左圖 吳文。ㄕ玖⒄撸┰诮o學(xué)生授課。右圖 吳文俊翻閱數(shù)學(xué)書籍。(資料圖片)
人物小傳
吳文俊,1919年出生于上海,1940年本科畢業(yè)于上海交通大學(xué),1949年獲法國國家博士學(xué)位,1951年回國。先后在北京大學(xué)、中國科學(xué)院數(shù)學(xué)所、中國科學(xué)院系統(tǒng)所、中國科學(xué)院數(shù)學(xué)與系統(tǒng)科學(xué)研究院任職。吳文俊是我國著名數(shù)學(xué)家、中國共產(chǎn)黨優(yōu)秀黨員、中國科學(xué)院院士,他對數(shù)學(xué)的主要領(lǐng)域拓?fù)鋵W(xué)作出了重大貢獻(xiàn),開創(chuàng)了嶄新的數(shù)學(xué)機(jī)械化領(lǐng)域,獲得了首屆國家最高科技獎(jiǎng)、首屆國家自然科學(xué)一等獎(jiǎng)、有東方諾貝爾獎(jiǎng)之稱的邵逸夫數(shù)學(xué)獎(jiǎng)、國際自動(dòng)推理最高獎(jiǎng)Herbrand自動(dòng)推理杰出成就獎(jiǎng)。
吳文俊,1919年5月12日生于上海,2017年5月7日逝于北京。5月11日,吳文俊先生遺體告別儀式在八寶山舉行。數(shù)學(xué)大師吳文俊用98載光陰,書寫了一段享譽(yù)世界的中國數(shù)學(xué)家傳奇。
國際數(shù)學(xué)界不乏年少成名的奇才,但很少有人能時(shí)隔數(shù)十年再創(chuàng)輝煌,更罕有人能在晚年開宗立派,劈開一個(gè)世界前沿的全新領(lǐng)域。
吳文俊做到了!
而立之年負(fù)笈海外,他引發(fā)了拓?fù)鋵W(xué)的“地震”,“吳公式”為現(xiàn)代數(shù)學(xué)武器庫再添神兵;花甲之年躬耕中土,他開拓了數(shù)學(xué)機(jī)械化的新領(lǐng)域,“吳方法”為人工智能走出低谷點(diǎn)燃了指路明燈。
引發(fā)“地震”的天才
數(shù)學(xué)是化繁為簡的科學(xué),吳文俊恰恰具備化繁為簡的天賦。
在送別吳先生的時(shí)候,中科院數(shù)學(xué)研究院執(zhí)行院長王躍飛依然對吳老的這份天賦贊嘆不已:“上世紀(jì)50年代,他做出了‘吳公式’,是拓?fù)鋵W(xué)的劃時(shí)代成果,非常簡潔漂亮!”
“吳公式”發(fā)表于1950年,而吳文俊1940年畢業(yè)于上海交通大學(xué)。這10年并非一帆風(fēng)順——時(shí)值抗戰(zhàn),上海在淪陷區(qū),21歲大學(xué)畢業(yè)后,吳文俊有5年多都以中學(xué)教師的微薄薪資糊口,1945年8月份抗戰(zhàn)勝利后才迎來人生轉(zhuǎn)機(jī)。
1946年,吳文俊師從數(shù)學(xué)家陳省身,開始研究拓?fù)鋵W(xué)。
拓?fù)鋵W(xué)是現(xiàn)代數(shù)學(xué)的主要領(lǐng)域之一,它研究幾何圖形或空間在連續(xù)改變形狀后還能保持不變的一些性質(zhì)。法國現(xiàn)代數(shù)學(xué)家狄多奈稱拓?fù)鋵W(xué)是現(xiàn)代數(shù)學(xué)的女王。拓?fù)鋵W(xué)是著名的“難學(xué)”,而示性類理論研究拓?fù)鋵W(xué)中最基本的整體不變量,是拓?fù)鋵W(xué)中妙不可言的精品,堪稱“難學(xué)”中的“難學(xué)”。
會(huì)者不難,入門不久,吳文俊就展露出化難為易的天分。
1940年,美國數(shù)學(xué)家惠特尼發(fā)表了一個(gè)示性類的乘積公式,證明過程極其復(fù)雜。1947年,才學(xué)習(xí)拓?fù)鋵W(xué)不到一年的吳文俊,就給出了惠特尼乘積公式的簡短證明。陳省身見后大為贊賞,多次力薦,發(fā)表在世界頂尖數(shù)學(xué)期刊《數(shù)學(xué)年鑒》;萏啬嵩居(jì)劃就此證明寫一本專著,見到只有短短幾頁的吳文俊證明后說:“我的證明可以扔進(jìn)廢紙簍了!
