http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2010/2/228034.shtm?id=228034
(本文由盧小兵根據(jù)丘成桐先生2009年12月17日下午于清華大學(xué)的演講錄音整理)
序言
在牛頓(1642~1727)和萊布尼茨(1646~1716)發(fā)明微積分以后,數(shù)學(xué)產(chǎn)生了根本性的變化。在18到19世紀(jì)200年間,歐洲人才輩出,在這期間誕生的大數(shù)學(xué)家不可勝數(shù),重要的有:尤拉(Euler,1707~1783),高斯(Gauss,1777~1855),阿貝爾(Abel,1802~1829),黎曼(Riemann,1826~1866),龐卡萊(Poincare,1854~1912),希爾伯特(Hilbert,1862~1943),格拉斯曼(Grassmann,1809~1877),傅立葉(Fourier,1768~1830),伽羅華(Galois,1811~1832),嘉當(dāng)(E.Cartan,1869~1951),伯努利(D. Bernoulli,1700~1782),克萊姆(G. Cramer,1704~1752),克萊羅(A. Clairaut,1713~1765),達(dá)朗貝爾(d’Alembert,1717~1783),蘭伯特(J. Lambert,1728~1777),華林(E. Waring,1734~1798),范德蒙德(Vandermonde,1735~1796),蒙日(Monge,1746~1818),拉格朗日(Lagrange,1736~1814),拉普拉斯(Laplace,1749~1827),勒讓德(Legendre,1752~1833),阿岡(R. Argand,1768~1822),柯西(Cauchy,1789~1857),莫比烏斯(M?觟bius,1790~1868),羅巴切夫斯基(Lobachevsky,1792~1856),格林(Green,1793~1841),波爾約(J. Bolyai,1802~1860),雅可比(Jacobi,1804~1851),狄利克雷(Dirichlet,1805~1859),哈密爾頓(W. Hamilton,1805~1865),劉維爾(Liouville,1809~1892),庫(kù)默爾(Kummer,1810~1893),魏爾斯特拉斯(Weierstrass,1815~1897),布爾(G. Boole,1815~1864),斯托克斯(G. Stokes,1819~1903),凱萊(Cayley,1821~1895),切比謝夫(Chebyshev,1821~1894),埃爾米特(Hermite,1822~1901),愛(ài)森斯坦(Eisenstein,1823~1852),克羅內(nèi)克(Kronecker,1823~1891),開(kāi)爾文(Kelvin,1824~1907),麥克斯威爾(J.Maxwell,1831~1879),富克斯(L. Fuchs,1833~1902),貝爾特拉米(E. Beltrami,1835~1900)等。
他們將數(shù)學(xué)和自然科學(xué)融合在一起,引進(jìn)了新的觀念,創(chuàng)造了新的學(xué)科。他們引進(jìn)的工具深?yuàn)W而有力,開(kāi)創(chuàng)了近300年來(lái)數(shù)學(xué)的主流。數(shù)學(xué)的發(fā)展更推進(jìn)了科學(xué)的前沿,使之成為現(xiàn)代文化的支柱。
在這期間,東方的數(shù)學(xué)卻反常地沉寂。無(wú)論中國(guó)、印度或者日本,在17世紀(jì)到19世紀(jì)這200年間,更無(wú)一個(gè)數(shù)學(xué)家的成就可望上述諸大師之項(xiàng)背。其間道理,值得深思。數(shù)學(xué)乃是科學(xué)的基礎(chǔ),東方國(guó)家的數(shù)學(xué)不如西方,導(dǎo)致科學(xué)的成就不如西方,究竟是什么原因呢?這是一個(gè)大問(wèn)題。
這里我想討論一個(gè)現(xiàn)象:在明治維新以前,除了江戶(hù)時(shí)代關(guān)孝和(Takakazu Seki Kowa,1642~1708)創(chuàng)立行列式外,日本數(shù)學(xué)成就遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如中國(guó),但到了19世紀(jì)末,中國(guó)數(shù)學(xué)反不如日本,這是什么原因呢?在這里,我們?cè)噲D用歷史來(lái)解釋這個(gè)現(xiàn)象。
19世紀(jì)中日接受西方數(shù)學(xué)的過(guò)程
1859年,中國(guó)數(shù)學(xué)家李善蘭(1811~1882)和蘇格蘭傳教士偉烈亞力(Alexander Wyle,1815~1889)翻譯了由英國(guó)人De Morgan(1806~1871)所著13卷的《代數(shù)學(xué)》和美國(guó)人Elias Loomis所著18卷的《代微積拾級(jí)》。他們將歐幾里得的《幾何原本》全部翻譯出來(lái),完成了明末徐光啟(1562~1633)與利瑪竇未竟之愿,在1857年出版。
就東方近代數(shù)學(xué)發(fā)展史來(lái)說(shuō),前兩本書(shū)(《代數(shù)學(xué)》、《代微積拾級(jí)》)有比較重要的意義,《代數(shù)學(xué)》引進(jìn)了近代代數(shù),《幾何原本》、《代微積拾級(jí)》則引進(jìn)了解析幾何和微積分。
