太湖的西北和東南
在十九世紀(jì)后期和二十世紀(jì)初期,中國東部太湖流域人才輩出,誕生了許多位大師級的人物,猶如兩宋時(shí)期的鄱陽湖流域。太湖的北岸和南岸分別是江蘇的蘇、錫、常和浙江的杭、嘉、湖這六座城市,可謂是中國百姓口中傳誦的“魚米之鄉(xiāng)”,也是文人墨客詩詞里所贊美的“江南”。
一九一○年十一月十二日,數(shù)學(xué)奇才華羅庚出生在常州市金壇縣的一個(gè)小商人家庭。他的父親出身學(xué)徒,經(jīng)過多年艱苦努力,擁有了三家規(guī)模不等的商店,一度擔(dān)任縣商業(yè)絲會的董事。不料后來一場大火把大店燒個(gè)精光,接著中店也倒閉了。等到羅庚出世時(shí),華家只剩下一爿經(jīng)營棉花的小店了。
金壇在太湖西北方向,而在太湖東南方向,一個(gè)叫秀水(嘉興)的縣城里,在羅庚出世不到一年,即一九一一年十月二十八日,也誕生了一位非凡的天才,日后注定要成為羅庚的室友、同行和競爭對手。此人姓陳,名省身。與羅庚的家庭背景不同,省身的父親是個(gè)讀書人,中過秀才。有了兒子以后,做父親的考入了杭州的法政學(xué)校。畢業(yè)后進(jìn)入司法界工作,很少回家。省身跟著疼愛他的祖母和小姑識字讀文。有一次父親回嘉興過年,教會他阿拉伯?dāng)?shù)字和四則運(yùn)算,并留下了一套傳教士編的《筆算數(shù)學(xué)》,沒想到小小年紀(jì)的省身竟然能做出書中的大部分習(xí)題,并由此對數(shù)學(xué)產(chǎn)生了興趣。 由于家庭的溺愛,省身只讀了一天小學(xué)。進(jìn)入秀州中學(xué)高小部后,除了能做相當(dāng)復(fù)雜的數(shù)學(xué)題以外,省身也非常喜歡國文,課余還能讀些《封神榜》等閑書,文學(xué)氣質(zhì)獲得熏陶,他甚至在?习l(fā)表了兩首自由體的詩作。一九二二年,他的父親轉(zhuǎn)任天津法院,全家從此離開了嘉興。
就在陳家北上的那年,羅庚進(jìn)入了金壇初級中學(xué)。他在小學(xué)時(shí)因?yàn)樘詺獬煽冇悬c(diǎn)糟糕,只拿到一張修業(yè)證書。不過,從第二年開始,數(shù)學(xué)老師便對羅庚另眼相看了。三年級時(shí),羅庚已著力簡化書中的習(xí)題解法,他在國文方面同樣有所長進(jìn),并對古體詩歌感興趣。初中畢業(yè),羅庚考進(jìn)了教育家黃炎培在上海辦的中華職業(yè)學(xué)校商科,相當(dāng)于今天的初中中專,學(xué)費(fèi)全免,只需付食宿和雜費(fèi)。
那一年是一九二六年,小一歲的省身在天津從詹天佑任董事的扶輪中學(xué)(今天津鐵路一中)畢業(yè),他跳過大學(xué)預(yù)科,直接進(jìn)入南開大學(xué)。而羅庚雖在上海市珠算比賽中獲得第一名,卻由于家庭經(jīng)濟(jì)困難輟學(xué),回家?guī)透赣H站柜臺。十六歲那年,他與同城的一位吳姓姑娘成了親,而省身完婚已二十八歲,早獲得洋博士并榮任大學(xué)教授了。值得一提的是,年輕時(shí)的羅庚相貌周正、身材魁梧。婚后第二年,妻子生下一個(gè)女兒,可是,羅庚依然喜歡看數(shù)學(xué)書和演算習(xí)題,有時(shí)看書入迷忘了接待顧客,老父知道后不由得怒火中燒。
又過了一年,以前賞識羅庚的初中老師王維克從巴黎大學(xué)留學(xué)歸來,擔(dān)任金壇中學(xué)校長,他看到羅庚家庭困難同時(shí)又好學(xué),便聘請他擔(dān)任學(xué)校會計(jì)。這位王校長雖然學(xué)理,曾聽過居里夫人的課,卻也是個(gè)有成就的翻譯家,是意大利詩人但丁的《神曲》和印度史詩《沙恭達(dá)羅》的第一個(gè)中文譯者。那時(shí)的中學(xué)老師不僅學(xué)識高,且對學(xué)生有一顆真誠的愛心。此前的校長韓大受也出版過《訓(xùn)詁學(xué)概論》等多部著作,在做人學(xué)習(xí)等方面循循教導(dǎo)學(xué)生,F(xiàn)在羅庚被認(rèn)為是自學(xué)成才的典范,其實(shí)他在初中階段就已廣受教益,這一點(diǎn)是如今的教育制度難望其項(xiàng)背的。
可是,正當(dāng)王校長準(zhǔn)備提拔羅庚,讓他擔(dān)任補(bǔ)習(xí)班的數(shù)學(xué)教員時(shí),華家的不幸卻接踵而至。先是母親得了子宮癌去世,接著羅庚患上傷寒癥,臥病在床半年,后來雖然被救活,卻落下了殘疾,走路需要左腿先畫個(gè)圓圈,右腿才能跟上,被人戲稱為“圓規(guī)與直尺”?墒,也正因?yàn)橥鹊臍埣,更?jiān)定了羅庚攻讀數(shù)學(xué)的決心。否則的話,聰明的羅庚對自己的人生之路也許另做抉擇。那年十二月,上海的《科學(xué)》雜志以讀者來信的方式發(fā)表了羅庚的論文《蘇家駒之代數(shù)的五次方程式解法不能成立之理由》,從此改變了他的命運(yùn)。