1947年11月份,28歲的吳文俊赴法留學(xué),繼續(xù)拓?fù)鋵W(xué)的研究,僅用2年就獲取博士學(xué)位。他在這一領(lǐng)域的研究猛到什么程度呢?中科院院士林群曾經(jīng)笑言:拓?fù)鋵W(xué)在上世紀(jì)50年代前后鬧過五次“地震”,其中一次是由中國人“鬧”的,這個(gè)中國人就是吳文俊。
在拓?fù)鋵W(xué)研究中,吳文俊起到了承前啟后的關(guān)鍵作用。
他將原本處于起步階段的示性類概念由繁化簡,引入新的方法和手段,形成系統(tǒng)的理論。他引入一類示性類,被稱為“吳示性類”,還給出刻畫各種示性類之間關(guān)系的“吳公式”。此前,示性類的計(jì)算有極大困難。吳文俊給出了示性類之間的關(guān)系與計(jì)算方法,許多新的研究領(lǐng)域應(yīng)運(yùn)而生。這最終使示性類理論成為拓?fù)鋵W(xué)中最完美的一章。吳文俊還在拓?fù)鋵W(xué)中建立了“吳示嵌類”“吳示浸類”和“吳示痕類”的基本概念。
在吳文俊的影響下,研究拓?fù)鋵W(xué)的武器庫得以形成,這極大地推進(jìn)了拓?fù)鋵W(xué)的發(fā)展。許多著名數(shù)學(xué)家從吳的工作中受到啟發(fā)或直接以吳的成果為起始點(diǎn)之一,獲得了一系列重大成果。在20世紀(jì)50年代,國際數(shù)學(xué)大獎(jiǎng)只有菲爾茲獎(jiǎng),5個(gè)因拓?fù)鋵W(xué)獲得菲爾茲獎(jiǎng)的數(shù)學(xué)家引用過吳的工作,其中3位直接在獲獎(jiǎng)工作中使用了吳的成果。
而此時(shí)的吳文俊,早已于1951年8月份游子歸國,歐美數(shù)學(xué)界只留下他的傳說。1958年當(dāng)他重訪法國時(shí),朋友們對他說,“你若晚走幾個(gè)月,也許1954年的菲爾茲獎(jiǎng)就給你了”。
吳文俊回國后還繼續(xù)著拓?fù)鋵W(xué)的研究,并獲得1957年1月份頒發(fā)的1956年度首屆國家自然科學(xué)一等獎(jiǎng)。
矢志不渝的國士
有時(shí)候,笨方法才是好方法。在數(shù)學(xué)機(jī)械化的開拓中,吳文俊大巧若拙。
曾于上世紀(jì)80年代在吳文俊門下讀博的高小山,至今記得30年前已年過六旬的導(dǎo)師每天忙碌在中科院系統(tǒng)所計(jì)算機(jī)房的身影!八60歲才開始學(xué)編程,每天十幾個(gè)小時(shí)待在機(jī)房,若干年中,他的上機(jī)時(shí)間一直遙居全所之冠!爆F(xiàn)任中科院數(shù)學(xué)院副院長的高小山說。
那時(shí),吳文俊已開辟出數(shù)學(xué)機(jī)械化的新領(lǐng)域,其目標(biāo)很宏偉,是要讓計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)數(shù)學(xué)這種典型腦力勞動(dòng)的機(jī)械化。也就是說,要讓計(jì)算機(jī)來證明數(shù)學(xué)定理。在機(jī)房編程,正是為了驗(yàn)證他這方面的數(shù)學(xué)工作成果。
這個(gè)領(lǐng)域的工作,貫穿著吳文俊濃厚的愛國主義情懷。在吳文俊看來,這是中國古代數(shù)學(xué)思想的復(fù)興。
1977年春節(jié)期間,吳文俊首次用手算成功驗(yàn)證了他的機(jī)器證明幾何定理方法的可行性。其后不久,他將論文《初等幾何判定問題與機(jī)械化證明》發(fā)表于《中國科學(xué)》,這是他在數(shù)學(xué)機(jī)械化領(lǐng)域的開場作,并在附注中闡明其中的機(jī)械化思想起源于宋元時(shí)期中國數(shù)學(xué)家的創(chuàng)造。這是世界上首次實(shí)現(xiàn)了幾何定理的高效證明。
到了1984年,吳文俊又將他在數(shù)學(xué)機(jī)械化領(lǐng)域最重要的成果《幾何定理機(jī)器證明的基本原理》發(fā)表在中科院系統(tǒng)所主辦期刊《系統(tǒng)科學(xué)與數(shù)學(xué)》上。