李善蘭本人對(duì)三角函數(shù)、反三角函數(shù)和對(duì)數(shù)函數(shù)的冪級(jí)數(shù)表示有所認(rèn)識(shí),亦發(fā)現(xiàn)所謂尖錐體積術(shù)和費(fèi)爾馬小定理,可以說(shuō)是清末最杰出的數(shù)學(xué)家,但與歐陸大師的成就不能相比擬,沒(méi)有能力在微積分基礎(chǔ)上發(fā)展新的數(shù)學(xué)。
此后英人傅蘭雅(John Fryee,1839~1928)與中國(guó)人華蘅芳(1833~1902)也在1874年翻譯了英人華里司(William Wallis,1768~1843)所著的《代數(shù)術(shù)》25卷和《微積溯源》8卷,他翻譯的書(shū)有《三角數(shù)理》12卷和《決疑數(shù)學(xué)》10卷,后者由英人Galloway和Anderson著作,是介紹古典概率論的重要著作,在1896年出版。
這段時(shí)期的學(xué)者創(chuàng)造了中國(guó)以后通用的數(shù)學(xué)名詞,也建造了一套符號(hào)系統(tǒng)(如積分的符號(hào)用禾字代替)。他們又用干支和天地人物對(duì)應(yīng)英文的26個(gè)字母,用二十八宿對(duì)應(yīng)希臘字母。
這些符號(hào)的引進(jìn)主要是為了適合中國(guó)國(guó)情,卻也成為中國(guó)學(xué)者吸收西方數(shù)學(xué)的一個(gè)嚴(yán)重障礙。事實(shí)上,在元朝時(shí),中國(guó)已接觸到阿拉伯國(guó)家的數(shù)學(xué),但沒(méi)有吸收它們保存的希臘數(shù)學(xué)數(shù)據(jù)和它們的符號(hào),這是一個(gè)憾事。
當(dāng)時(shí)翻譯的書(shū)籍使中國(guó)人接觸到比較近代的基本數(shù)學(xué),尤其是微積分的引進(jìn),更有其重要性。遺憾的是在中國(guó)洋務(wù)運(yùn)動(dòng)中占重要地位的京師同文館(1861)未將學(xué)習(xí)微積分作為重要項(xiàng)目。
而福州船政學(xué)堂(1866)則聘請(qǐng)了法國(guó)人L.Medord授課,有比較先進(jìn)的課程。1875年,福州船政學(xué)堂派學(xué)生到英法留學(xué),如嚴(yán)復(fù)在1877年到英國(guó)學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)和自然科學(xué),鄭守箴和林振峰到法國(guó)得到巴黎高等師范的學(xué)士學(xué)位,但對(duì)數(shù)學(xué)研究缺乏熱情,未窺近代數(shù)學(xué)堂奧。
日本數(shù)學(xué)在明治維新(1868年)以前雖有自身之創(chuàng)作,大致上深受中國(guó)和荷蘭的影響。1862年日本學(xué)者來(lái)華訪問(wèn),帶回李善蘭等翻譯的《代數(shù)學(xué)》和《代微積拾級(jí)》,并且廣泛傳播。他們迅即開(kāi)始自己的翻譯,除用中譯本的公式和符號(hào)外,也利用西方的公式和符號(hào)。
明治天皇要求國(guó)民向全世界學(xué)習(xí)科學(xué),他命令“和算廢止,洋算專(zhuān)用”,全盤(pán)學(xué)習(xí)西方數(shù)學(xué)。除了派留學(xué)生到歐美留學(xué)外,甚至有一段時(shí)間聘請(qǐng)了3000個(gè)外國(guó)人到日本幫忙。日本和算學(xué)家如高久守靜等雖然極力抵制西學(xué),但政府堅(jiān)持開(kāi)放,西學(xué)還是迅速普及,實(shí)力迅速超過(guò)中國(guó)。
日本人冢本明毅在1872年完成《代數(shù)學(xué)》的日文譯本,福田半則完成《代微積拾級(jí)》的日文譯本,此外還有大村一秀和神田孝平。神田在1865年已經(jīng)完成《代微積拾級(jí)》的譯本,還修改了中譯本的錯(cuò)誤,并加上荷蘭文的公式和計(jì)算。日本人治學(xué)用心,由此可見(jiàn)一斑。
此后日本人不但直接翻譯英文和荷蘭文的數(shù)學(xué)書(shū),F(xiàn)ukuda Jikin還有自己的著作,例如Fukuda Jikin在1880年完成《筆算微積入門(mén)》的著作。
日本早期數(shù)學(xué)受荷蘭和中國(guó)影響,明治維新期間則受到英國(guó)影響,其間有兩個(gè)啟蒙的數(shù)學(xué)家,第一個(gè)是菊池大麓(Dairoku Kikuchi,1855~1917),第二個(gè)是藤?zèng)g利喜太郎(Rikitaro Fujisawa,1861~1933),他們都在日本帝國(guó)大學(xué)(Imperial University)的科學(xué)學(xué)院(The Science College)做教授,這間大學(xué)以后改名為東京大學(xué)(日本京都帝國(guó)大學(xué)到1897年才成立)。
菊池在英國(guó)劍橋大學(xué)讀幾何學(xué),他的父親是Edo時(shí)代的蘭學(xué)家(Dutch Scholar),當(dāng)時(shí)英國(guó)剛引進(jìn)射影幾何,他就學(xué)習(xí)幾何學(xué),并在班上一直保持第一名,他和同班同學(xué)雖然競(jìng)爭(zhēng)劇烈,卻彼此尊重。
