陈省身的数学大国梦

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陈省身的数学大国梦

原创 林木 数学经纬网 2022-07-17 23:07 发表于湖南

编者按>>

陈省身心中一直有一个数学大国梦。他用实践证明，中国人也能做出好的数学。他告诉国人要有自信，要相信中国在 21 世纪能建成数学大国。他不仅这样想了，也这样做了。七十多岁的陈省身，本来到了退休的年龄，还积极推动中国数学事业的发展，努力为国家建设培养数学人才。陈省身一干就是二十多年，直到 04 年逝世，这是怎样一位壮心不已的老人。由于笔者的功力不足，写陈省身的数学大国梦，题目略显有点大。但不这样写，不足以表达陈省身的心声。由于纪念陈省身先生的文章很多，为了不落窠臼，这里以小见大，巧借陈省身的四次回国，试图为大家勾勒出一个完整、鲜活、既有理想抱负又具有赤子之心的陈省身出来。


陈省身

第一次回国：学成归国，任教联大

学成归国——普林斯顿情缘

陈省身由清华研究院资送出国，为期两年，去德国汉堡大学。1934 年 9 月陈省身抵汉堡，于 11 月开学，1936 年 2 月完成博士学位。陈省身后得中华文化基金会资助，于 1936～1937 年在巴黎工作。陈省身又得母校清华邀请，任数学系教授。


1934 年摄于汉堡

1937 年 7 月 10 日离开巴黎时中日战争已爆发。陈省身照原定计划由法乘船去纽约，横贯美洲至加拿大温哥华城，乘“加拿大皇后”号船去上海。当时日本侵略已达上海，陈省身只好改在香港下船。陈省身在香港住了一个多月，得学校指示，参加长沙临时大学，授“高等几何”、“微积分”两课。

战事恶转，长沙不能守，学校奉命迁昆明。之后陈省身便又来到昆明。

我们从中可以知道，当时陈省身是在战乱纷飞的岁月回到中国的。并且陈省身由于数学的缘故途径美国。因为陈省身的奖学金相当充裕，如果从欧洲转道美国返回中国，费用将不是问题。而且陈省身得以去了最心仪的地方——还是刚刚成立不久的普林斯顿高级研究所。

任教联大——成果频出

当时的联大数学系主任先后由江泽涵、杨武之先生担任。三校联合，教员不缺，所以陈省身有机会开高深的课，如“李群”、“圆球几何学”、“外微分方程”等。他也曾同华罗庚先生、王竹溪先生合开“李群”讨论班。李群的理论后来在数学和物理上都有重大的发展和应用。

教授中最突出的为华罗庚与许宝騄。前一段三校图书都装在箱内，后来则中外交通隔绝，设备可说是很差的。但是若干人就可以抓到材料，工作不辍。陈省身在西南联大六年，写了十多篇论文，范围广泛，在国内外杂志发表。他把法国大数学家 E.嘉当的工作，搞得很熟。后来这些成为近代数学主流之一。

有一个时期（大约有一年多）陈省身同华罗庚、王信忠两位住同一房间。每人一床，一小书桌，一椅，一书架，摆满一个房间。早晨醒来便开玩笑，但是工作的情绪很高。

第二次回国：功成名就，代任所长

功成名就——访问普林斯顿

1943 年 7 月陈离开昆明，乘美国军用机前往普林斯顿高级研究所访问。1945 年夏抗战胜利后于 1946 年 3 月回国。

陈省身在西南联大待了六年之后，为什么前往美国去访问呢？这里不得不提一下维布伦这个人。

维布伦是几何学家，跟陈省身是同行。早在巴黎时期，互相就通过信。陈省身到西南联大后，通信仍在继续。1940 年前后陈省身有三篇论文发表在维布伦所在的普林斯顿大学主办的《数学纪事》上，受到高度评价。

陈省身从 1937 年回国，到 1941 年已经有四年之久。虽然有许多从巴黎带回来的论文可以读，论文创作也颇有收获。但毕竟消息闭塞，无法交流学术。于是，到美国普林斯顿访问的想法浮现出来了。陈后来在《学算四十年》一文中回忆道，“我当时在国内跻列群贤中，被看作数得上的数学家，即在国际，亦渐为若干人所知。但对于工作成就，衷心深感不满，不愿从此默默下去。”

陈于 1941 年 5 月 8 日写信给维布伦，询问是否有可能获得研究所的一个职位，并附上一篇论文。维布伦和外尔均对这篇文章留下深刻印象，不久他们开始筹划让陈省身来普林斯顿。

数学家韦伊回忆道，珍珠港事件后，战火四起，从中国到美国的旅行不只是冒险，而且充满风险。仅为获得必要的签证和乘坐飞机的优先权，就必须动用美国的全套外交手段。可见，当时陈省身受到的青睐。

