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陈省身,华人数学家的最高成就

作者:徐晓亚然

我们知道的一些中国著名数学家,比如华罗庚,陈景润,王元,潘承洞这些大师,基本上都是做数论出名的。由华罗庚起了一个很好的开头,后来世界数学舞台上也有中国解析数论学派这样的说法,如果要说到别的领域,我们也有大师,但是知名度就不算太高了。比如有一位华人数学家,他做的是微分几何领域,而且他把微分几何领域做到了极致,得到了一个非常让人崇敬的称号,这就是微分几何之父——陈省身。

陈省身,华人数学家的最高成就

1911年,陈省身出生在浙江嘉兴秀水县,这是一个书香门第,陈省身从小就接受到了来自家人的良好教育。为什么叫省身这个比较奇怪的名字呢?他的父亲陈宝桢用论语里的“吾日三省吾身”来为自己儿子起名字,也充分说明了这个名字的别出心裁之处,事实上,这句话也陈先生一生的写照。

很快小陈先生就到了要上学的年纪了,按道理说应该要跟着小伙伴们一起去读书学习。但是因为家里长辈们的照顾,尤其是祖母的宠爱,小陈居然一直就在家里跟着姑姑,祖母一起学写字,背唐诗。这样,虽然小陈并没有和小伙伴一起按部就班地去学校,但是学习这件事却是从来都没有中断的,也正因为是出生在一个优秀的书香门第,所以家里长辈们才敢这么做,如果要是一个普普通通的家庭,文化水平不高,还这么做的话,那肯定会耽误小陈宝贵的小学时光。

陈省身,华人数学家的最高成就

陈省身的启蒙数学教材 笔算数学

如果说小陈先生此时学习唐诗,背诵古文还都是孩子对于新兴事物的好奇,那么他的父亲给他带来的一份礼物,则在小陈先生幼小的年龄里埋下了一粒种子。他的父亲给他带回了一本美国传教士写的《笔算数学》的书,这本书作为陈先生的数学启蒙教材,给了他学习数学最原始的动力。这本书的剪影现在还能找到,这是一本明末清初的一本保险行业的一本速算手册,由于这本书里也有很多常规数学习题,因此很多人也把这本保险行业的专业书籍用来学习数学,并且也都取得了不错的效果。小陈先生拿到这本书之后,很快就读了上中下三册,并且会做这里面的全部习题了,要知道这个时候的小陈先生可是一天学都没上啊。

大概在1919年,祖母也觉得老是在家学习不跟外面的世界接触也不是个办法,于是,小陈现场终于上了学。然而,小陈先生的文化底子相对于同龄人来说已经比较有优势了,尤其是数学能力,再加上那个时候小陈同学也很乖巧,就上了一天,再也不去学校了。

1920年,小陈先生就上了中学,那个时候11岁。由于父亲工作调动的关系,陈省身来到天津扶轮中学,这里的校长特别看重数学教育,并且亲自教授几何学,而且教学风格相当严厉,少年陈先生在这位老师的教导之下,数学能力有着充分的发挥,当然,别的科目也没有落下。于是少年陈先生中学时代跳了2级,1926年,就考入了南开大学数理系。

陈省身,华人数学家的最高成就

南开大学

南开大学当时的环境是,大一大二先打基础,并不区分具体专业,等于是现在的预科。陈先生也不是上了大学之后就立马要学习数学专业的,他也曾经犹豫过,,按照陈老晚年的回忆,他选择数学作为自己研究方向的原因居然是自己手笨,做不好实验。

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陈省身

有次上化学实验课,要做一个吹出玻璃管的实验,大概就是将玻璃片加热塑型。然而陈先生却好不容易把玻璃管加热到可以塑型的状态,结果一时情急,温度越来越高,他直接用冷水去降温,结果,刚刚成型的玻璃管直接爆裂开来。其实现在想想,这件事应该是件好事,它让我们的陈先生从此以后下定决心,只去学习数学,放弃了化学,物理等需要做实验的学科。

在南开大学,陈先生遇到了一位很厉害的数学导师,姜立夫,中国现代几何学之父,也是第二位在美国哈佛大学取得数学博士学位的中国人。从此陈省身的数学视野一下子开拓起来,原来数学的领域如此灿烂夺目。在这里陈省身遇到了吴大任这位同学,在清华,在德国都是同学,吴大任后来也成为了我国著名的数学教育家。

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姜立夫

这几年本科生的时光里,陈省身几乎已经成为姜老师的助教了,开始帮助老师修改试卷,一开始只修改低年级的,再到后来,高年级的也交给了陈省身。甚至陈省身还在姜老师这里挣了10元工资,10元钱在那个时代大概可以买到300斤大米。后来陈老一直都对着10元钱的报酬感到非常得意,如果是我,我也很得意啊,毕竟这是通过学术方式挣的第一笔钱啊。

1930年,陈省身南开毕业,读了清华的研究生,在那个时代的清华,研究生名额极为稀少。

陈省身,华人数学家的最高成就

艰深的微分几何学

陈省身也成为中国第一名数学硕士研究生,师从孙光远教授,中国近代数学奠基人之一。也就是在清华的4年时间里,陈省身选择微分几何这个新兴的领域作为自己研究方向。当年俄罗斯狂人佩雷尔曼大学期间也是选择了微分几何,这后面有个很简短恐怖的介绍,微分几何——这一数学最艰深的分支学科之一。