根據(jù)菊池的傳記,說(shuō)他一生不能忘懷這種英國(guó)紳士的作風(fēng),以后他位尊權(quán)重,影響了日本學(xué)者治學(xué)的風(fēng)骨。
他在劍橋得到學(xué)士和碩士,在1877年回到日本,成為日本第一個(gè)數(shù)學(xué)教授,日本的射影幾何傳統(tǒng)應(yīng)該是由他而起,以后中國(guó)數(shù)學(xué)家蘇步青留日學(xué)習(xí)射影、微分幾何,就是繼承這個(gè)傳統(tǒng)。
菊池家學(xué)淵源,親戚、兒子都成為日本重要的學(xué)者,他在東京帝國(guó)大學(xué)做過(guò)理學(xué)院長(zhǎng)、校長(zhǎng),也做過(guò)教育部長(zhǎng)、京都帝大校長(zhǎng)、帝國(guó)學(xué)院(Academy)的院長(zhǎng)。
他對(duì)明治維新學(xué)術(shù)發(fā)展有極重要的貢獻(xiàn),他思想開(kāi)放,甚至有一陣子用英文授課。
藤?zèng)g利喜太郎在1877年進(jìn)入日本帝國(guó)大學(xué)學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)和天文,正好也是菊池在帝大開(kāi)始做教授那一年。他父親也是蘭學(xué)家,在菊池的指導(dǎo)下,他在東京大學(xué)學(xué)習(xí)了五年時(shí)間,然后到倫敦大學(xué)念書(shū),數(shù)個(gè)月后再到德國(guó)柏林和法國(guó)的 Strasbourg。在柏林時(shí),他師從庫(kù)默爾(Kummer)、克羅內(nèi)克(Kronecker)和魏爾斯特拉斯(Weierstrass),這些人都是一代大師。
藤?zèng)g利喜太郎1887年回到日本,開(kāi)始將德國(guó)大學(xué)做研究的風(fēng)氣帶回日本。他精通橢圓函數(shù)論,寫(xiě)了14篇文章,并于1925年成為日本參議員,于1932年當(dāng)選為日本的院士。
菊池和藤?zèng)g利喜太郎除了對(duì)日本高等教育有重要貢獻(xiàn)外,也對(duì)中學(xué)和女子教育有貢獻(xiàn),編寫(xiě)了多本教科書(shū)。
20世紀(jì)初葉的日本和中國(guó)數(shù)學(xué)
1.日本數(shù)學(xué)
20世紀(jì)初葉最重要的日本數(shù)學(xué)家有林鶴一(Tsuruichi Hayashi,1873~1935)和高木貞治(Teiji Takagi,1875~1960)。林鶴一創(chuàng)辦了東北帝國(guó)大學(xué)的數(shù)學(xué)系,并用自己的收入創(chuàng)辦了Tohoku數(shù)學(xué)雜志。
但日本近代數(shù)學(xué)的奠基人應(yīng)該是高木貞治。他在農(nóng)村長(zhǎng)大,父親為會(huì)計(jì)師。他在1886年進(jìn)中學(xué),用的教科書(shū)有由Todhunter寫(xiě)的Algebra for Beginners和由Wilson寫(xiě)的Geometry。到了1891年,他進(jìn)入京都的第三高中,三年后他到東京帝大讀數(shù)學(xué)。
根據(jù)高木的自述,他在大學(xué)的書(shū)本為Durègi寫(xiě)的《橢圓函數(shù)》和Salmon寫(xiě)的《代數(shù)曲線(xiàn)》,他不知道這些書(shū)籍與射影幾何息息相關(guān)。當(dāng)時(shí)菊池當(dāng)教育部長(zhǎng),每周只能花幾個(gè)小時(shí)授課,因此由藤?zèng)g主管,用德國(guó)式的方法來(lái)教育學(xué)生。他給學(xué)生傳授Kronecker以代數(shù)學(xué)為中心的思想。高木從Serret寫(xiě)的Algebra Supérieure(法語(yǔ))書(shū)中學(xué)習(xí)阿貝爾方程,并且學(xué)習(xí)H. Weber剛完成的兩本關(guān)于代數(shù)學(xué)的名著。
1898年,高木離開(kāi)日本到德國(guó)柏林師從Frobenius,當(dāng)時(shí)Fuchs和Schwarz還健在,學(xué)習(xí)的內(nèi)容雖然和日本相差不大,但與名師相處,氣氛確實(shí)不同。
1900年,高木訪問(wèn)G?觟ttingen(哥廷根),見(jiàn)到了數(shù)學(xué)大師Klein和Hilbert。歐洲年輕的數(shù)學(xué)家大多聚集在此,討論自己的創(chuàng)作。高木自嘆日本數(shù)學(xué)不如此地遠(yuǎn)甚,相距有半個(gè)世紀(jì)之多。然而一年半以后,他大有進(jìn)步,能感覺(jué)自如矣。可見(jiàn)學(xué)術(shù)氣氛對(duì)培養(yǎng)學(xué)者的重要性。
高木師從Hilbert,學(xué)習(xí)代數(shù)數(shù)論,印象深刻。他研究Lemniscate函數(shù)的complex multiplication。他在1903年完成博士論文,由東京大學(xué)授予博士學(xué)位(1900年時(shí)東京大學(xué)已經(jīng)聘請(qǐng)他為副教授)。
1901年,高木回到東京,將Hilbert在G?觟ttingen(哥廷根)領(lǐng)導(dǎo)研究的方法帶回東京大學(xué),他認(rèn)為研討會(huì)(Colloquia)這種觀念對(duì)于科研至為重要,堅(jiān)持?jǐn)?shù)學(xué)系必須有自己的圖書(shū)館和喝茶討論學(xué)問(wèn)的地方。1904年他被升等為教授,教學(xué)和研究并重。他的著作亦包括不少教科書(shū),對(duì)日本數(shù)學(xué)發(fā)展有很深入的影響。