說到五次方程的一般解,自從十六世紀(jì)的幾個(gè)意大利人解出了三、四次方程以后,便成為數(shù)學(xué)家最渴望解破的難題。直到一八二四年,挪威青年阿貝爾證明此類一般解并不存在?墒堑搅艘痪哦拍,上海的《學(xué)藝》雜志卻刊登了一篇論文《代數(shù)的五次方程式之解法》。行家一看就知道不對,但卻沒人去挑毛病。年輕無名的羅庚卻認(rèn)真地拜讀并琢磨,終于發(fā)現(xiàn)有一個(gè)十二階的行列式計(jì)算有誤,遂撰文陳述理由并否定了“蘇文”的結(jié)果,他也因此一舉成名。清華大學(xué)算學(xué)系主任熊慶來讀到羅庚的文章,和同事們暗自高興,經(jīng)過打探,找到羅庚并向他發(fā)出了邀請。
那年羅庚年方二十,而十九歲的省身即將從南開大學(xué)畢業(yè)。入讀南開之前,省身便因?yàn)樵撔5耐l(xiāng)老師、數(shù)學(xué)史家錢寶琮的緣故,與數(shù)學(xué)更親近了。錢寶琮和省身父親是中學(xué)同學(xué),后來留學(xué)英國。那時(shí)的南開理學(xué)院新生不分系,有一次上化學(xué)課,老師要求吹玻璃管,省身面對玻璃片和火焰一籌莫展,后來雖勉強(qiáng)吹成,但他卻嫌太熱用冷水去沖,結(jié)果玻璃管當(dāng)即粉碎。這件事對省身觸動很大,他發(fā)現(xiàn)自己動手能力差,于是決心放棄理化獻(xiàn)身數(shù)學(xué)。很快,省身得到了系主任、哈佛大學(xué)博士姜立夫先生的賞識,對幾何學(xué)萌生了興趣。畢業(yè)前夕,他考上清華大學(xué),成為中國第一個(gè)研究生。
從清華園到歐羅巴
舊中國的科學(xué)底子薄弱,尤其在一九三○年以前,當(dāng)時(shí)只要是在外國取得博士學(xué)位回來的人,統(tǒng)統(tǒng)被聘為教授。這些教授待遇優(yōu)厚、衣食無憂,加上教學(xué)繁忙、資料匱乏,缺少良好的環(huán)境和氛圍,基本上放棄了學(xué)術(shù)研究。以姜立夫?yàn)槔谀祥_數(shù)學(xué)系最初的四年里,只有他一個(gè)教師,什么課都得他親自講授。一九四九年以后,他又在廣州創(chuàng)建了嶺南大學(xué)數(shù)學(xué)系(后并入中山大學(xué))。而清華大學(xué)算學(xué)系主任熊慶來當(dāng)時(shí)只有法國的碩士學(xué)位,卻是東南大學(xué)(后改名中央大學(xué))、清華大學(xué)兩所大學(xué)數(shù)學(xué)系的創(chuàng)建人和首任主任。
清華大學(xué)畢竟是“皇家學(xué)院”,美國退回的“庚子賠款”除了資助姜立夫這樣的青年才俊留學(xué)以外,還用以創(chuàng)辦和扶持清華學(xué)校。清華學(xué)校請來了美國康奈爾大學(xué)數(shù)學(xué)碩士鄭桐蓀(后成為陳省身的岳父),由他擔(dān)任大學(xué)部算學(xué)系主任。一九二八年,正是在鄭桐蓀的舉薦下,熊慶來出任更名為清華大學(xué)的算學(xué)系主任,不久又有芝加哥大學(xué)博士孫光遠(yuǎn)和楊武之(楊振寧的父親)加盟?墒沁@四位教授中,只有孫光遠(yuǎn)仍在繼續(xù)做研究,他的主攻方向是微分幾何。孫光遠(yuǎn)是浙江杭州人,與省身算是半個(gè)同鄉(xiāng)。省身進(jìn)入清華大學(xué)以后,成為孫光遠(yuǎn)的研究生。那年清華算學(xué)系共錄取兩位研究生,另一位吳大任因?yàn)榧彝ピ蛲七t入學(xué),系里決定讓省身先做一年的助教。
次年八月,正當(dāng)省身開始讀研究生之際,羅庚來到了清華大學(xué)。作為一名助理員,羅庚的辦公室就在系主任熊慶來的辦公室外面,無論誰來找主任,都會見到他。羅庚性格外向,說話風(fēng)趣,很快與大家熟悉了,包括省身。那時(shí)羅庚的薪水只有助教的一半,略高于工友,與省身的研究生津貼相差不多,羅庚的家屬仍留在老家金壇,那年夫人又生了個(gè)兒子。因?yàn)榻?jīng)濟(jì)困難,清華五年他只有在寒暑假才回老家。王元在《華羅庚》里,記載了恩師晚年的一次回憶:“每當(dāng)我寒暑假回家鄉(xiāng)探親時(shí),熊慶來先生總是依依不舍,他生怕我嫌錢少不肯再回來了。他哪里知道,清華給我的錢比金壇中學(xué)給我的錢優(yōu)厚多了,清華對我來說是求之不得的。”
雖然羅庚來清華那年,借著成名作的光在《科學(xué)》上一氣發(fā)表了四篇論文,但那些工作都是原來在家鄉(xiāng)完成的,屬于低水平的初等數(shù)學(xué)。到清華以后,他如饑似渴地聽課和鉆研高等數(shù)學(xué),接下來的兩年里沒有發(fā)表論文。省身后來寫道:“這個(gè)時(shí)期是羅庚自學(xué)最主要和最成功的一段。在那幾年里,他把大學(xué)的功課學(xué)完了,并開始做文章。”從一九三四年開始,羅庚的數(shù)學(xué)潛能得到了充分的發(fā)揮,他每年都發(fā)表六到八篇論文,其中大多是在國外刊物,包括德國的權(quán)威雜志《數(shù)學(xué)年刊》,一時(shí)聲譽(yù)鵲起。這些論文大多是數(shù)論方面(楊武之是他的引路人),也有的是代數(shù)和分析,顯示了他多方面的興趣和才華。他甚至在自學(xué)英語上也有一套奇特的方法。
