办的《数学译林》主编之职;1990年还再次受聘为全国自然科学名词审定委员会委员及数学名词审定委员会主任职务,已出版的由他主持经委员会审定规范化的、较基本的和常用的《数学名词》词条达8000以上。具有强烈的使命感和责任心的数学家田方增耄耋之年仍在为中国的科技事业默默奉献着。

研究工作

泛函分析研究

中华人民共和国成立之前,泛函分析在中国还只是个别数学家的科研课题,它作为数学学科的一个二级分支学科而有计划地加以发展起始于50年代中期,中国科学院数学研究所是发展的中心之一。其时,田方增与关肇直合作的《赋范环论》,冯康的《广义函数论》等的发表标志着数学研究所对泛函分析学科开始了有计划的、系统的学术科研活动。《赋范环论》共有四章和两个附录,田方增继续他在法国留学时对群上调和分析的研究写了第四章:群代数,和附录2:局部紧空间上测度——哈尔(Haar)测度,按他的学术观点论述了N.布尔巴基(Bourbaki)的一些概念。1956年田方增随中国泛函分析最早创业者南京大学曾远荣教授同赴莫斯科出席“全苏泛函分析学术会议”回来后,在《数学进展》发表了《记参加1956年全苏泛函分析及其应用会议的经过》一文,系统地评介了当时苏联泛函分析学科在理论上和应用上的科研学术成就,在学术上对中国泛函分析初期的发展起了一定的影响。在田方增和关肇直、冯康的合作下,中国科学院数学研究所于1956年招收了第一批泛函分析学科的研究实习员,随后又大批地接收了高校来的进修人员。他们分别在开设的拓扑向量空间、赋范环、测度与积分线性算子理论、广义函数理论等等一系列学术讨论班上系统地向青年人讲授当时国际泛函分析学界(主要是苏联、法国、东欧学术界)的学术成就、最新学术进展及问题。田方增还关心数学的认识问题,曾将A.莫斯托夫斯基(Mostowski)的一篇关于数学基础的研究现状的文章译成中文介绍给中国数学界。

泛函分析学科在中国科学院数学研究所几乎一开始就是基础理论与应用并重地发展。早期有数值方法的研究。按科学规划的精神,从1958年起数学所泛函分析学科强调其发展要侧重于与方程、物理、高尖科技和国民经济建设之联系。为此,田方增、关肇直常与吴新谋张宗燧等合作,使数学所内泛函分析的发展始终注意与微分方程及现代数学物理的联系,曾联络在京一些单位的物理学家,先后组织了量子场理论、粒子迁移理论和电磁波理论中数学问题之研究等学术讨论班。60年代初田方增在中国科学技术大学数学系开设过“粒子迁移理论中的数学问题”之专门化课,从此他以主要的精力放在“粒子迁移理论”的数学基础理论之研究上直至70年代中后期。这期间他撰写的学术论文为发展中国在这一领域的数学研究作出了重要贡献。田方增与关肇直一起成功地在中国开辟了应用泛函分析的一个重要领域——粒子迁移理论的数学基础及问题之研究。

70年代初开始,田方增在考察了当时国际上,特别是西欧、苏联和美国的学术动向后,结合中国的实际,选择了非线性泛函分析来开拓室里的学术方向。在1978年成都第三届全国数学代表大会的分组会上,田方增作了题为《非线性泛函分析国外近况简述》的报告,阐述和分析了非线性泛函分析的产生、发展及当前国际上主要的科研方向,它在非线性分析中的地位和作用,及在偏微分方程边值问题和数值分析上的应用等。紧接着他又在1979年济南的第二届全国泛函分析学术会议上作了包括“稳定性理论”在内的《关于歧点理论研究情况分析》的学术报告。就在这次济南会议上,中国数学会组织与会代表协商成立了由关肇直、田方增、江泽坚夏道行4人组成的“全国泛函分析学科领导小组”,下设线性算子理论、空间理论和应用泛函分析、非线性泛函分析3个学术大组。田方增分工负责非线性泛函分析学术大组的工作直到1990年。此期间,田方增在中国科学院研究生院开设非线性泛函分析课,在研究室内指导非线性泛函分析方向的研究生,并组织和领导了6次全国非线性泛函分析学术会议,撰写了《歧点理论》、《非线性算子的类型和性质》、《不动点理论的几个方面》等专题报告。对中国非线性泛函分析的进一步发展起了介评和导向的积极作用。

1985年7月,年逾古稀的田方增作为中国知名的泛函分析学科的开拓者之一,应邀去香港出席“东南亚数学联合会区域性分析学会议”,并代表中国出席会议的代表在大会上致词,作了题为《Some Advances in Nonlinear Functional Analysis in Beijing》的学术报告。