1914年第一次世界大戰(zhàn)爆發(fā),日本科學(xué)界與西方隔絕,他不以為苦,認(rèn)為短期的學(xué)術(shù)封閉對(duì)他反而有很大的幫助,可以靜下心來(lái)深入考慮class field理論。在這期間,他發(fā)現(xiàn)Hilbert理論有不足之處,在1920年Strasbourg世界數(shù)學(xué)大會(huì)中,他發(fā)表了新的理論。兩年后他的論文得到Siegel的賞識(shí),建議Artin(Emil Artin)去研讀,Artin(Emil Artin)因此推導(dǎo)了最一般的互反律,完成了近代class field理論的偉大杰作。
高木的學(xué)生彌永昌吉(Shokichi Iyanaga)于1931年在東京帝國(guó)大學(xué)畢業(yè),到過(guò)法德兩國(guó),跟隨過(guò)Artin,在1942年成為東京大學(xué)教授。他的學(xué)生眾多,影響至巨。
日本在上世紀(jì)30年代以后60年代以前著名的學(xué)者有如下幾位:
東京大學(xué)畢業(yè)的有:吉田耕作(Kosaku Yoshida,1931),中山傳司(Tadashi Nakayama,1935),伊藤清(Kiyoshi Ito,1938),巖堀永吉(Nagayoshi Iwahori,1948),小平邦彥(Kunihiko Kodaira,1949),加藤敏夫(Tosio Kato,1951),佐藤斡夫(Mikio Sato,1952),志村五郎(Goro Shimura,1952),鈴木道雄(Michio Suzuki,1952),谷山豐(Yutaka Taniyama,1953),玉河恒夫(Tsuneo Tamagawa,1954),佐竹一郎(Ichiro Satake,1950),伊原康。╕asutaka Ihara);京都大學(xué)畢業(yè)的有:岡潔(Kiyoshi Oka,1924),秋月康夫(Yasuo Akizuki,1926),中野重雄 (Shigeo Nakano),戶(hù)田蘆原(Hiroshi Toda),山口直哉(Naoya Yamaguchi),溝沺茂(Sigeru Mizohata),荒木不二洋(Fujihiro raki),廣中平佑(Heisuke Hironaka 碩士,1953),永田雅宜(Masayoshi Nagata 博士,1950);名古屋大學(xué)畢業(yè)的有:角谷靜夫(Shizuo Kakutani,1941),倉(cāng)西正武(Masatake Kuranishi,1948),東谷五郎(Goro Azumaya,1949),森田紀(jì)一(Ki~iti Morita,1950);東北大學(xué)畢業(yè)的有:洼田忠彥(Tadahiko Kubota,1915),茂雄佐佐木(Shigeo Sasaki,1935);大阪大學(xué)畢業(yè)的有:村上真悟(Shingo Murakami),橫田洋松(Yozo Matsushima,1942)。
東京大學(xué)和京都大學(xué)的學(xué)者繼承了高木開(kāi)始的傳統(tǒng),與西方學(xué)者一同創(chuàng)造了20世紀(jì)中葉數(shù)學(xué)宏大的基礎(chǔ),這些學(xué)者大都可以說(shuō)是數(shù)學(xué)史上的巨人。
其中小平邦彥和廣中平佑都是Fields medal(菲爾茨獎(jiǎng))的獲得者,他們都在美國(guó)有相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間,廣中平佑在哈佛大學(xué)得到博士,20世紀(jì)90年代后回日本。小平邦彥則在1967年回國(guó),他在美國(guó)有4位博士生,而在日本則有13位之多,著名的有K.Ueno,E.Horikawa,I.Nakamura,F(xiàn).Sakai,Y.Miyaoka,T.Fujita,T.Katsura等,奠定了日本代數(shù)幾何的發(fā)展。
M.Sato的學(xué)生有T.Kawai、T.Miwa、M.Jimbo和M.Kashiwara,都是代數(shù)分析和可積系統(tǒng)的大師。Nagata的學(xué)生有S.Mori、S.Mukai、M.Maruyama。其中Mori更得到菲爾茨獎(jiǎng)。
2.中國(guó)數(shù)學(xué)
李善蘭(1811~1882)和偉烈亞力翻譯Loomis的《微積分》以后,數(shù)學(xué)發(fā)展不如日本,京師同文館(1861年創(chuàng)辦)和福州船政學(xué)堂(1866年創(chuàng)辦)課程表都有微積分,但影響不大。
嚴(yán)復(fù)(1854~1921)畢業(yè)于福州船政學(xué)堂后到樸茨茅斯和格林威治海軍專(zhuān)門(mén)學(xué)校讀數(shù)學(xué)和工程,卻未遇數(shù)學(xué)名家。容閎(1828~1912)在1871年帶領(lǐng)幼童赴美留學(xué),以工程為主,回國(guó)后亦未能在數(shù)學(xué)和科技上發(fā)展所長(zhǎng)。
甲午戰(zhàn)爭(zhēng)后,中國(guó)派遣大量留學(xué)生到日本留學(xué),在1901年張之洞和劉坤一上書(shū)光緒皇帝:“……切托日本文部參謀部陸軍省代我籌計(jì),酌批大中小學(xué)各種速成教法,以應(yīng)急需!