正當(dāng)羅庚開始大顯身手的時(shí)候,自小目標(biāo)遠(yuǎn)大的省身已通過碩士學(xué)位論文答辯,準(zhǔn)備出國留學(xué)了。省身將赴漢堡大學(xué),隨布拉施克教授研究幾何。說到這位德國導(dǎo)師,省身與他的結(jié)識要?dú)w功于同城的北京大學(xué)。
就在財(cái)源充足的清華大學(xué)修筑大樓、廣招賢能的時(shí)候,歷史悠久的北京大學(xué)卻人心渙散、紀(jì)律松弛,經(jīng)常拖欠教授薪水。待到文學(xué)院院長胡適出任掌管“庚子賠款”退款的中華教育文化基金會董事之后,力促其通過了資助北大的“特款辦法”,情況才有了改變。北大研究院也在清華研究院成立兩年之后掛牌,同時(shí)開始邀請外國專家來校講學(xué)。布拉施克便是最早來到北大的數(shù)學(xué)家之一,他的系列講座題目是“微分幾何的拓?fù)鋯栴}”。每次聽課省身都沒有落下,得以結(jié)緣這位數(shù)學(xué)大家。
易北河與劍河之水
晚年的陳老談到自己成功的秘訣時(shí),認(rèn)為一半是天分,一半是運(yùn)氣。可以說,省身最初的運(yùn)氣便是在北大結(jié)識布拉施克教授。他抵達(dá)漢堡是在一九三四年秋天,此時(shí)希特勒已經(jīng)上臺,所謂的“公務(wù)員法”也已頒布,規(guī)定猶太人不能當(dāng)大學(xué)教授,哥廷根這類名校首當(dāng)其沖受到?jīng)_擊。而漢堡這所新大學(xué)因?yàn)闆]有猶太教授相安無事,可以繼續(xù)做學(xué)問。等到一九三七年,“新公務(wù)員法”頒布,連猶太人的配偶也不能當(dāng)教授時(shí),省身早已獲得博士學(xué)位,被導(dǎo)師推薦到巴黎跟大數(shù)學(xué)家嘉當(dāng)深造去了。
省身在漢堡期間,并沒有埋頭寫論文,而是把重點(diǎn)放在學(xué)習(xí)和掌握最前沿的幾何學(xué)方法上,同時(shí)與一些大家建立起比較廣泛的聯(lián)系。除了布拉施克和嘉當(dāng)以外,省身還與法國布爾巴基學(xué)派的代表人物韋伊、美國普林斯頓的維布倫等有了交流。這就像長距離的跑步或劃船比賽,必須緊緊跟上第一梯隊(duì),才能伺機(jī)突破并超越。
相比之下,自小苦出身、又缺乏家長和名師指點(diǎn)的羅庚更多地依靠個(gè)人奮斗和自學(xué),因此也特別刻苦。被清華破格聘為職位較低的助理員后,特別珍惜也更加努力地鉆研學(xué)問,他在短時(shí)期里便在國內(nèi)外發(fā)表了數(shù)量可觀的研究論文,這與“名門出身”的省身風(fēng)格不同。不過,在布拉施克訪問北大三年之后,清華也邀請到了兩位級別更高的大數(shù)學(xué)家,那便是法國數(shù)學(xué)家哈達(dá)瑪和美國數(shù)學(xué)家維納,他們在北京停留的時(shí)間也更久。
哈達(dá)瑪在數(shù)學(xué)的許多領(lǐng)域都有開創(chuàng)性的工作,其中在解析數(shù)論方面尤為出色,他率先證明了素?cái)?shù)定理,那是“數(shù)學(xué)王子”高斯夢寐以求的結(jié)果。那項(xiàng)工作是在十九世紀(jì)末完成的,即使半個(gè)多世紀(jì)以后,因?yàn)檫@個(gè)定理的一個(gè)初等證明,又頒發(fā)了一項(xiàng)菲爾茲獎(jiǎng)和一項(xiàng)沃爾夫獎(jiǎng)。哈達(dá)瑪來中國時(shí)年事已高,不在前沿做學(xué)問了,而維納那會兒年富力強(qiáng)。作為控制論的發(fā)明人,維納為數(shù)學(xué)史書寫了光輝的一頁。維納對羅庚極為欣賞,推薦他去自己年輕時(shí)求學(xué)的劍橋大學(xué),跟隨當(dāng)年的老師哈代。不用說,羅庚留英的獎(jiǎng)學(xué)金也是來自那筆“庚子賠款”。
羅庚沿著西伯利亞鐵路,經(jīng)莫斯科來到柏林,省身從漢堡趕來相聚。那會兒正逢夏季奧運(yùn)會在柏林舉行,兩人興致盎然地一起觀看比賽。當(dāng)年秋天,省身離開漢堡轉(zhuǎn)道倫敦去巴黎時(shí),也曾特意到劍橋看望羅庚。當(dāng)然,從省身輕松面對學(xué)問這一點(diǎn)來看,他到柏林和劍橋并非單純?nèi)ヒ娏_庚,而與他比較貪玩也有關(guān)系。這里需要提及,據(jù)中華文化教育基金會的檔案記載,在羅庚到劍橋訪學(xué)之前,曾兩度獲得該基金會到漢堡大學(xué)研修的資助,但他都沒有成行。倘若那時(shí)羅庚來漢堡,可能會隨赫克或阿廷研究前途無量的代數(shù)數(shù)論,那樣的話,后來中國數(shù)學(xué)的面貌將會有較大的不同。
羅庚抵達(dá)劍橋時(shí),哈代正在美國講學(xué),行前他看過維納的推薦信和羅庚的論文,留下一封短函。哈代在信中告訴羅庚,他可以在兩年內(nèi)拿到博士學(xué)位?墒,羅庚為了節(jié)省學(xué)費(fèi)和時(shí)間,放棄了學(xué)位攻讀,他專心于聽課、參加討論班和做論文。一年以后,哈代旅行歸來,似乎也沒有給羅庚以指導(dǎo)?梢哉f,羅庚又一次依靠自學(xué)。他在劍橋的兩年時(shí)間里,寫出了十多篇堪稱一流的論文,大大超出了以前的水準(zhǔn)。用王元的話講就是,“已經(jīng)脫胎換骨,成為一個(gè)成熟的數(shù)學(xué)家了”。當(dāng)然,這與劍橋擁有非常強(qiáng)的解析數(shù)論研究團(tuán)隊(duì)不無關(guān)系,他們與當(dāng)時(shí)頂尖的數(shù)論學(xué)家、蘇聯(lián)的維諾格拉朵夫聯(lián)系密切。這是羅庚的另一大收獲,他與蘇聯(lián)數(shù)學(xué)家建立了學(xué)術(shù)聯(lián)系,這對他以后的研究尤其重要。
