“为国争辉南通人”特别报道58丨“五院院士”李大潜:渴望中国数学领域出现更多“参天大树”|南通发布

▲9月13日《南通日报》头版

以别开生面的研究和实践,投身“数学大国”迈向“数学强国”的历史征程——

李大潜:渴望在中国数学领域出现更多“参天大树”

  

■他头顶“五院院士”的光环,数十年如一日在应用数学领域辛勤耕耘,成就斐然。在他的参与及推动下,一些重大的国际数学盛会先后在中国召开,越来越多的中国数学家登上了国际数学的最高学术舞台。

【人物名片】

李大潜,1937年生于江苏南通,复旦大学数学科学学院教授,研究领域为偏微分方程、控制理论、工业应用数学。曾获国家自然科学奖二等奖,何梁何利基金科学与技术进步奖,华罗庚数学奖,国际工业与应用数学联合会苏步青奖,法兰西国家荣誉军团骑士勋章及法国巴黎十二大名誉博士称号等。

8月27日,距离开学还有不到一周时间。像往常一样,李大潜一早就来到位于复旦大学光华楼的办公室,翻开即将付印的最新版上海市高中数学教材,逐行逐句进行校阅。

从教60多年,从这位中国科学院院士门下,走出了中国科学院院士,走出了北京大学、复旦大学等知名大学的20多位教授,所培养的研究生、博士后更是已逾半百。现在,李大潜却在繁忙的科研任务中,挤出大把时间给中学生编写教材,“把令人望而生畏、高不可攀的数学变得可爱可亲,让孩子们感到数学既有趣又有用,这是我们努力的方向。”作为主编,整个暑假他都在边看书稿边改进。

多年来,李大潜一直深耕在应用数学领域,这与他“文革”期间在工厂里的三年经历密不可分。“每天和工人、技术人员一起劳动和工作,我发现工厂里很多迫切需要解决的问题,实际上都是数学问题。”为了有效地解决这些问题,李大潜自学了有关的工科知识并系统学习了多门大学物理学和力学课程,再结合他已有的数学根底,解决了应用中的不少问题。正是这段经历,让一个埋头理论研究的工作者,逐步走向应用数学的广阔天地。

上世纪60年代,我国石油资源紧缺。李大潜回忆,当时上海的公共汽车上全都顶着个大气包,里面装着液化气用来驱动汽车。石油藏在地底下,油分子藏在岩石细微的孔隙里,看不见,摸不着。怎么为油田探明储量、确定开采的方案?凭借此前的理论积淀,李大潜从1974年开始数次到油田考察,带领团队建立了电阻率测井的数学模型和方法,成功地用于油田开发的实践。“事实证明,这种以问题驱动的研究方向是非常有生命力的。”这一应用成果,填补了当时的国内空白,在此后30多年里,不仅一直发挥着作用,而且还带动了一些新课题的理论研究。

如果说人生的前四十年,让李大潜从一个理论研究者变成应用数学专家,那么1979年走出国门便是为他打开了一扇敞亮的窗口。在法国,他亲眼看到了走在数学先进行列的国家是怎样开展研究的。“大开眼界的同时,我也坚定了进一步搞好应用数学的信心和决心。”从那时起,李大潜决定,无论如何都要把根扎在国内,“不但要融入到国际数学发展的主流中去,更要在中国的土地上,带领我们自己的队伍,通过我们的工作,让国家变得更强大”。

令李大潜备感欣慰的是,今天中国的数学研究已经迎头赶上国际先进水平,跻身“数学大国”之列。2002年以来,中国先后承办了国际数学家大会、国际工业与应用数学大会等国际数学界的盛会,越来越多的中国数学家登上国际数学的最高学术舞台,展示了风采。他为曾作为中国数学学会副理事长及中国工业与应用数学学会理事长,能参与及推动这些重大的国际数学活动感到庆幸与骄傲。凭借他在应用数学领域作出的突出贡献以及他在推动国际工业与应用数学发展方面的出色工作,2015年李大潜荣获国际工业与应用数学大会颁发的国际应用数学大奖——“苏步青奖”。

“虽然我们已经是当之无愧的数学大国,但离成为数学强国,还有很长的路要走。”李大潜说,这个战略目标的实现不可能一蹴而就,需要几代人的持续奋斗。“我们的数学家,要多做一些别开生面的工作,不但要发表的论文数量多、质量好,还要能引领国际数学发展的潮流,栽下我们自己的‘参天大树’,让别人都跟着我们走,把‘果子’结到我们的树上来。”