1906年,留日學(xué)生已達(dá)到8000人,同時(shí)又聘請(qǐng)大量日本教師到中國(guó)教學(xué)。馮祖荀大概是最早到日本念數(shù)學(xué)的留學(xué)生,他在1904年就讀于京都帝國(guó)大學(xué),回國(guó)后,他在1913年創(chuàng)辦北京大學(xué)數(shù)學(xué)系。
1902年,周到達(dá)日本考察其數(shù)學(xué),訪問(wèn)日本數(shù)學(xué)家上野清和長(zhǎng)澤龜之助,發(fā)表了《調(diào)查日本算學(xué)記》,記錄了日本官校三年制理科大學(xué)的數(shù)學(xué)課程:
第一年:微分、積分、立體及平面解析幾何,初籌算學(xué)、星學(xué)及最小二乘法、理論物理學(xué)初步,理論學(xué)演習(xí)、算學(xué)演習(xí)。
第二年:一般函數(shù)論及代數(shù)學(xué)、力學(xué)、算學(xué)演習(xí)、物理學(xué)實(shí)驗(yàn)。
第三年:一般函數(shù)論及橢圓函數(shù)論、高等幾何學(xué)、代數(shù)學(xué)、高等微分方程論、高等解析雜論、力學(xué)、變分法、算學(xué)研究。
這些課程,除了沒(méi)有包括20世紀(jì)才出現(xiàn)的拓樸學(xué)外,其內(nèi)容與當(dāng)今名校的課程不遑多讓。中國(guó)當(dāng)時(shí)大學(xué)還在萌芽階段,更談不上這樣有深度的內(nèi)容。
周達(dá)又從與上野清交流中得知華蘅芳翻譯《代數(shù)術(shù)》時(shí)不應(yīng)刪除習(xí)題。周達(dá)的三子周煒良以后成為中國(guó)20世紀(jì)最偉大的代數(shù)幾何學(xué)家。
現(xiàn)在看來(lái),全面學(xué)習(xí)日本不見(jiàn)得是當(dāng)年洋務(wù)運(yùn)動(dòng)的一個(gè)明智選擇,日本在19世紀(jì)末、20世紀(jì)之交期間的科學(xué)雖然大有進(jìn)步,但與歐洲還有一大段距離。中國(guó)為了節(jié)省用費(fèi),舍遠(yuǎn)求近,固可理解,然而取法乎其中,鮮有得乎其上者。
緊接著中國(guó)開(kāi)始派學(xué)生到美國(guó),其中有胡敦復(fù)(1886~1978)和鄭之蕃(1887~1963),前者在哈佛念書(shū),后者在Cornell大學(xué)再到哈佛訪問(wèn)一年,他們兩人先后(1911和1920年)在清華大學(xué)任教,1927年清華大學(xué)成立數(shù)學(xué)系時(shí),鄭之蕃任系主任。
在哈佛大學(xué)讀書(shū)的學(xué)生亦有秦汾,曾任北京大學(xué)教授,1935年中國(guó)數(shù)學(xué)會(huì)之發(fā)起人中有他們?nèi),胡敦?fù)曾主持派送三批留美學(xué)生,共180人。
1909年美國(guó)退回庚子賠款,成立中國(guó)教育文化基金,列強(qiáng)跟進(jìn)后,中國(guó)留學(xué)歐美才開(kāi)始有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)挠?jì)劃。嚴(yán)格的選拔使得留學(xué)生質(zhì)素提高。哈佛大學(xué)仍然是當(dāng)時(shí)中國(guó)留學(xué)生的主要留學(xué)對(duì)象,胡明復(fù)(1891~1927)是中國(guó)第一個(gè)數(shù)學(xué)博士,從事積分方程研究,跟隨Osgood和B?觝cher。第二位在哈佛讀書(shū)的中國(guó)數(shù)學(xué)博士是姜立夫(1890~1978),他跟隨Coolidge,念的是幾何學(xué)。
俞大維(1897~1993)也在哈佛哲學(xué)系跟隨Sheffer和Lewis讀數(shù)理邏輯,在1922年得到哲學(xué)系的博士學(xué)位。劉晉年(1904~1968)跟隨Birkhoff在1929年得到博士學(xué)位。江澤涵(1902~1994)跟隨Morse學(xué)習(xí)拓?fù)鋵W(xué),1930年得到博士學(xué)位。申又棖(1901~1978)跟隨Walsh學(xué)習(xí)分析,1934年得到博士學(xué)位。
芝加哥大學(xué)亦是中國(guó)留美學(xué)生的一個(gè)重要地點(diǎn),其中楊武之(1896~1973)師從Dickson讀數(shù)論,1926年得到博士。孫光遠(yuǎn)跟隨Ernest Lane讀射影微分幾何,1928年獲得博士。胡坤升跟隨Bliss學(xué)分析,1932年獲得博士。此外在芝加哥獲得博士學(xué)位的還有曾遠(yuǎn)榮和黃汝琪,先后在1933和1937年得到博士學(xué)位。