兩年以后,羅庚啟程回國,當(dāng)他向哈代辭行時(shí),大師問他在劍橋都做了哪些工作,羅庚一一道來。驚訝之余,哈代告訴羅庚自己正在寫一本書,會把他的一些結(jié)果收錄其中。這本書便是劍橋出版社出版的《數(shù)論導(dǎo)引》(一九三八),羅庚的那些結(jié)果可能是近代中國數(shù)學(xué)家最早被外國名家引用的成果。羅庚在劍橋取得的主要成就表現(xiàn)在,完整三角和的估計(jì)、圓法和華林問題、布勞赫-塔內(nèi)問題以及哥德巴赫猜想等方面。與此同時(shí),羅庚有了后來成為他代表作的《堆壘素?cái)?shù)論》的腹稿。
從昆明到普林斯頓
一九三七年,即羅庚從英國回國的前一年,省身便準(zhǔn)備從巴黎啟程了,那時(shí)他已經(jīng)在歐洲居留了三年,母校清華大學(xué)聘他為教授。沒想到就在啟程前三天,爆發(fā)了“七七事變”,日本人占領(lǐng)了北京城。雖然前途未卜,可是省身卻不顧危險(xiǎn)依舊踏上回程。當(dāng)郵輪抵達(dá)長江口時(shí),卻發(fā)現(xiàn)岸上火光沖天,原來上海剛被日本人占領(lǐng)。不得已,郵輪掉頭向南去了香港。到達(dá)香港后又滯留了一個(gè)多月,方才得知清華與北京、南開大學(xué)已搬到湖南,組成長沙聯(lián)合大學(xué)。省身趕在開學(xué)前抵達(dá)。戰(zhàn)火迅速向南蔓延,省身在長沙只待了兩個(gè)多月,便又隨學(xué)校南遷至昆明。
就在省身抵達(dá)昆明的那一年,羅庚從英國回來了,他也被破格聘請為西南聯(lián)大的教授,兩人當(dāng)時(shí)年紀(jì)只有二十七八歲。在羅庚輾轉(zhuǎn)從香港、西貢和河內(nèi)抵達(dá)之前,他的夫人和孩子們已先期來到,一家團(tuán)聚之后住在郊區(qū),以避開日軍飛機(jī)的轟炸。“聯(lián)大”也坐落在郊區(qū),但離華家比較遠(yuǎn),羅庚每次坐著顛簸的牛車去上課。后來,在有課的時(shí)候羅庚就住到學(xué)校里,和另外兩個(gè)單身漢同居一室,其中就有省身。
在西南聯(lián)大的那些年里,羅庚和省身的數(shù)學(xué)研究都取得了新的突破。兩人有一年時(shí)間住在一個(gè)房間里,每人一張床、一張書桌和一把椅子。那時(shí)“聯(lián)大”的教授盡管生活清貧、工作條件艱苦,教書和研究熱情卻異常高漲,還有許多出類拔萃的學(xué)生,如楊振寧、鄧稼先、李政道等。一段時(shí)間里,羅庚和省身一早起來有說有笑的,然后便沉浸在各自的數(shù)學(xué)空間里,直到深夜。雖然兩人從未合作寫過論文,但他們在“聯(lián)大”聯(lián)合舉辦過“李群”討論班,這在當(dāng)時(shí)全世界都十分先進(jìn)。
在“聯(lián)大”期間,羅庚在數(shù)論方面的研究主要與獲得牛津大學(xué)博士并在普林斯頓做過博士后的閔嗣鶴合作,同時(shí)努力完成自己的第一本專著《堆壘素?cái)?shù)論》。其時(shí)羅庚已是這個(gè)領(lǐng)域的領(lǐng)袖級人物了,但他并不滿足于此,而是另辟蹊徑,在自守函數(shù)和矩陣幾何領(lǐng)域均做出了出色的工作,前者至今仍是研究熱點(diǎn),后者與省身老師嘉當(dāng)?shù)墓ぷ饔嘘P(guān)。羅庚在一篇論文的尾末還提到省身,感謝他提供嘉當(dāng)論文的抽印本。此外,他還研究了代數(shù)學(xué)中的若干問題,如有限群、辛群的自同構(gòu)性質(zhì),后者在不久的將來引導(dǎo)他深入研究典型群論。
與此同時(shí),省身的學(xué)術(shù)研究也取得了新的進(jìn)展;貒诙辏阍诿绹摹稊(shù)學(xué)年刊》上發(fā)表了一篇論文,這家由普林斯頓大學(xué)與高等研究院聯(lián)合主辦的刊物今天仍是全世界數(shù)學(xué)領(lǐng)域里的重鎮(zhèn)。幾年以后,省身又兩度在《數(shù)學(xué)年刊》上露面,他在克萊因空間的積分幾何等領(lǐng)域做出了出色的工作。法國數(shù)學(xué)家韋伊在《數(shù)學(xué)評論》上撰寫長文,予以高度評價(jià),認(rèn)為此文超越了布拉施克學(xué)派原有的成就。這些工作為省身后來進(jìn)入并立足美國鋪平了道路,也正是在那段時(shí)間,他對高斯-博內(nèi)公式產(chǎn)生了濃厚的興趣。