朝着数学强国的目标,李大潜砥节砺行,不断进取。他透露,自己的一本研究双曲系统边界同步性的英文专著即将在海外著名出版社出版。“同步性是一个非常普遍的自然现象,在东南亚的丛林里,几百万只萤火虫没有任何人指挥,却能同时发光,同时熄灭,这就是同步;再比如,人体心脏的起搏细胞数以万计,它们必须同时作用,心脏才能跳动。”基于这种“同步性”总结出的规律,今后的应用前景将是十分广阔的。

今天,李大潜不但是中国科学院院士,同时也是发展中国家科学院院士、欧洲科学院院士、法国科学院外籍院士和葡萄牙科学院外籍院士,是久负盛名的法国科学院中迄今为止唯一的一名中国籍数学家。身披“五院院士”的光环,这位数学大家却说:“我知道我是从哪儿走出来的,我深深怀念并衷心感谢我的老师们,感谢他们的培养与教育。”他永远记得在他初一第一次数学测验逞强提前交卷只考了18分的时候,开先例免去戒尺处罚、使他对数学的兴趣信心得以保全的中学老师达思耕;也永远不会忘记,言传身教告诉自己做学问“贵在坚持”的苏步青先生以及“做学问要越做越好”的谷超豪先生。

2001年起,李大潜在母校南通中学设立了馥华奖学金,由他亲自参与选拔,到目前已经奖励了上百名品学兼优、富有创新精神的学子。近20年的悉心浇灌结出累累硕果:其中好几个学生在李大潜的影响下考入复旦数学学院学习,均表现突出,名列前茅,其他学生也在各自的专业领域里崭露头角。

“张謇先生曾有‘父教育、母实业’的提法,这说明教育和实业是驱动南通发展的两个轮子。希望教育这一个发展的轮子能得到更大的重视和支持,给南通的持续快速发展带来源源不断的动力和后劲。”李大潜把自己的八字座右铭“志存高远,心逐平和”赠与家乡学子,勉励大家脚踏实地,带着一颗平常心努力学习,为自己一生的发展打下坚实的基础。

【记者手记】
守得初心,方得始终

采访之前拟了一份提纲发过去,没想到在采访当天竟收到厚厚一叠手写的回答。82岁的数学家,在每一张的右上角都标注了页码,整整14页。很惭愧,相较之下,自己采访前所做的功课显得过于浮皮潦草。

9岁升入初中,15岁考入复旦,在多数人眼中,这就是一个不折不扣的天才。可在与李大潜先生促膝详聊后,我觉得,“天才”的头衔不应该就这样加之于他,因为分量未免太轻,以致于抹煞了他这么多年里所流过的汗水。

和很多大家一样,李大潜也是在青少年时期就找到了自己的兴趣所在,树立了远大志向。但要成大事,仅有一颗赤子之心是不够的,难得的是,无论顺境、逆境,李大潜都守住了这份初心。“文革”时期,学校停课,他就利用下放工厂的机会自学大学物理、机械课程、计算机和法语。到法国留学后,他选择回国扎根,悉心栽培属于中国数学自己的“大树”。如今到了耄耋之年,他依然带头冲在科研一线,对弟子倾囊相授,带他们做大量开创性的研究。恩师苏步青的“贵在坚持”四字,贯穿了李大潜不懈奋斗的大半生,成为他治学、为人始终不变的遵循。

不可能人人都是天才,都能像李大潜这样在一个领域里做出开天辟地的大事。但如果能够抱着一份初心,不浮躁,不跟风,踏踏实实走自己一开始就认准的那条路,那么,就算沿途没能长出那么多参天大树,是不是也该能收获满园芬芳?

【李大潜院士对记者采访提纲给出的书面答复】

1、您讲从事数学研究是因为兴趣。青少年时期,有没有一些难忘的经历,培养了您对数学的兴趣?