除了哈佛和芝加哥兩所大學(xué)外,中國(guó)留學(xué)生在美國(guó)獲得數(shù)學(xué)博士學(xué)位的還有:20世紀(jì)20年代,孫榮(1921,Syracuse)、曾昭安(1925,Columbia);30年代,胡金昌(1932,加州大學(xué))、劉叔廷(1930,密歇根)、張鴻基(1933,密歇根)、袁丕濟(jì)(1933,密歇根)、周西屏(1933,密歇根)、沈青來(lái)(1935,密歇根)。
留法的博士有:劉俊賢(1930)在里昂大學(xué)研究復(fù)函數(shù);范會(huì)國(guó)(1930)在巴黎大學(xué)研究函數(shù)論;趙進(jìn)義(1927)在里昂大學(xué)研究函數(shù)論。
留法諸人中最具影響力的是熊慶來(lái),他1926年到清華任教,1928年做系主任,1932年到法國(guó)留學(xué),1933年獲得法國(guó)國(guó)家理科博士學(xué)位后,在1934年回國(guó)繼續(xù)任清華大學(xué)數(shù)學(xué)系主任。他的著名的學(xué)生有楊樂(lè)和張廣厚,奠定了中國(guó)復(fù)變函數(shù)的基礎(chǔ)。
德法兩國(guó)當(dāng)時(shí)的數(shù)學(xué)領(lǐng)導(dǎo)全世界,Courant在G?觟ttingen(哥廷根)大學(xué)帶領(lǐng)了不少中國(guó)數(shù)學(xué)家,例如魏時(shí)珍(1925)、朱公謹(jǐn)(1927)、蔣碩民(1934),論文都在微分方程這個(gè)領(lǐng)域。
曾炯之(1898~1940)在哥廷根大學(xué)師事Noether,1934年得到博士學(xué)位,他的論文在數(shù)學(xué)上有重要貢獻(xiàn)。程毓淮(1910~1995)亦在哥廷根得到博士學(xué)位,研究分析學(xué)。1935年夏,吳大任到德國(guó)漢堡,與陳省身第三次同學(xué),在布拉施克教授指導(dǎo)下做研究,1937年回國(guó)。
留學(xué)日本的有陳建功(1882~1971),在東北大學(xué)師從藤原松三郎研究三角級(jí)數(shù),1929年獲得博士;蘇步青(1902~2003)在東北大學(xué)師從洼田忠彥學(xué)習(xí)射影微分幾何,1931年獲得博士,回國(guó)后陳建功和蘇步青先后任浙江大學(xué)數(shù)學(xué)系主任。
蘇步青的著名學(xué)生有熊全治、谷超豪、胡和生。留日的還有李國(guó)平、楊永芳、余潛修、李文清等人。
總的來(lái)說(shuō),中國(guó)第一批得到博士學(xué)位的留學(xué)生大部分都回國(guó)服務(wù),對(duì)中國(guó)數(shù)學(xué)起了奠基性的作用。在代數(shù)方面有曾炯之,在數(shù)論方向有楊武之,在分析方面有熊慶來(lái)、陳建功、胡明復(fù)、朱公謹(jǐn),在幾何方面有姜立夫、孫光遠(yuǎn)、蘇步青,在拓?fù)鋵W(xué)方面有江澤涵。
江澤涵成為北京大學(xué)系主任,姜立夫在1920年創(chuàng)辦南開(kāi)大學(xué)數(shù)學(xué)系,孫光遠(yuǎn)成為中央大學(xué)系主任,陳建功成為浙江大學(xué)系主任,曾昭安成為武漢大學(xué)系主任。
通過(guò)他們的關(guān)系,中國(guó)還邀請(qǐng)到Hadamard、Weiner、Blaschke、Sperner、G.D.Birkhoff、Osgood等大數(shù)學(xué)家訪華,對(duì)中國(guó)數(shù)學(xué)發(fā)展有極大影響力。在此以前,法國(guó)數(shù)學(xué)家Painlevé和英國(guó)數(shù)學(xué)家羅素在1920年和1921年間訪問(wèn)中國(guó),但影響不如以上諸人。
緊跟著下一代的數(shù)學(xué)家就有陳省身、華羅庚、周煒良等一代大師,他們的興起意味著中國(guó)數(shù)學(xué)開(kāi)始進(jìn)入世界數(shù)學(xué)的舞臺(tái)。許寶騄在1935年畢業(yè)于清華大學(xué),成為中國(guó)統(tǒng)計(jì)學(xué)的創(chuàng)始人,他的工作在世界統(tǒng)計(jì)學(xué)界占有一席地位。在西南聯(lián)大時(shí),他們也培養(yǎng)了一批優(yōu)秀的數(shù)學(xué)家,其中包括王憲忠、萬(wàn)哲先、嚴(yán)志達(dá)、鐘開(kāi)萊等人。馮康則在中央大學(xué)畢業(yè),成為有限元計(jì)算法的創(chuàng)始人之一。