一九四三年夏天,省身應(yīng)邀赴美訪學(xué),在普林斯頓逗留了兩年半,完成了一生中最出色的工作,包括給出高斯-博內(nèi)公式的內(nèi)蘊(yùn)證明,這標(biāo)志著整體微分幾何新時(shí)代的來臨。這項(xiàng)工作是在抵達(dá)美國最初三個(gè)月內(nèi)完成的,足見他在昆明時(shí)已做了充分準(zhǔn)備。兩年后,在接獲母親病危消息回國前夕,省身又提出了現(xiàn)在被稱作“陳示性類”的不變量理論。那時(shí)抗戰(zhàn)已取得勝利,羅庚在國內(nèi)以其個(gè)人的成就和交游能力,可謂如魚得水。他先是應(yīng)邀訪蘇,接著又被選入赴美考察團(tuán)。一九四六年春天,正當(dāng)羅庚準(zhǔn)備出發(fā)去美國時(shí),省身回國了,兩人在上海得以晤面。按照省身的回憶,“他(羅庚)負(fù)有使命,但我們?nèi)哉劻瞬簧贁?shù)學(xué),我們的數(shù)學(xué)興趣逐漸接近
天各一方瑜亮無爭
華羅庚訪蘇是當(dāng)年中國知識界無人不曉的事件,因?yàn)樗珜懙娜f字日記在上海《時(shí)與文》周刊上連載了四期,這家雜志在上個(gè)世紀(jì)四十年代十分紅火。在蘇聯(lián),羅庚見到神交已久的維諾格拉朵夫。幾年前,羅庚和省身早年的得意門生、數(shù)學(xué)家徐利治談到兩位恩師時(shí)認(rèn)為,他們都是入世的。也就是說,他們都對政治比較感興趣。相比之下,徐利治認(rèn)為西南聯(lián)大“三杰”之一的許寶騄是出世的。
許寶騄與羅庚同年,祖籍杭州,出生在北京,祖父曾任蘇州知府,父親是兩浙鹽運(yùn)使,姐夫俞平伯是著名的紅學(xué)家。從清華畢業(yè)以后,寶留學(xué)倫敦大學(xué),獲得博士學(xué)位后回國任西南聯(lián)大教授。他被公認(rèn)為是在數(shù)理統(tǒng)計(jì)和概率論方面第一個(gè)獲得國際聲望的中國數(shù)學(xué)家,可惜在“文革”期間英年早逝。
羅庚在普林斯頓期間,在代數(shù)學(xué)尤其是典型群論和體(無限維代數(shù))方面做了很多出色的工作,特別是得到了被阿廷稱為“華氏定理”的半自同構(gòu)方面的重要結(jié)果,并給出了被后人稱為“嘉當(dāng)—布勞韋爾—華定理”的一個(gè)直接簡單的證明。一位美國同行說過:“華羅庚有抓住別人最好的工作的不可思議的能力,并能準(zhǔn)確地指出這些結(jié)果可以改進(jìn)的地方。”一九四八年,羅庚被美國伊利諾伊大學(xué)聘為教授。
羅庚把妻子和三個(gè)兒子接到美國,但已上大學(xué)且政治上要求進(jìn)步的大女兒留在中國,出生不久的小女兒則被外婆接回金壇老家。那年中央研究院公布了首批院士,羅庚和省身榜上有名,另外三位當(dāng)選的數(shù)學(xué)家是姜立夫、許寶騄和蘇步青。
就在羅庚抵達(dá)伊利諾伊那年,即一九四八年的最后一天,省身率領(lǐng)全家離開了上海,搭乘泛美航空公司的班機(jī)抵美。此前一個(gè)多月,省身接到普林斯頓高等研究院院長奧本海姆的電邀,在洞察到南京國民黨政府即將垮臺之后,便做出了攜家赴美的決定。自從一年多以前回國以來,省身忙于籌備成立中央研究院數(shù)學(xué)研究所。該所成立前后,作為實(shí)際主持人,省身廣泛吸納年輕人,他網(wǎng)羅的人才包括吳文俊、廖山濤、周毓麟、曹錫華、楊忠道等。省身親自講授拓?fù)鋵W(xué),其間他先后婉拒普林斯頓、哥倫比亞等大學(xué)和印度塔塔研究所的正式聘請。
秋天來臨,隨著新中國成立并定都北京,中國數(shù)學(xué)界面臨同時(shí)失去兩位領(lǐng)軍人物的危險(xiǎn)。慶幸的是,一年以后,羅庚決定放棄美國的高薪,率領(lǐng)全家返回中國。至于羅庚回國的原因,雖有種種猜疑和分析,但無論如何,他滿懷報(bào)效祖國的熱情,他的行動對中國數(shù)學(xué)界是個(gè)福音。多年以后,挪威出生的美國數(shù)論學(xué)家、菲爾茲獎(jiǎng)得主賽爾貝格這樣評價(jià)說:“很難想象,如果他(羅庚)不曾回國,中國數(shù)學(xué)會怎么樣?”而省身則選擇留在美國生活,成為中國數(shù)學(xué)家在美國的標(biāo)志性人物,他對中國數(shù)學(xué)更多的幫助和貢獻(xiàn),要等到退休以后。
太平洋西岸的所長
羅庚回到北京以后,先是在清華大學(xué)任教,接著很快經(jīng)受了“三反”與思想改造運(yùn)動的洗禮,他與蔣介石的一張合影給他帶來了很大麻煩?墒,羅庚畢竟是個(gè)值得團(tuán)結(jié)的名人,此前毛澤東還宴請過他,最后順利過關(guān),但因?yàn)橄嗷ソ野l(fā)造成了同事之間難以消除的隔膜。直到第二年,政務(wù)院會議決定,羅庚擔(dān)任新成立的中國科學(xué)院數(shù)學(xué)研究所所長,他的心情才豁然開朗。數(shù)學(xué)所籌備處的主任委員原是蘇步青,羅庚是四位副主任委員之一。
接下來的幾年,羅庚在數(shù)學(xué)所大展宏圖。在組織工作方面,羅庚從全國各地廣羅人才,調(diào)集了數(shù)十位有成就或年輕有為的數(shù)學(xué)工作者,既重視基礎(chǔ)理論,又注重應(yīng)用數(shù)學(xué),并成立了微分方程和數(shù)論兩個(gè)專門組,還鼓勵(lì)其他人員鉆研自己的方向。與此同時(shí),羅庚主持召開了中國數(shù)學(xué)會第一次代表大會(當(dāng)選為理事長),并創(chuàng)辦了《數(shù)學(xué)學(xué)報(bào)》(任總編輯)。