基本理论的研究

第二次世界大战期间,原子武器的问世激发了中子物理和核反应堆物理的蓬勃发展,一类描述中子在核物质中运动规律的积分-微分型中子迁移方程成为国防尖端科研的课题,它是描述分子分布的动力学理论的玻尔兹曼(Boltzmann)方程的一种特殊的线性化形式。在中国自60年代开始,这类方程由定量研究进入基础性的数学定性研究,田方增就是开创此类定性研究的开拓者之一。1960年中国科学院数学研究所与二机部401所协作成立的“125任务”组就是中国第一个定性地研究粒子(中子)迁移方程基础理论的科研小组(田方增是此组的负责人之一)。白手起家难度不小。田方增为迅速掌握和研究美、欧、苏关于研究中子迁移方程的数学思想、理论和方法,在讨论班上向年轻人系统地讲解和分析国际已有学术成果及存在的问题,组织并指导年轻人攻关。田方增于1962—1964年在中国科学技术大学为数学系59届高年级开设了包括辐射迁移和中子迁移在内的“粒子迁移理论中的数学问题”的专门化课。这是中国高校首次开设这样的专门化课程,田方增为此撰写了十多万字的讲义并指导学生们在这一方向上的毕业论文。他于1963-1964年发表的《不变嵌入原则与迁移问题》及《球几何中子迁移方程问题谱的性质和齐次初始问题解的渐近性》是中国最早的两篇关于粒子迁移理论定性的数学研究的学术论文。前一篇是将源于天体物理的不变嵌入原则如何在数学上发展为求解特殊的迁移问题的论述;后一篇将在美欧刚出现不久的关于中子迁移方程结构性理论研究的有限迁移介质的线性算子半群理论法和无限迁移介质的特征线法两大派理论统一到球形迁移介质的研究的论证,这篇学术论文对中国早期关于中子迁移方程定性理论研究的方向产生了较大影响。

迁移方程的结构复杂,对一般情况严格求解至今仍是非常困难的问题,加之数值计算之需要,因而从理论和应用两方面来说各种近似求解法从一开始就是讨论问题的重要手段。然而,众多行之有效的近似求解法大多数长期以来没有建立合理性的数学论证。70年代,田方增先后发表了《非齐次迁移方程的时间上离散化解法》和《不稳定态迁移方程的弱解及有限元素法》的学术论文,论证了非齐次方程时间离散化解法的合理性,率先在中国将J.利翁(Lions)的弱解概念加以发展而用于迁移方程,与有限元素法结合讨论非定态方程有限元逼近的可行性问题。

今天,中国在迁移理论的数学基础和问题之研究,在纯数学方面已深入到巴拿赫(Banach)空间一类无界的、其豫解算子非紧的非对称线性算子的构造性理论的研究,从应用方面已发展到对符合某种守恒规则,各种量按统计(几率)法来确定的种种动态或定态现象(如粒子迁移现象、生态平衡现象、人口经济问题等等)所形成的积分-微分型基本方程的正、反两方面数学问题之研究。田方增尽管自70年代中后期已将主要精力放在非线性泛函分析之研究上,但仍坚持倾注部分精力于迁移方程。约4万字的《迁移方程问题的泛函-解析法》已早玉成。此文在泛函分析基本理论和方法的框架下,囊括了线性和非线性迁移方程边值问题、边界初值问题的解法及解的性质等的研究。此文长期被他自己扣住未发表,希冀更加完善,使此文能体现中国在这一学术领域的学术成就和学术思想。

主要履历

1915年8月3日 出生

1934—1937年 就读于清华大学。第一学年机械工程系,第二学年起转入算学系。

1937—1938年 第一学期在长沙国立临时大学就读,第二学期于昆明国立西南联合大学算学系大学毕业。

1938—1940年 任云南省立昆华中学数学教员。

1940—1946年 任国立西南联合大学算学系助教、教员。

1946—1947年 任清华大学算学系教员。

1947—1950年 考取中法公费留学生赴法留学,先在斯特拉斯堡大学,1948年转巴黎大学。1950年5月回国。

1950—1952年 任中国科学院数学研究所筹备处副研究员,兼所务秘书。

1952年-任中国科学院数学研究所副研究员、研究员,所学术秘书,所学术委员会学术秘书,五学科室室主任,泛函分析室室主任,副所长。

1978—1987年 任中国数学会第三届(1978—1983)、第四届(1983-1987)理事会理事。

1980年— 任《数学译林》(季刊)主编。

1985年— 任全国自然科学名词审定委员会委员及数学名词审定委员会主任。

论文专著

1 田方增.施瓦尔茨L.(Laurent Schwartz1915).中国大百科全书——数学,北京:中国大百科全书出版社,1988:569.

2 田方增.记参加1956年全苏泛函分析及其应用会议的经过.数学进展,1956,2(4):729-732.

3 田方增.不变嵌入原则与迁移问题.数学进展,1963,6(2):166—186.

4 田方增.球几何中子迁移方程问题谱的性质和齐次初始问题解的渐近性.应用数学和计算数学,1964,1(2):98—120.

5 田方增.非齐次迁移方程的时间上离散化解法.原子能科学技术,1978(2):139 —146.

6 田方增.不稳定态迁移方程的弱解及有限元素法.原子能科学技术,1979(3):248—256.

7 田方增.非线性泛函分析国外近况简述.应用数学与计算数学,1979(5):60—88.

8 田方增.泛函数(Functional).中国大百科全书——数学,北京:中国大百科全书出版社,1988:183.

9 田方增.函数空间(Function Space).中国大百科全书——数学,北京:中国大百科全书出版社,1988:296-297.

领导探望

何岩同志到原民进主委,原数学所副所长、94岁高龄的离休干部田方增同志家里,代表院党组和北京分院党组向他致以新春的问候,了解了他的生活和工作情况。[2]

因病逝世

中国共产党优秀党员、原中国科学院数学研究所副所长、研究员、离休干部、中国数学会前理事、著名数学家田方增先生因病于2018年10月5日2时52分在中日友好医院去世,享年103岁

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