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20世纪最重要的几何学大师 嘉当

当时的国内没有微分几何的研究氛围,只有国外才有,于是陈省身毅然下定决心去国外,到了德国汉堡去。1934年,陈省身动身去了德国汉堡,在这里陈省身做了德国最著名的几何学家布拉施克的学生,布拉施克十分欣赏这位来自东方大国的学生,悉心指导,1935年,《关于网的计算》和《2n维空间中n维流形三重网的不变理论》这两篇博士论文发表,陈省身在不到一年半的时间里就拿到了博士学位。

陈省身,华人数学家的最高成就

汉堡大学

在汉堡的这两年,陈省身已经知道了法国另外一位几何大师——嘉当的工作,以自己独特的视角明锐地发现,嘉当的工作应该会指引着微分几何学的更大发展。于是在汉堡的学习结束之后,陈省身便马不停蹄赶往法国,追随着嘉当。嘉当对于这位少年天才赞叹不已,决定在非常紧张的工作业余时间里,每隔两周都单独跟陈省身会面,专门来辅导陈省身。虽然仅仅只有10个月时间,但是嘉当对于陈省身的影响却是终身的,也更加坚定了他要在微分几何的领域做出一番惊天动地的大事来。

1937年,陈省身回国任职清华大学,成为了数学系的教授,仅仅26岁。后来抗日战争爆发,高校联盟搬迁到西南,成立了著名的西南联大,这所简陋的临时大学里汇集着中国20世纪各个领域最伟大的大师级人物。在西南联大的几年时间里,陈省身不仅教书育人,桃李遍布,在学术研究上成果颇丰。

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国立西南联合大学

1943年,陈省身接受美国普林斯顿数学研究所的邀请到了美国,也就是在这里,陈省身做出了一生中最重要的代表作,证明了微分几何学领域最重要的命题——高斯博内公式。在陆续发表的几篇关于微分几何的论文里,陈省身把微分几何与20世纪新兴的拓扑学结合起来,从此微分几何的研究进入到了一片新的天地。在后续的研究中,陈省身发明了一些有效的工具,这些崭新的工具不仅仅可以用在对于大范围内微分几何领域,更是成为了现代数学不可分割的一部分。

1945年,陈省身回国,着手创办我国第一个数学研究所。这里陈先生迫切地希望为中国选出几个几何学方面的专门人才,希望培养他们成为中国数学的中流砥柱,首届自然科学讲得主吴文俊院士正是陈省身先生得得意高徒。1948年,陈省身当选为中央研究院院士,也是最年轻的院士,然而同年10月,战争频发,人民生活痛苦不堪。纵使陈先生已经功成名就,也终究无法给家人一份安定生活的环境,这一年,陈省身举家前往美国。

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普林斯顿大学

正是陈省身的到来,让美国的微分几何发展一下子迈入新的阶段,1949年到1980年,陈省身担任芝加哥大学和加州大学伯克利分校数学教授。1981年,陈省身在加州大学伯克利筹建了纯粹数学为主要研究领域的美国国家数学研究所(MSRI),并担任首任所长一直到1984年。然而陈老漂泊海外长达40余年,始终心系祖国的数学事业发展。1984年,教育部聘请陈省身为南开数学研究所所长,随后陈老欣然回国,动用自己一切的影响力,在数学界的支持下,南开数研所培养了一大批优秀的数学人才。

陈省身,华人数学家的最高成就

在南开数学研究所当所长期间,陈老仍然负责教学工作,这对于一个已入古稀之年的老者来说,无疑是一个相当大的挑战。陈老就是这样的人,不但在数学学术上的追求到极致,更是在教书育人的道路上越走越远,一步步桃李满天下,在中国做微分几何的,几乎都是陈老的学生。像王浩,吴文俊专做机械证明的,以及首位菲尔兹奖得主丘成桐都是陈老最优秀的学生,他们的研究成果也都是世界级的。但凡遇到陈老亲自授课的教室内一定会被围得水泄不通,不知情的人们还以为是某个大明星来了,然而有幸亲身经历陈老授课的学生们无一不在内心为陈老折服,陈老就是数学界最大的明星!

陈省身,华人数学家的最高成就

陈老成了最大的明星

时至今日,南开大学的数学系实力在国内都是名列前茅。

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2002年国际数学家大会在北京举行

陈老的愿望就是能让世界最多地了解中国的数学,并且一直为中国与国外的数学交流工作做着巨大的努力。2002年,第24届国际数学家大会在北京举行,这也是我国第一次举行数学界最高级别的大会,陈老当选为本次大会的名誉主席。在大会期间,陈老为孩子们提下了“数学好玩”这行赠语。的确这四个字简单,却也是陈老一生为了数学教育孜孜不倦的根本原因,是执着的事业心和强烈的爱国主义情怀才支撑着陈老一直在默默关注着数学界的动向。

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陈省身手书 数学好玩

2004年12月3日,陈老在天津医科大学总医院逝世,享年93岁。当天晚上,夜幕中的南开园陷入了深深的悲恸。数千名南开大学师生来到校园的新开湖畔,秉烛缓缓而行吊唁大师。

陈省身先生已经离去15年了,大师的精神却始终感动着中国学术界的每一个人。老一辈的科学家身上最让我们感动的是什么,或许不是那些彪炳史册的学术成就,而是那个无论身在何处,始终心系祖国,为了祖国的繁荣发展贡献自己所有的决心。正是因为这些前辈们的辛苦奉献,才造就了今日我们安定的生活环境。

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