一九五五年,中國科學(xué)院建立學(xué)部,羅庚成為首批學(xué)部委員。在學(xué)術(shù)研究和教學(xué)上,羅庚和他的數(shù)學(xué)所都卓有成效。他親自組織“數(shù)論導(dǎo)引”和“哥德巴赫猜想”兩個(gè)討論班,第一個(gè)討論班形成了后來的數(shù)學(xué)名著《數(shù)論導(dǎo)引》,第二個(gè)討論班的成就之一是王元證明了“3+
每個(gè)大于或等于6的偶數(shù)均可以表示成兩個(gè)奇素?cái)?shù)之和。
值得一提的是,第二個(gè)討論班吸引了北大數(shù)學(xué)系閔嗣鶴教授的研究生,其中就有筆者的導(dǎo)師潘承洞。那時(shí)清華數(shù)學(xué)系因?yàn)?/SPAN>“院系調(diào)整”被解散,精華部分都到了北大。幾年以后,已是山東大學(xué)講師的潘承洞證明了“1+
除了數(shù)論以外,羅庚還在代數(shù)和函數(shù)論領(lǐng)域取得重要成就,尤其在典型群和多復(fù)變函數(shù)論方面,這兩個(gè)領(lǐng)域培養(yǎng)出的人才和主要助手有萬哲先、陸啟鏗和龔升等,其中“典型域上的多元復(fù)變數(shù)函數(shù)論”讓羅庚獲得了以郭沫若院長名義頒發(fā)的一九五六年度自然科學(xué)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。多年以后,羅庚的弟子陳景潤、王元和潘承洞也因?yàn)楦绲掳秃詹孪胙芯揩@得了同一殊榮。羅庚發(fā)現(xiàn)了一組與調(diào)和算子有類似性質(zhì)的微分算子,后來被國際上稱為“華氏算子”。
在羅庚麾下,還有一批數(shù)學(xué)工作者從事其他方向的研究,最突出的要數(shù)吳文俊和馮康,他們分別在拓?fù)鋵W(xué)和計(jì)算數(shù)學(xué)方向取得世人矚目的成就。早在省身領(lǐng)導(dǎo)“中研院”數(shù)學(xué)所期間,吳文俊的工作便已十分優(yōu)異,后來赴巴黎留學(xué),取得博士學(xué)位后回到北京。他在示性類和示嵌類方面的出色工作,使其與羅庚同年獲得自然科學(xué)一等獎(jiǎng)。相比之下,作為有限元方法創(chuàng)立者之一的馮康除了在蘇聯(lián)斯捷克洛夫研究所進(jìn)修兩年以外,一直在國內(nèi)從事研究。正是在羅庚的建議下,他從純粹數(shù)學(xué)轉(zhuǎn)向計(jì)算數(shù)學(xué)研究,后來成為這個(gè)領(lǐng)域當(dāng)之無愧的學(xué)術(shù)帶頭人,并在去世四年后因?yàn)?/SPAN>“哈密爾頓系統(tǒng)的辛幾何算法”被追授自然科學(xué)一等獎(jiǎng)。
在上世紀(jì)五六十年代,不可能不卷入政治活動,何況羅庚是個(gè)有熱情,喜歡和需要交際的人。早在金壇中學(xué)工作時(shí),羅庚就加入了國民黨,清華時(shí)期他積極投身“一二·九”運(yùn)動,到了西南聯(lián)大,他又成了左翼詩人聞一多教授的密友。后來,羅庚長期擔(dān)任民盟中央的領(lǐng)導(dǎo)人。一九五七年,羅庚與民盟的曾昭掄、千家駒、童第周、錢偉長響應(yīng)“百花齊放,百家爭鳴”的號召,聯(lián)名向國務(wù)院提出了關(guān)于科學(xué)體制改革的幾點(diǎn)意見,不料卻闖下大禍。幸好化學(xué)家曾昭掄主動承擔(dān)責(zé)任,加上羅庚后來在報(bào)上認(rèn)錯(cuò),他和經(jīng)濟(jì)學(xué)家千家駒免戴“右派”帽子。
“反右”過后,接下來是大躍進(jìn)。羅庚提出,在十二個(gè)數(shù)學(xué)問題上要在十年內(nèi)趕上美國,并且要把計(jì)算技術(shù)、人造衛(wèi)星、大水壩等方面的數(shù)學(xué)問題統(tǒng)統(tǒng)包下來。顯而易見,作為一個(gè)大數(shù)學(xué)家,羅庚說這些話已違心地自夸了,但在當(dāng)時(shí)的形勢下,還被認(rèn)為不夠“先進(jìn)”,所內(nèi)甚至有年輕人提出,在偏微分方程領(lǐng)域趕超美國只需兩年。羅庚又被列入了“保守派”,加上他在舊中國和海外的經(jīng)歷,屢次要求加入共產(chǎn)黨的申請均在所里和科學(xué)院內(nèi)部遭到否決。
那時(shí)中國已與西方割斷了聯(lián)系,一九五四、一九五八和一九七四年,羅庚均接到國際數(shù)學(xué)家大會做四十五分鐘報(bào)告的邀請,但因未獲得政府批準(zhǔn)而作罷。迫于形勢,加上年齡的增大,羅庚在“文革”前夕轉(zhuǎn)向應(yīng)用數(shù)學(xué),這導(dǎo)致他晚年主要致力于推廣統(tǒng)籌法和優(yōu)選法,并取得了不俗的成績,這也讓他相對安全地度過了“十年浩劫”。
