两次问鼎国家最高科技奖！“人民科学家”吴文俊的数学境界

作者：李文林 伟磊 |

"数学是年轻人的游戏...我不知道是否有一个50岁以上的人开创了一个主要的数学理论的例子。"

然而，在当代中国，有这样的个位数科学家。他引用他的科学生涯作为哈代认为不可能的一个例子。

他因拓扑研究而享誉海外，38岁被选为中国科学院院士（委员），近日华家因为开辟了一个新的领域——数学机械化，震惊了学术界，两次向全国最高科技界颁奖......

他的记录在今天的中国数学领域还没有被打破。他被称为"人民科学家"吴文军。

吴文俊在他的电脑上编程，测试他的机器证明方法。图片来源：科学院档案馆

在很多人心目中，吴文俊就是这样不断创新，赢得了无数数学英雄，但吴文军自己却说："评价一个国家的科学发展，集团的高度才是真正的进步！"他渴望'一个没有英雄的数学领域'！

1977年，58岁的吴文军曾任中国科学院院士，国家自然科学奖一等奖获得者，以骄人骄人的头衔和一般人难以企及的荣誉，可以说取得了成效，每天都能得到充分的培养。然而，他以好斗的方式再次踏上了科学攀登，开始了一个与他过去所做的完全不同的新领域 - 几何定理机器的证明。在随后的几十年里，一个具有浓厚中国特色和强烈时代感的数学领域诞生了——数学机械化。

1978年，吴文军正式发表了第一篇关于几何定理及其证明的论文，并提出了几何定理机证明它们的新方法。该方法是将待证明的几何问题代数化，并具有高度机械化的代数关系整理程序，可以直接在计算机上有效运行。这种方法继承了笛卡尔方案，作为这种方法的关键算法——多非线性代数方程组的消除程序，现在在世界上被称为"吴法"，使用这种方法不仅可以有效地证明大部分一次几何的定理，而且可以自动发现新的定理，微分几何中的主要定理也可以通过这种方法进行机械化。

当时，电子计算机在中国还远未普及，他最初尝试并成功了几个依赖于手工计算的定理，他幽默地称自己的手笔为"吴氏电脑"。证明过程涉及数百个多项式，任何一步误差都可能导致未来的计算失败。数了多少记不住，浪费纸就上很多了。后来有一台计算机，但程序必须自己编写。

编程一般都是由年轻人完成的，为了保证研究过程的准确性，几年来，吴文军一直坚持自己编程，他从无到有地学会了编写计算机程序，自己编写计算机。当机器在20世纪70年代后期进行编程时，条件非常差，存储介质是穿孔纸袋和孔中卡。这些卡片堆积在吴文君的办公室里。

吴文军是计算机房里年龄最大的"程序员"，在相当长的一段时间里，也是中国科学院数学研究所任职时间最长的人。通常在8点.m之前，你会看到他在机舱外等着开门。在机舱里，他会连续工作近10个小时，晚上回家吃晚饭，整理计算结果。但两个小时后，你会再次在机舱里看到他，有时工作到深夜或第二天凌晨。第二天早上，他再次出现在机舱里。24小时轴旋转也会不时发生。

当时，北京中关村到处修路，挖深沟埋管道，已经过了一年的铠甲吴文军经常半夜独自走回家，沟渠颠簸，高脚低脚，有时下雨，就要摸索着没有脚踝雨向前摸索。

吴文军对使用新工具辅助数学研究有着非常前瞻性的愿景。1977年，他提出数学发展及其未来发展的一个不可估量的方面是计算机对数学的影响，在不久的将来，计算机对数学家来说将像生物学家的显微镜和望远镜对天文学家一样不可或缺，计算机将通过小型化成为每个数学家的口袋。 数学家必须为此做好准备。

正是这些分析和判断，使他在用计算机论证定理的过程中取得了突破，从而开辟了数学机械化研究的新研究领域。

20世纪80年代，吴文军将几何定理机证明的方法扩展到更一般的方程机解，形成了一个系统化的数学机械化领域，得到了广泛的应用。数学机械化的方法已渗透到力学、天文学、物理、化学、计算机科学等领域，还应用于机器人、杆设计、控制技术、计算机辅助设计等高科技领域。

数学机械化理论的创造完全是中国自己开辟的新数学道路，整个过程体现了吴文军强大的自主创新精神。吴文军经常强调，"要有自己的东西，不能跟别人一起跑"，"走自己的路"的信念非常坚定。"外国人有理由我当然会跟着，我不是不学外国的东西，我见过的外国的东西，不是不看，我吸收我觉得对的部分，不能说外国人我该怎么做。

从几何定理机器证明到数学机械化理论，吴文军的研究产生了巨大的国际影响。1997年，吴文军获得"赫布兰德自动推理杰出成就奖"，2000年，吴文军因其对拓扑学和数学机械化领域创造的基本贡献，成为国家最高科学技术奖设立以来的第一位获奖者。"吴的方法彻底改变了该领域，并导致了该领域研究方式的革命，"该委员会在一篇评论中写道。通过引入深刻的数学思想，吴开创了一种新方法，这种方法已被证明在解决各种问题方面非常有效，而不仅仅是在初级几何领域。"工作"揭示了数学的广度。为未来的数学家树立新的榜样。

面对这些光环，吴文军从未有过丝毫的骄傲，他说："我不想做社会活动家，我是数学家、科学家，我最重要的工作就是科学研究。我所欠的"债"是科学的"债"，是欠党和国家的债。"

党和人民不会忘记为国家作出突出贡献的英雄。2019年，在中华人民共和国成立70周年之际，吴文军被授予"人民科学家"国家荣誉称号。

（作者：中国科学院数学与系统科学研究所）