陈省身这次出国，可以说是他事业发展的黄金时期。他一生最重要的工作就是在这一时期完成的。

代任所长——筹办中央研究所

陈省身回国之后筹办中央研究所，当时缺少有独立研究的科研人员，考虑到现实困难，他把培养新人作为第一要务。他后来也承认：他把数学所办成了研究生院。他函各著名大学的数学系，请他们推荐三年内毕业的最优秀的学生。这些人后来在数学上都有贡献。

陈省身在数学所里很少讲微分几何，而是选择当时在纯粹数学中起关键作用的“代数拓扑”作为人人必读的基础。陈省身是唯一的导师，每周给助理研究员们上 12 小时的拓扑学（Topology）。陈省身认为凡事必需从根本做起，急功近利，浮躁冒进，在文献夹缝里玩小聪明的办法，不足为训。他的设想是，中国数学首先应在一个主流方向上打下基础，取得某些学科的突破，然后把研究面拉开，逐步地全面突击数学的主峰。联想起波兰于 20 世纪 20 年代，在集合论和泛函分析上集中力量，取得成功，后来迅速成为数学强国。陈省身选择的发展战路与波兰人略同。实践证明，陈省身以此培养新人的决策是正确的。


中央研究院第一届院士合影 前排：左五张元济，右四胡适。后排：左四陈省身，右一姜立夫。姜左下：苏步青（1948 年 3 月 29 日摄于南京）

同道中人——周炜良的领路人

这里补充一个插曲，想讲一下陈省身回国后跟周炜良的交往。抗战时期，周炜良为了养家，去做进出口贸易，整整八年没有再碰代数几何。1938 年，陈省身自昆明经越南海防到上海探望未婚妻，曾和周炜良见面，彼此商讨过有关向中国数学杂志投稿的事情。但没有能够使周炜良重回数学。1946 年陈省身从普林斯顿载誉归来，对周炜良触动很大。陈省身把扎里斯基（O.Zariskl）最近发表的代数几何论文交给周炜良，并且给莱夫谢茨写信推荐周炜良到普林斯顿高级研究所作短期访问。扎里斯基曾将意大利代数几何学派的成果进行改造，推出了全新的架构，这引起了周炜良研究数学的新冲动。于是已经 35 岁的周炜良毅然决定放弃经商，携全家到普林斯顿访问，随后在约翰·霍普金斯大学谋得教职，一直到退休。周炜良最后在代数几何上也作出了非凡的贡献。


代数几何学家：周炜良

第三次回国：三返故园，院士回访

三返故园——为什么第三次出国？

陈省身这次出国是很突然的。陈省身两年来忙于所事，没有注意国内政情的变化。远在美国的普林斯顿高级研究所，清楚地看到中国时局的发展。1948 年 10 月底，陈省身忽然接到奥本海默（Robert Oppenheimer）的一封电报：“如果我们做什么事可以便利你来美，请告知”。奥本海默是美国主持研究第一颗原子弹的物理学家，时任普林斯顿高级研究所的所长。这封电报当然是非常正式的安排。陈省身于是把当时的英文报纸找来阅读，才对局势有了比较清楚的了解。不久，国民党政府下令把中央研究院搬迁到台湾。陈省身和他的同事们终于知道南京政府已经危在旦夕。于是，陈省身第三次到达普林斯顿。

钓鱼岛事件

陈省身在美国有一件让人印象深刻的事情。1971 年 5 月 23 日，陈省身组织华人著名学者在美国《纽约时报》刊登广告，抗议日本政府占领历来属于中国的领土钓鱼岛。广告的标题是“给美国总统尼克松和国会议员们的公开信”。信中提到：“我们写信想提请你们注意，日本与琉球群岛的政府侵犯了中国在钓鱼岛的领土管辖权。这是在 1968 年联合国地理调查发现东中国海大陆架可能蕴藏丰富石油以后发生的事情。我们敦请你们尊重并采取适当措施确认中国对这些岛屿的管辖权。你们如此行动将会消除东亚一个冲突根源，并将增进中美人民的友谊。”

院士回访——好友重逢

20 世纪七十年代，中美关系解冻。1972 年 9 月，陈省身和夫人郑士宁得以回到阔别二十三年的故园。当时陈省身以美国科学院院士的身份访华，收到党和政府的高度重视，人民日报也长篇报道。陈省身回国待了半个月之久，期间见了很多老友，包括华罗庚先生。还专程到中国科学院数学研究所作了题为“纤维丛和示性类”的演讲。