太平洋東岸的所長
正當(dāng)羅庚在中國領(lǐng)導(dǎo)數(shù)學(xué)事業(yè)、歷經(jīng)磨難而生命力依然旺盛的時(shí)候,省身在美國一心一意地研究幾何學(xué),并漸入佳境。一九五○年夏天,國際數(shù)學(xué)家大會相隔十四年后在哈佛召開,省身被邀請做一小時(shí)的報(bào)告,他演講的題目是《纖維叢的微分幾何》。一九七○年,國際數(shù)學(xué)家大會在法國尼斯召開時(shí),省身再度獲得邀請做一小時(shí)大會報(bào)告,演講的題目是《微分幾何的過去和未來》?梢哉f,在這些年里,陳省身是風(fēng)光無限的現(xiàn)代微分幾何的代言人。不過,省身初到美國時(shí),情況卻并非如此。那時(shí)這門學(xué)科被認(rèn)為已進(jìn)入死胡同,甚至不出現(xiàn)在大學(xué)課程里。省身將拓?fù)鋵W(xué)的精髓應(yīng)用其中,形成了所謂的整體微分幾何。
芝加哥的十年,陳省身可謂“復(fù)興了美國的微分幾何,形成了美國的微分幾何學(xué)派”。接下來,省身移師西海岸氣候宜人的伯克利加州大學(xué),幫助這所公立大學(xué)的數(shù)學(xué)學(xué)科從全美排名第四躍居第一。省身與不少同行們合作過,其中包括后來擔(dān)任普林斯頓高等研究院院長的格里菲斯和堪稱傳奇人物的西蒙斯。省身和格里菲斯的合作主要表現(xiàn)在網(wǎng)幾何和外微分幾何,因?yàn)槭∩淼脑,格里菲斯后來多次造訪中國。
省身與西蒙斯則合作完成了“陳—西蒙斯不變量”,它至今仍是理論物理的研究熱點(diǎn),曾被物理學(xué)家、菲爾茲獎(jiǎng)得主威藤應(yīng)用到他的量子場論研究中去。后來西蒙斯當(dāng)了紐約大學(xué)石溪分校數(shù)學(xué)系主任,與物理學(xué)家楊振寧共事,在一次演講之后楊先生終于明白,原來他和合作者米爾斯當(dāng)年建立起來的規(guī)范場理論的數(shù)學(xué)對應(yīng)物正好是省身建立的纖維叢理論,只不過后者比前者早十年出現(xiàn)罷了。
西蒙斯在達(dá)到數(shù)學(xué)盛名以后放棄了教授職位,轉(zhuǎn)向金融投資并大獲成功。眼下這場席卷全球的金融危機(jī)中,作為文藝復(fù)興公司總裁,西蒙斯的年收入一舉超越金融大鱷索羅斯,高居全球“對沖基金”經(jīng)理之榜首,同時(shí)進(jìn)入《福布斯》全球富豪榜的前一百位。
省身還為加州大學(xué)培養(yǎng)了三十一名博士,其中最負(fù)盛名、最有成就的當(dāng)數(shù)后來獲得菲爾茲獎(jiǎng)的丘成桐,他解決了包括卡拉比猜想和正質(zhì)量猜想等多項(xiàng)世界難題。在伯克利期間,陳省身當(dāng)選為美國科學(xué)院院士,為此只得在那之前一個(gè)月加入美國籍;獲得象征終身成就的沃爾夫獎(jiǎng),這也是迄今為止唯一獲此殊榮的華人數(shù)學(xué)家;還獲得美國國家科學(xué)獎(jiǎng)。
當(dāng)進(jìn)入花甲之年,對故鄉(xiāng)的懷念之情油然而生,省身攜帶妻女回到了闊別已久的祖國,受到了高規(guī)格的接待,也見到了羅庚。那時(shí)羅庚正在外地推廣“雙法”,一紙電報(bào)把他召回了北京。那該是怎樣一幕場景呢,在“文革”的悠悠歲月里,兩家人一起吃了一頓烤鴨。
古稀之年,已經(jīng)從加州大學(xué)退休的省身生活又到了轉(zhuǎn)折點(diǎn)。那年春天,他與母校南開大學(xué)的領(lǐng)導(dǎo)和老友商議,準(zhǔn)備建立南開數(shù)學(xué)研究所,為自己的回歸做好準(zhǔn)備?墒乔锾,美國國家數(shù)學(xué)研究所卻在伯克利成立,發(fā)起人之一的省身被任命為首任所長,回國定居的日期只得向后推延。直到三年后他任期屆滿,才接受邀請擔(dān)任南開大學(xué)數(shù)學(xué)所所長。以筆者之見,當(dāng)初省身之所以沒有與另一所母校清華合作的原因恐怕在于,他不愿意與仍然擔(dān)任中科院數(shù)學(xué)所所長職位的羅庚同城競爭。
在省身擔(dān)任美國國家數(shù)學(xué)所所長期間,他頻頻尋找機(jī)會返回中國,與鄧小平等國家領(lǐng)導(dǎo)人多次會面,利用自己的個(gè)人影響力,為提高中國數(shù)學(xué)的水準(zhǔn)做出努力。比如,他倡導(dǎo)的“微分方程和微分幾何國際討論會”連續(xù)舉辦了七年,南開的學(xué)術(shù)年活動則連續(xù)舉辦了十一屆。在省身的建議之下,還舉辦了“暑假研究生講習(xí)班”,他本人親自授課。在收攬和關(guān)愛人才方面,省身更是不遺余力,其中包括龍以明和張偉平,后者是現(xiàn)任南開數(shù)學(xué)所所長。在陳老先生去世之后,他倆雙雙當(dāng)選為中國科學(xué)院院士,成為最近一次院士增選中僅有的兩位數(shù)學(xué)家。
紀(jì)念和祈愿