稍后浙江大學(xué)則有谷超豪、楊忠道、夏道行、胡和生、王元、石鐘慈等。在中央研究院時(shí),培養(yǎng)的杰出學(xué)生還有吳文俊等人。其中陳省身、華羅庚、許寶騄等都是清華的學(xué)生,也是我尊重的中國(guó)學(xué)者。陳省身在海外的學(xué)生有廖山濤、鄭紹遠(yuǎn)等。華羅庚則在解放初年回國(guó)后,帶領(lǐng)陸啟鏗、陳景潤(rùn)等諸多杰出學(xué)者,成為新中國(guó)數(shù)學(xué)的奠基者。
結(jié)語(yǔ)
與日本比較,中國(guó)近代數(shù)學(xué)的奠基可以說(shuō)是緩慢而遲滯的,微積分的引進(jìn)早于日本,卻被日本反超。這與日本政府在1868年明治維新公開(kāi)要求百姓全面向西方學(xué)習(xí)有一定的關(guān)系。中國(guó)人直到現(xiàn)在還不能忘懷“中學(xué)為體,西學(xué)為用”的信念,因此在追求真理的態(tài)度上始終不能全面以赴。
菊池等在英國(guó)除了學(xué)習(xí)幾何和分析外,也將英國(guó)的紳士(gentleman)精神帶回本國(guó)學(xué)術(shù)界,高木貞治師從德國(guó)大師,成功地將哥廷根的數(shù)學(xué)研究和研究方法傳到東京大學(xué),回國(guó)15年后,他本人的研究亦臻世界一流,他對(duì)數(shù)學(xué)的熱情非當(dāng)時(shí)中國(guó)諸公可比擬。事實(shí)上,中國(guó)留學(xué)生在1935年以前的論文能夠傳世的,大概只有曾炯之的曾氏定理。不幸的是,曾炯之回國(guó)后未受到重視,很早就去世了。
從菊池開(kāi)始,留學(xué)生回日本國(guó)后得到政府重用,從基礎(chǔ)數(shù)學(xué)做起,無(wú)論對(duì)中學(xué)還是對(duì)大學(xué)的教育都極為盡力(高木以一代大師之尊,竟然著作中學(xué)教科書(shū)14本之多)。到20世紀(jì)40年代已經(jīng)有多樣開(kāi)創(chuàng)性工作,與歐美諸國(guó)不遑多讓了。有一點(diǎn)值得中國(guó)注意的:基本上所有日本的名學(xué)者在做副教授以前都到歐美訪問(wèn)一段時(shí)間,直接接觸學(xué)問(wèn)的最前沿。
本人接觸過(guò)的日本數(shù)學(xué)大師有伊藤清、巖澤健吉、小平邦彥、加藤敏夫、志村五郎、佐竹一郎、廣中平佑等,都是謙謙君子,談吐言行都以學(xué)問(wèn)為主題,彌足敬佩。
反觀中國(guó),早期學(xué)習(xí)西方,以應(yīng)用科技為主,缺乏對(duì)數(shù)學(xué)的熱情,一直到上世紀(jì)20年代,中國(guó)留學(xué)生還沒(méi)有認(rèn)識(shí)到當(dāng)代最先進(jìn)的數(shù)學(xué),而在19世紀(jì)來(lái)華的傳教士,對(duì)數(shù)學(xué)認(rèn)識(shí)不深,中國(guó)學(xué)者沒(méi)有尋根究底,始終未接觸到學(xué)問(wèn)的前沿。在教育年輕學(xué)者方面也不如日本學(xué)者。中國(guó)留學(xué)生在甲午戰(zhàn)爭(zhēng)后以留日為主,在庚子賠款早期則以美國(guó)為主,亦有到德法的留學(xué)生。
在20世紀(jì)早期日美數(shù)學(xué)遠(yuǎn)不如德法,而中國(guó)留學(xué)生卻以日美為主,可見(jiàn)當(dāng)時(shí)留學(xué)政策未有把握到求學(xué)的最佳方向。幸而這些早期留學(xué)生學(xué)成后都回國(guó)服務(wù),到40年代中國(guó)數(shù)學(xué)已經(jīng)奠基成功。
值得注意的是,日本和美國(guó)數(shù)學(xué)的迅速興起和他們的學(xué)習(xí)方法有密切的關(guān)系。一方面接受英國(guó)式的紳士教育,一方面又接受德國(guó)式研究型大學(xué)的精神,在以研究為高尚目標(biāo)的環(huán)境下,學(xué)者對(duì)學(xué)問(wèn)投入濃厚的興趣。
舉例來(lái)說(shuō),中國(guó)留學(xué)生在哈佛留學(xué)的同時(shí),哈佛的學(xué)生有Whitney和Morse研習(xí)拓?fù),Morrey和Doob研究方程學(xué)和概率論,他們都成為一代大師,但他們的中國(guó)同學(xué)回國(guó)后在數(shù)學(xué)上的造詣不逮他們遠(yuǎn)甚。
解放后在華羅庚教授帶領(lǐng)下,中國(guó)數(shù)學(xué)在某些方向已開(kāi)始進(jìn)入國(guó)際水平,“文革”后則元?dú)獯髠,?0年來(lái)在本國(guó)產(chǎn)生的數(shù)學(xué)研究難與西方相比,而留學(xué)生中杰出者遠(yuǎn)不如陳、華、周諸大師,又不愿全面回國(guó)。本國(guó)培養(yǎng)的博士生,質(zhì)素好的有相當(dāng)大部分放洋去國(guó),造成今日數(shù)學(xué)界的困境。