要献身科学,一辈子从事有关的教学与研究工作,如果没有对这门学科的深入了解和强烈兴趣,是根本不可能的。要从事数学研究,也是如此。这种兴趣,是从中小学时代逐步养成的。我出生于南通,在南通接受了良好的中小学教育,先后在大王庙小学(后改为城南小学,又改为城中小学)学了五年,跳级考入商益中学(现为启秀中学)念了三年初中,后考入南通中学高中部学了三年。我对数学的爱好和兴趣是和我中学时代的学习及老师们的谆谆教诲分不开的。现在回过来想一想,下面几点应该说是起了关键作用的:

1)我的老师们用朴实无华的方式给我讲清了有关数学内容的基本概念和知识,不添油加醋,不故弄玄虚,不要我们求解一些偏僻无意义的难题及怪题,也从不教给我们“解题的诀窍”,使我们能好地掌握数学的基本内容,对数学有了一种亲和力,不断增强了学好数学的信心,提高了学习的兴趣,也推动了我们在课后自觉自愿地加强一些数学的训练,使数学的学习不断地得到深化。

2)课外的阅读及学习打开了自己的视野,使自己看到数学课堂及教本中所讲的那些看似枯燥无味的定理和结论,在实际生活中有着众多生动活泼的启示和应用,一下子都活了起来。“为什么三条腿的桌子最稳?”“河对岸有一棵树,人不过河,怎么测得它的高度?”这些问题过去从来没有想过,但却和几何、三角这些科学有着密切的关系,了解了这一些,学习数学的积极性一下子就大大提高了。当时刚刚出版的《趣味几何学》这本书,是苏联的著名通俗作家别莱利曼写的,很具体、生动,读后有一种顿开茅塞、豁然开朗的感觉,当时内心的激动实在是难以言表。

3)我在由小学五年级跳级考上初一的第一次数学测验中,因为逞能抢交头卷,只得了18分。按规定,离及格60分差42分,要被老师用戒尺打42下手心,这将是一个奇耻大辱!当时我只有9岁,吓得当场大哭。达思耕老师平时是以严格著称的,这次却法外开恩,免了打我的手心。这不仅顾全了我的体面,而且保全了我学好数学功课的信心与决心。我能以数学为毕生从事的事业而且一直走到现在,达思耕老师当时的一念之仁实在是功能无量,也使“严师”这个称号与对学生的关爱与宽容有机地结合了起来。毕竟,摧毁一个学生的兴趣与自信心可能只是“举手之劳”,但后果确实难以估量。

4)我从初中的后期,开始了对数学的自学,包括课外阅读、做课外题、做一些小的数学探索等等,并逐渐形成了习惯。这对我进一步提高学习数学的兴趣,提升学习数学的能力,均起了极大的作用。在高中学习的后期,可以说我对数学的学习已逐步走上了高一级的层次:从单纯培养“分析与解决问题的能力”,逐步开始重视培养“发现与提出问题的能力”,这对于后来很快适应大学阶段的学习生活,无疑起了重大的作用。

5)我在课外学习中,曾考虑过将物理课中所教的半圆的重心公式用数学方法加以证明,但却无功而返。后来听徐质夫老师说,这只有用微积分才能解决,才知道世界上竟还有微积分这样一门威力无穷的学问,也才知道在中学里尽管学那么多初等数学,而且自认为学得很好,但其效能还毕竟非常有限,在数学领域里还有很多值得深入学习的内容。这使我增加了对进一步学习高等数学的渴望,并最终将我引入了数学的殿堂。

今天,虽然我成了一个数学家,成了一名中国科学院的院士,成了久负盛名的法国科学院中唯一一名中国籍的数学家,但我知道我是从哪儿走出来的,我深深怀念并衷心感谢我中学时代的老师们,感谢他们的培养与教育。我也深深怀念和感谢我中学时代的众多学友,他们是和我一起并肩成长的。

2、您此前曾为石油开发中的电阻率测井建立了一套数学模型和方法,在大庆油田等十多个油田中推广使用至今。在您看来,理论的研究是不是要紧密结合实际应用?您怎么看待理论和应用之间的关系?