一九八五年初夏,羅庚應(yīng)邀訪問日本。他在東京大學(xué)發(fā)表演講,回顧了五十年代回國以后所做的工作,按年代分成四個(gè)部分,其中七八十年代主要用做數(shù)學(xué)普及工作;蛟S是因?yàn)榛仡櫷,羅庚頭天晚上興奮過度,靠吃安眠藥勉強(qiáng)得以休息片刻,第二天他堅(jiān)持要求脫離輪椅,站著做完一個(gè)多小時(shí)的報(bào)告。當(dāng)他在暴風(fēng)雨般的掌聲中坐下來,準(zhǔn)備接受一位女士的鮮花時(shí),卻突然從椅子上滑落。幾個(gè)小時(shí)以后,東大附屬醫(yī)院宣布華老的心臟停止了跳動,他死于心肌梗塞,享年七十五歲。
此時(shí),省身正在天津,為即將成立的南開數(shù)學(xué)所忙碌。當(dāng)他得知羅庚逝世的噩耗,隨即致電北京有關(guān)方面,要求參加骨灰安放儀式,卻被告知,外地賓客一概不邀請來京。羅庚生前是全國政協(xié)副主席,追悼儀式規(guī)格非常高。但筆者相信,作為一個(gè)數(shù)學(xué)家,假如羅庚靈魂有知,必定希望省身這位相知半個(gè)世紀(jì)的同行和老友能來送行。就在兩年前,羅庚到洛杉磯訪問,省身從四百多公里外的伯克利驅(qū)車前往相聚,這是他們的最后一面。正是在那一年,在菲利克斯·白勞德(他的父親曾擔(dān)任美國共產(chǎn)黨總書記,他和弟弟威廉都曾擔(dān)任美國數(shù)學(xué)會主席)和省身聯(lián)合提名和推薦下,羅庚當(dāng)選為美國科學(xué)院的外籍院士,省身為這份提名撰寫了學(xué)術(shù)介紹。
在羅庚去世以后將近二十年中,省身仍在思考微分幾何領(lǐng)域的重大問題,例如六維球上復(fù)結(jié)構(gòu)的存在性,但更多的時(shí)候,他是在享受數(shù)學(xué)人生,利用自己的影響力和號召力推動中國數(shù)學(xué)。他幫助申辦成功二○○二年北京國際數(shù)學(xué)家大會。隨著暮年的來臨,省身收獲了各種各樣的榮譽(yù),包括一百萬美元的首屆邵逸夫科學(xué)獎(jiǎng),俄羅斯頒發(fā)的以非歐幾何學(xué)創(chuàng)始人命名的羅巴切夫斯基獎(jiǎng)?wù),?dāng)選法國科學(xué)院和中國科學(xué)院外籍院士,中國數(shù)學(xué)會設(shè)立陳省身數(shù)學(xué)獎(jiǎng)(華羅庚獎(jiǎng)已先期設(shè)立),美國數(shù)學(xué)研究所新建主樓命名為“陳樓”,而即將到來的二○一○年印度海德拉巴國際數(shù)學(xué)家大會上,要頒發(fā)一個(gè)世界性的“陳省身獎(jiǎng)”。
在中國歷史上,數(shù)學(xué)家的政治地位向來比較低微。在二十世紀(jì)以前,能被最高統(tǒng)治者接見的實(shí)屬罕見,十三世紀(jì)的李冶可能是唯一的例外。他出身書香門第,本名李治,與唐高宗同名,不得不去掉一點(diǎn)。李冶考中辭賦科進(jìn)士后,蒙古大軍侵入,歷經(jīng)磨難的他沒有逃往南方,而是留在蒙古人統(tǒng)治下的北方。元世祖忽必烈禮遇他,曾三度召見他,并封其為翰林學(xué)士,但那是看中他人文領(lǐng)域的才學(xué)。李冶雖著有詩文無數(shù),并有《文集》四十卷,最有價(jià)值的卻是一部冠名《測原海鏡》的數(shù)學(xué)著作。此書在中國數(shù)學(xué)史上占有非常重要的地位,他也因此被尊列“宋元四大家”之一。
相比之下,二十世紀(jì)的羅庚和省身處境大為不同。羅庚曾先后受到蔣介石、毛澤東、華國鋒、胡耀邦等不同時(shí)期政黨首腦的禮遇,而省身接受的榮譽(yù)則超出了國界,除了鄧小平、江澤民多次單獨(dú)會面以外,還被美國總統(tǒng)和以色列總統(tǒng)授過勛。說實(shí)話,如此“殊榮”在世界數(shù)學(xué)史上也只有十八世紀(jì)的歐拉等極少數(shù)人才享受過。不過,他倆面對政治領(lǐng)袖的心態(tài)有所不同。羅庚更像是舊時(shí)代過來的人,有著誠惶誠恐的一面,而省身則處身任何場合都比較自如。這從省身少年時(shí)寫下的自由詩和羅庚后來與毛澤東交流的古體詩詞中可以看出,這種差別應(yīng)與兩個(gè)人的出身、經(jīng)歷、所受的教育和環(huán)境有關(guān),也造成了他們治學(xué)之路和研究風(fēng)格的差異。
遺憾的是,即便是接受過東西方名校熏陶的省身,也只是忙忙碌碌地度過一生,未能像他當(dāng)年師從嘉當(dāng)時(shí)逗留的城市巴黎所熏陶出來的那些偉大的數(shù)學(xué)先輩那樣,在研究之余做一些哲學(xué)方面的深入思考。從笛卡兒到龐加萊,法國數(shù)學(xué)的人文主義傳統(tǒng)綿延不絕,這兩位幾何學(xué)和拓?fù)鋵W(xué)的開拓者也是哲學(xué)家。其結(jié)果是,幾乎每隔十年八載,法國都會產(chǎn)生一位享譽(yù)世界的數(shù)學(xué)大師。相比之下,我們更多地依賴天才人物的出現(xiàn),這一點(diǎn)在羅庚身上尤為明顯,而省身的教育并非都在國內(nèi)完成。在羅庚和省身(還有許寶騄)一百周年誕辰之際,我們在緬懷和紀(jì)念他們的同時(shí),也由衷地祈愿,下一個(gè)或更多的羅庚、省身早日出現(xiàn)。