“幾何定理的機(jī)器證明,是當(dāng)時(shí)世界數(shù)學(xué)界都無法解決的難題,被吳先生解決了,這帶來了類似洛陽紙貴的效果!敝锌圃簲(shù)學(xué)院系統(tǒng)科學(xué)研究所所長張紀(jì)峰回憶說,吳文俊將世界級的突破發(fā)表在中國期刊上,展現(xiàn)了他的愛國情懷,當(dāng)時(shí)國外很多科學(xué)家得知吳文俊的突破,卻苦于看不到中國期刊,不得不打電話求傳真,以至于中科院系統(tǒng)所的傳真機(jī)都燒壞了。后來,為便于大家學(xué)習(xí)吳文俊開創(chuàng)的新方法,國際自動(dòng)推理權(quán)威期刊JAR破例將這篇30多頁的論文重新刊登一遍,并專門撰文評價(jià)吳的論文“不僅建立了幾何高效推理的基礎(chǔ),而且建立了一個(gè)杰出的標(biāo)準(zhǔn)來衡量以后出現(xiàn)的幾何定理證明器”。
在晚年的這一系列研究中,吳文俊提出了幾何定理機(jī)器證明的“吳方法”,微分幾何的定理機(jī)械化證明方法,方程組符號(hào)求解的“吳消元法”,全局優(yōu)化的有限核定理,建立了數(shù)學(xué)機(jī)械化體系。
吳文俊開創(chuàng)了現(xiàn)代數(shù)學(xué)史上一個(gè)由中國人原創(chuàng)的研究領(lǐng)域——數(shù)學(xué)機(jī)械化,實(shí)現(xiàn)將繁瑣的數(shù)學(xué)運(yùn)算證明交由計(jì)算機(jī)來完成的目標(biāo),產(chǎn)生了巨大的國際影響。這一理論后來被應(yīng)用于多個(gè)高技術(shù)領(lǐng)域,解決了曲面拼接、機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)視覺、機(jī)器人等高技術(shù)領(lǐng)域核心問題。1986年,國際人工智能領(lǐng)域最權(quán)威雜志《人工智能》曾刊出一本300多頁的“吳方法”論文專輯,里面全是“吳方法”在人工智能各領(lǐng)域的運(yùn)用。
1997年吳文俊獲得國際自動(dòng)推理最高獎(jiǎng)“Herbrand自動(dòng)推理杰出成就獎(jiǎng)”。授獎(jiǎng)詞中提到,幾何定理自動(dòng)證明在“吳方法”出現(xiàn)之前進(jìn)展甚微,“在不多的自動(dòng)推理領(lǐng)域中,這種被動(dòng)局面是由一個(gè)人完全扭轉(zhuǎn)的”。吳文俊的工作使得“幾何定理證明的研究已全面復(fù)興,變?yōu)樽詣?dòng)推理界最活躍與成功的領(lǐng)域之一”。
潤物無聲的大師
桃李不言,下自成蹊。真正的大師,會(huì)在潤物無聲中悄然圈粉。
自1951年歸國后,吳文俊除第一年在北京大學(xué)任數(shù)學(xué)教授外,此后數(shù)十年,一直在中國科學(xué)院系統(tǒng)工作,堪稱德高望重,圈粉無數(shù)。
吳文俊是一個(gè)特別低調(diào)謙遜的人。
他的弟子高小山,1988年博士畢業(yè)后得到美國大學(xué)邀請去做博士后,赴美后才從美國教授處得知,這是吳文俊此前訪美時(shí)對他大加推薦的結(jié)果!皡窍壬鷱膩頉]跟我說過這些。”
對于自己給別人的幫助,吳文俊總是覺得不值一提,然而對于別人給自己的幫助,他卻時(shí)刻銘記在心。
吳文俊也是一個(gè)淡泊名利的人。
2001年2月份,吳文俊獲得了2000年度首屆國家最高科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng),獎(jiǎng)金高達(dá)500萬元。“吳先生把獎(jiǎng)金中的100萬元拿出來設(shè)立了數(shù)學(xué)與天文絲路基金,支持對古代中國數(shù)學(xué)史的研究,也支持偏遠(yuǎn)地區(qū)研究者的工作,我國西部地區(qū)不少數(shù)學(xué)家因此得到迅速成長!敝袊茖W(xué)院數(shù)學(xué)院黨委書記、副院長汪壽陽說,“他是杰出的學(xué)者,偉大的導(dǎo)師,永遠(yuǎn)的楷!。
吳文俊還是一個(gè)充滿赤子之心和創(chuàng)新激情的“老頑童”。
2001年,吳文俊在中國科協(xié)年會(huì)上作報(bào)告時(shí)說:“創(chuàng)新是科學(xué)的生命。我不希望中國科學(xué)家像一些歐美科學(xué)家那樣‘早熟早衰’。取得成績就不見了哪行?只要活著就要?jiǎng)?chuàng)新!
大師遠(yuǎn)行,恩澤尤深。化繁為簡、大巧若拙的吳文俊,是一位真正的數(shù)學(xué)大師,在他開宗立派的數(shù)學(xué)機(jī)械化領(lǐng)域,一大批后來者正在砥礪前行。