和其他所有科学一样,数学是从人们的实际要求中产生的,是从丈量地段面积和衡量器物容积,从计算时间,从制造工作中产生的。数学发展的根本原动力,它的最初的根源,不是来自它的内部,而是来自客观实际的需要。一直到现代,客观实际的迫切需要,仍旧是数学发展的强大的推动力。二战中因战争需求的推动,产生了一大批新兴的数学学科;现在信息化社会中对数学方法的迫切需求,都充分地说明了这一点。但是,数学的思想方法还有另一个重要的特点,就是一旦形成了基本的概念和方法,不再需要实际需求的刺激,单凭解决数学内部矛盾这一需求的推动,单凭抽象的数学思维,数学也可以大踏步地向前推进,而且所得到的结论还可以成功地接受后来实践的检验,充分显示出数学的巨大威力。数学上的一些猜想,例如费尔马大定理、庞加莱猜想及黎曼猜想等等,能够引起大家广泛的兴趣和重视,原因也就在这儿。由于数学有这样两方面的特点,由于不同的数学家在研究问题时往往各自有不同的侧重面,就有了纯粹数学与应用数学这样的提法。但是,数学学科本质上是一个统一体,世界上只有一个数学。纯粹数学与应用数学之间找不到一条明确的分界线,它们之间也往往相互转化,是一种你中有我、我中有你的关系,不必把门户分得太清楚,相反,互相间应该取长补短、比翼齐飞,以求达到双赢,把我们国家的数学真正搞上去。主要搞理论研究的,要关注实际的应用,并在可能的情况下重视将理论成果向实际应用的转化;而主要搞应用研究的,要重视提升自己的理论素养,并注意不断将自己的研究成果提到理论的高度,在更广的层面上显示其威力。

像你提到的“电阻率测井的数学模型与方法”项目,是我在上个世纪70-80年代早期的工作。它在石油开发中有重要的应用价值,但从数学方法的内涵上,仍根植于我自己多年在理论上的积淀,而且在此基础上还提出了“等值面边值问题”和“边界条件均匀化”等新的概念,在理论研究方面也有了新的突破。这充分说明,关注国家的迫切需要,关注数学理论的实际应用,并在此基础上推动数学理论的进一步发展,这种以问题驱动的应用数学研究方法是很有生命力的。

3、您接受采访时讲过一句话:“个人的前途、命运总是和国家的前途、命运联系在一起的。”这个感悟是不是您从自己这么多年来的一个职业生涯中凝练而来的?

这是一个基本的事实,更是一个根本的觉悟。但是,“不识庐山真面目,只缘生在此山中”。生活在国内,一切顺顺利利没有经过沧桑的年轻人往往不容易认识到这一点。我们到了国外,见到很多华侨,他们的一个共同的深刻感受是:国家强大了,他们的腰杆子也硬了。我们自己的经历也清楚地说明了这一点。

我上世纪五十年代初在南通中学念高中的时候,有一大半老师都是我父亲当年在南通中学读书时的同学,他们都毕业于清华、浙大等著名的高等学府,当时都是一些才华横溢的学习精英。他们大学毕了业,但由于日寇侵犯,整个中华已放不下一张平静的书桌,只能不约而同地返回故里,在自己的母校将培养教育年轻的学生作为自己终生的职业。他们培养和造就了我们,但却失去了进一步发展成才的可能性,绝不是因为他们不够聪明、不够努力,而恰恰是因为我们的国家积贫积弱,一直处于任人欺凌的地位。对照我们父辈的经历,我们怎能不为我们国家逐步强大而感恩、而自豪呢?!我们自己虽然不是运动员,更没有任何取得比赛冠军的经历,但我们有时也可以感受到站在领奖台上,五星红旗在我们身后冉冉升起时的激动,那就是我们承担了一些国际学术组织的领导工作,当选为一些国家的院士,得到一些国际性的学术荣誉,或是应邀在一些重大国际会议上做邀请报告的时刻。

但在自己兴高采烈的同时,我更深深地懂得,根本的原因是我们的国家已经强大了,任何国际学术的组织和会议,如果没有中国的学者参加或参与,如果没有中国的介入和支持,就谈不上真正有重要的国际影响;而我们自己能够置身其中,表面上看起来神气,但不过是一种偶然性,是一个运气或缘分罢了。从这个意义上说,我们每一个人都要努力使我们的国家更加强盛、更加美好。

4、中国作为“数学大国”,今天在国际数学研究中处在一个什么样的地位?向“数学强国”迈进,您觉得还要做哪些努力?

数学是我国人民擅长的学科,在中华的大地上曾造就了光辉灿烂的数学文明,并在数学史上留下了不朽的篇章。改革开放以来,我国的数学家努力学习西方先进的数学,迅速弥补了历史形成的差距,逐步赶上了国际数学的先进水平,也让世界更好地了解了中国的数学。现在,我们可以自豪地说:中国已经走进了数学大国的行列,正在满怀信心地建设一个数学强国。