人才的引進(jìn)需要與本國(guó)的精英教育掛鉤。美國(guó)大學(xué)成功的重要因素在于本科生和研究生的培養(yǎng),也就是孔子說(shuō)的教學(xué)相長(zhǎng),有大師而無(wú)杰出的年輕學(xué)生,研究是無(wú)法深入的。沒(méi)有做學(xué)問(wèn)的熱情,沒(méi)有崇高的志愿,也不可能產(chǎn)生杰出的研究,這些熱情不是金錢(qián)可以購(gòu)買(mǎi)的。
這一段歷史給我們看到很多重要的事情,求學(xué)必須到精英薈萃之處認(rèn)真學(xué)習(xí)、不慕名利,教學(xué)相長(zhǎng),庶幾近之。
近年來(lái),中國(guó)高校學(xué)術(shù)抄襲、作假之事不斷,這種學(xué)風(fēng)不改,中國(guó)數(shù)學(xué)要趕上世界水平,恐怕還有相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間。
然而政府已經(jīng)決定對(duì)培養(yǎng)人才投入更多的經(jīng)費(fèi),希望在公元2020年前成為人才大國(guó),在經(jīng)費(fèi)充裕和年輕一代得到重用的背景下,我深信中國(guó)學(xué)術(shù)環(huán)境會(huì)有大改變,很快就會(huì)迎頭趕上最先進(jìn)的國(guó)家。但是百年樹(shù)人,一方面要大力投入,一方面也要有耐心,學(xué)問(wèn)才能做好。
近年來(lái)韓國(guó)和越南政府開(kāi)始大量投入基礎(chǔ)科學(xué)的研究,據(jù)估計(jì),明年世界數(shù)學(xué)家大會(huì)將會(huì)有從這些國(guó)家出身的年輕數(shù)學(xué)家得到菲爾茨獎(jiǎng)。他們的文化,與中國(guó)息息相關(guān),中國(guó)何時(shí)才能夠在本土培養(yǎng)出這種水平的數(shù)學(xué)家,固然是政府和我們老百姓所關(guān)心的事情。
反過(guò)來(lái)說(shuō),得到國(guó)際大獎(jiǎng)固是一個(gè)重要指標(biāo),但在基礎(chǔ)學(xué)問(wèn)或研究上,我們要看得更遠(yuǎn)更崇高,才能成就大事業(yè),儒家說(shuō)“天人之際”,中國(guó)學(xué)者能夠達(dá)到這個(gè)境界,始無(wú)負(fù)于古圣先賢的教誨!
作為一個(gè)中國(guó)數(shù)學(xué)家,看著我們有些有能力有才華的學(xué)者為了蠅頭小利,竟?fàn)幍妙^破血流,不求上進(jìn),使人感傷。很多有權(quán)位的學(xué)者,更以為自己代表泱泱大國(guó),可以傲視一切,看不起第三世界的學(xué)者。然而“學(xué)如逆水行舟,不進(jìn)則退”,學(xué)問(wèn)的評(píng)判自有其客觀性,我們面對(duì)有學(xué)問(wèn)的專(zhuān)家時(shí),自然知道自己的長(zhǎng)處和缺點(diǎn)。
漢唐時(shí)代,中國(guó)不單是經(jīng)濟(jì)軍事大國(guó),也是文化大國(guó),亞洲國(guó)家稱(chēng)中國(guó)為父母之國(guó)。經(jīng)過(guò)60年的建設(shè),中國(guó)終于成為經(jīng)濟(jì)大國(guó),在世界強(qiáng)國(guó)環(huán)伺下,舉足輕重。然而在數(shù)學(xué)研究上,我們遠(yuǎn)遠(yuǎn)比不上上世紀(jì)40和60年代陳、華領(lǐng)導(dǎo)的光景。
今日中國(guó)數(shù)學(xué)的前途,端賴(lài)于年輕一代數(shù)學(xué)家的培養(yǎng),研究生的培養(yǎng)則溯源于中學(xué)生的教育。歷史上數(shù)學(xué)名家都在30歲前發(fā)表過(guò)重要工作,望政府留意焉。
50年前我讀《紅樓夢(mèng)》,雖然“不解其中意”,但是賈寶玉說(shuō)“何我堂堂須眉,誠(chéng)不若彼裙釵哉?”使我感慨良深。
今日我們?cè)谇迦A園重新燃燒起我國(guó)人對(duì)數(shù)學(xué)的熱情,讓我們忘記了名利的追求,忘記了人與人間的糾紛,校與校間的競(jìng)爭(zhēng),國(guó)與國(guó)間的競(jìng)爭(zhēng)。讓我們建立一個(gè)為學(xué)問(wèn)而學(xué)問(wèn),一個(gè)熱烈追求真和美的數(shù)學(xué)中心,也希望在中央和學(xué)校的支持下,在我們國(guó)內(nèi)外朋友的幫助下,讓這個(gè)重新燃起的火光永恒不熄,也讓我們一起在數(shù)學(xué)史上留下值得紀(jì)念的痕跡。