陈省身第一次访问新中国，与中科院领导及学者合影。前排左起，周培源、陈璞、吴有训、竺可桢、陈省身、郭沫若、郑士宁、于立群、章文晋、郭梦笔；中排左起，岳岱衡、张维、钱伟长、段学复、江泽涵、王竹溪、李光泽；后排左一朱水行，左三起张素诚、吴文俊、田方增、黄秀高（1972 年 9 月 16 日）


陈省身夫妇和华罗庚夫妇在京合影

美国科学院以及一些科学机构的领导人希望恢复和中国科学界的联系，通过陈省身的访问能够加以推进。所以陈省身的回国也负有建立中美科学联系的公务。

陈省身在1974年，以“回国”为题，写了一首“七绝”：

飘零纸笔过一生，世誉犹如春梦痕；

喜看家国成乐土，廿一世纪国无伦。

第四次回国：老骥伏枥，落叶归根

进入 20 世纪 80 年代，陈省身提出建设“21 世纪数学大国”，并为此殚精竭虑身体力行，重新走上了年轻时已开始的报效祖国的奋斗历程。

老骥伏枥——筹建南开数学所

20 世纪 80 年代初，数学所房无一间，书无一册，人员编制也一个没有，真可谓是“白手起家”。胡国定曾在回忆录中写道，陈省身刚来筹备数学所的时候，连一间像样的会客室都没有，那天在数学系主任办公室接待陈省身，赶忙从校长办公室临时搬一张沙发来应急。

1985 年，南开数学研究所正式成立，在成立大会上，陈省身在发言最后说：“我将为中国数学、南开数学，鞠躬尽瘁，死而后已。”

陈省身毅然放弃旧金山的高薪、别墅，决定担任南开数学所的所长，这意味着他不仅仅是做一些报告，而是要比“名誉所长”花费多得多的精力。我们从南开数学所的筹备、建立到发展，都能看到陈省身所投入的心力，在他心中，南开数学所是他的第三个孩子。陈省身为南开数学所做了很多力所能及的事情，如举办学术活动年、搞数学试点班、弄学者访问计划、派遣留学生等。

在南开数学所的运作问题上，陈省身有着自己的明确想法。他始终认为南开数学所要办成“开放的所”，南开的教学活动应该能够让全国受益。根据陈省身的想法，吴大任归纳出了“立足南开，面向全国，放眼世界”十二字的南开数学研究所办所方针。陈省身最终是要把南开数学所建成一个国际数学研究中心的。



落叶归根——南开数学所是他的第三个孩子

陈省身对南开数学所的工作精心照料，在南开大学陈省身数学研究所的档案室里，至今仍存放着陈省身与胡国定 200 余封便是明证。胡国定曾在一篇怀念陈省身先生的文章中写道：“那时先生与我的通信十分频繁，常常是他的来信我尚未回信，第二封信就又来了，每封信一、二、三、四一大堆具体事项。他的来信都编了号，有一次来信提出第几号第几个问题我尚未回答，这充分反映了先生叶落归根，服务国家的迫切心情。在先生的感染下，从此，我的去信也编了号。”

胡国定还回忆起一桩逸事。那是 1987 年为南开数学学术年而建造的招待所“谊园”正在施工。学校的基建主管部门报告，工期拖后，恐怕赶不上暑期“学术年”的使用了。胡国定听了眉头一皱，也无可奈何。陈省身知道以后，拄着拐杖到工地找工人师傅聊天，看看能不能提前竣工。工人们看老先生的面子，说努力一下也许行。陈省身大喜过望，立刻打电话给胡国定，说今天晚上我请客，请工人师傅吃饭。那顿饭，陈省身亲自为工人师傅敬酒。过了几天，胡国定看到夜间的工地灯火通明，工人们都在加班工作。结果谊园终于按期交付使用了。

陈省身把他获得沃尔夫数学奖的 5 万美元奖金全数交给了数学所。其实捐赠数何止这些？光是汽车，捐给所甲的就有五辆。1987 年 3 月 17 日，在给胡国定的信中说：“我的遗嘱，会有一笔钱给南开数学所。”1988 年，陈省身到美国休斯敦授课研究，所得酬金两万美元也捐给数学所。到了 21 世纪，他为南开数学所设立了上百万美元的基金，其中半数是他自己多年的积蓄。至于图书、杂志以及其他的零星捐助，已经无法精确统计。

陈省身充满信心，中国要在且能在 21 世纪建成数学大国。并且鼓励国人也要有信心，千万要把自卑的心理放弃，要相信中国会产生许多国际一流的数学家，也没有理由怀疑中国不能产生牛顿、高斯级的数学家。

主要参考资料：

[1] 陈省身传，张奠宙，王善平编；南开大学出版社

[2] 陈省身文集，张奠宙，王善平编；华东师范大学出版社