为什么说中国已经走进了数学大国的行列呢?先谈一下国际数学家大会。这是国际数学界最高水平的盛会,每四年举办一次,首次大会于1879年在瑞士苏黎世召开。这个会上组织的20多个一小时大会报告及200多个分专题的45分钟报告,标志着当代数学科学的重要发展和最新成就,备受瞩目。这个跨时100多年的盛会,在改革开放之前,可说是基本上与中国数学家绝缘,但从1982年开始至今,已先后有两位中国大陆学者受邀作一小时大会报告、30位中国大陆学者受邀作45分钟报告,标志着中国数学家已开始登上国际数学的最高学术舞台,并展示了自己的风采。我们还在北京成功主办了2002年的国际数学家大会,这是新世纪的首次国际数学家大会,也是首次在中国、首次在发展中国家举办的国际数学家大会,意义是深远的。

再谈一下国际工业与应用数学大会。这是与国际数学家大会相得益彰的国际应用数学方面的盛会,也是每四年举办一次,首次会议于1987年在法国巴黎召开。每次邀请的一小时大会报告有二十多个,介绍最具影响及标志性的前沿成果。从1995年第三届开始,我国数学家已被邀请作一小时大会报告,且从2007年开始,作大会报告的中国数学家每次达到2人甚至3人,已占有很大的比例。自2003年起,国际工业与应用数学联合会在已有的拉格朗日奖、麦克斯韦奖等四个国际应用数学大奖外,已决定增设苏步青奖,奖励在数学对新兴经济和人类发展的应用方面作出突出贡献的个人。这是以我国数学家命名的第一个国际性大奖,是我国广大数学工作者的光荣和骄傲。2015年,我们还在北京成功主办了第八届国际工业与应用数学大会,这也是首次在中国、在亚洲、在发展中国家举办的国际工业与应用数学大会。在这次大会上我还荣幸获得苏步青奖这一国际应用数学的大奖。

回顾这些年来我们国家的数学不断突破、迅速发展的事实,我们对振兴中国数学、奔向数学强国的目标充满了信心。从数学大国到数学强国,看来只是一字之差,但体现的是一个战略发展目标,应该是一个历史阶段的奋斗历程,是不可能一蹴而就的。如果光看数学家的人数、发表论文的篇数、数学教学和科研单位的设置、后备的人才队伍乃至数学基金的支持力度,中国是当之无愧的数学大国,甚至是超级大国。但一个国家的数学强不强,不能光看这些,而要看它的学术成果在国际上的引领作用是怎么样的。对于我们国家来说,要想成为数学强国,在科研成果上就应该有自己的参天大树,就要能引领国际数学研究的潮流,以我们为主导,让其他人跟着我们做,把他们的果子结到我们自己的树上,这才是成为数学强国的目标。

从现在来看,要实现这一目标,无疑还需要假以时日,这对我们数学家提出了更高的要求,就是多做别开生面的工作,让人家不但认可你,还心甘情愿地跟着你做。这样的成果多了,日积月累,离数学强国的目标也就愈来愈近。从人类历史的发展来看,一个国家数学领域领袖地位的形成,通常都要经过好几代人的认真积累,不是靠造势说来就来的。既然是一个历史阶段的奋斗目标,就要在科研风气和环境氛围上多下功夫。在宽松而进取的政策支撑下,杰出的人才肯定出得来,我们数学发展的前景必将光辉灿烂。

5、这些年您虽然不在家乡,但一直心系家乡发展,今年南通中学110周年华诞还作为校友参与捐资设立了通中教育发展基金。对家乡的教育事业发展,您有怎样的期盼?对家乡的学子,可以提一些希望和寄语吗?

我虽然常年不在南通,但一直心系生我养我教育我成长的家乡、母校和亲人。现在交通很方便,我也不时有机会回到家乡、回到母校,看望老师、亲人和朋友。从2001年起我在南通中学设立了馥华奖学金,奖励那些对学习富有激情、立志献身科学、服务社会、报效祖国、造福人类的同学,至今已近二十年了,还将继续下去,希望能为广大的通中同学树立一面旗帜,使通中的优良学风与光荣传统进一步发扬光大。

张謇先生曾有南通“父教育、母实业”的提法,这说明教育和实业是驱动南通发展的两个轮子。希望教育这一个发展的轮子能得到更大的重视和发展,给南通市的持续快速发展带来源源不断的动力和后劲,使南通市的未来更加美好。

希望南通地区的学子安心学习,脚踏实地,既要有一个高远的志向,又要有一颗平常心。因此,我要将我的八个字的座右铭赠送给他们,它们是“志存高远,心逐平和”。谢谢。


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