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這是現(xiàn)代數(shù)學(xué)中,一個由中國人在中國本土開創(chuàng)的基礎(chǔ)研究領(lǐng)域。這個領(lǐng)域開辟伊始,便在爭議中前行,既有許多科學(xué)家推崇和支持,也有人不理解,甚至反對。
然而,邵逸夫數(shù)學(xué)科學(xué)獎的5位評委,都是世界傳統(tǒng)數(shù)學(xué)的頂級專家,有3位得過菲爾茨獎。這次,他們將邵逸夫數(shù)學(xué)獎授予吳文俊,意味著世界傳統(tǒng)數(shù)學(xué)界對該領(lǐng)域的認可。
“這還僅僅是個開始,我們的成績是不是配得上這個獎,還要看十年八年,還要走著瞧!”吳先生如是說。數(shù)學(xué)機械化將給現(xiàn)代數(shù)學(xué)的研究方式帶來革命性的變化,將影響百年之后的數(shù)學(xué)發(fā)展。
57歲 “機器證明”推開門
一般認為,數(shù)學(xué)家最富創(chuàng)造力的年齡應(yīng)該在40歲以前,可吳文俊開拓全新的“數(shù)學(xué)機械化”領(lǐng)域,卻是從57歲開始的。
1946年,他進入中央研究院數(shù)學(xué)研究所,研習(xí)素有“現(xiàn)代數(shù)學(xué)女王”之稱的拓撲學(xué)不到一年,就給出了惠特尼乘積公式的簡潔證明。1947年,吳文俊去法國留學(xué)。在那幾年里,他與另外3位法國的年輕數(shù)學(xué)家一起,引發(fā)了一次次拓撲學(xué)界的“地震”。后來,這3位同事中的兩位,獲得了菲爾茨獎(該獎只授予年齡不超過40歲的數(shù)學(xué)家)。
在那段時間里,吳示性類、吳示嵌類、吳示痕類、吳公式……一系列拓撲學(xué)的重大成果在他的紙筆下誕生。他的工作成為拓撲學(xué)研究中承前啟后的經(jīng)典,先后被5位菲爾茨獎得主引用,其中3位還在他們的得獎工作中使用了吳文俊的研究成果。
也是這些震動世界數(shù)學(xué)界的工作,使吳文俊在37歲時就捧得了1956年的國家自然科學(xué)一等獎。當(dāng)時,他的一位法國導(dǎo)師勸他不要回國,但吳文俊最后還是決定回國創(chuàng)業(yè)。
回國后,吳文俊作出了一項又一項高水平的工作,但他總覺得不滿足,直到他推開了“數(shù)學(xué)機械化”的大門。
1977年春節(jié),在奮力計算了三四個月后,吳文俊終于迎來了他生命中最重大的時刻之一,他推開了“機器證明”的大門,他證實了把幾何證明交給計算機完成是可行的,一個嶄新的領(lǐng)域?qū)⒃谑澜鐢?shù)學(xué)界崛起。
71歲 “單槍匹馬”終告捷
從1977年開始,他幾乎就是單槍匹馬、孤軍奮戰(zhàn)。做機器證明,計算機是必不可少的。當(dāng)時所里的計算機只有一臺長城203,內(nèi)存只有4K,一秒鐘只能算幾百次,而輸入輸出還得用紙帶!澳羌垘系亩炊次揖驮趺匆哺悴磺澹看味冀腥思?guī)臀铱,沒他們,我的研究也搞不成!”吳老總是想著人家?guī)退氖聝骸?
吳文俊幾乎抓住任何機會做機械化研究。70年代末,一次一個美國代表團送了他一個HP25袖珍計算器,內(nèi)存里有8個空位。吳文俊就利用這幾個空位編程,最高可以解5次方程。
為了編程,已過花甲的吳文俊從頭開始學(xué)計算機語言,從BASIC、ALGOL到FORTRAN,一旦一種語言被淘汰,他辛辛苦苦編的幾千行程序就全作廢了,但他都重新再來。
轉(zhuǎn)折終于在他71歲那一年到來。1990年,國家科委給了吳文俊100萬元特別支持費。也在這一年,數(shù)學(xué)機械化研究中心成立,吳文俊任中心主任。從此,他不再單槍匹馬,不再孤軍奮戰(zhàn)。
1992年,中心承擔(dān)下國家科委攀登項目“機器證明及其應(yīng)用”;1998年,“數(shù)學(xué)機械化與自動推理平臺”首批入選國家973項目。同時,在他的培養(yǎng)下,一批年輕人逐步接過了科研重擔(dān)。
87歲 “淡出江湖”尚言早
近30年來,“吳方法”不僅已經(jīng)根本改變了機械化證明的面貌,而且還被應(yīng)用到許多不同的領(lǐng)域,例如智能計算機、機器人學(xué)、計算機圖形學(xué)、工程設(shè)計等等。
如今,世界上許多大學(xué)和研究機構(gòu)陸續(xù)舉辦“吳方法”研討班。歐美各發(fā)達國家的科學(xué)基金會和大企業(yè)都積極支持開展“吳方法”的研究。全世界這一領(lǐng)域的許多領(lǐng)銜學(xué)者來自中國,以吳文俊為首的中國學(xué)派已成為全球機械化定理證明的主要推動力。
雖然數(shù)學(xué)機械化已經(jīng)得到了國際數(shù)學(xué)界的認可,但吳文俊清楚,還有許多問題需要解決,“我還想再嘗試一些證明,多解決一些問題。”他說,“很多人問我什么時候‘淡出江湖’,我總是告訴他們,還早!還早!”
■名詞解釋
數(shù)學(xué)機械化 以數(shù)學(xué)機械化初期的幾何定理的機器證明為例,如果用一句話概括,就是“把‘巧而難’的幾何定理證明工作,變成‘繁卻易’的代數(shù)問題,交給計算機來完成,讓數(shù)學(xué)研究告別‘一支筆,一張紙’的原始工作方式”。幾何定理的機械化證明成功,是數(shù)學(xué)發(fā)展歷史上的一次重大飛躍,因為此后計算機可以深入數(shù)學(xué)研究的各個領(lǐng)域,代替紙和筆,成為數(shù)學(xué)家的得力助手。
邵逸夫獎 2002年設(shè)立,旨在表彰在科學(xué)研究或應(yīng)用方面獲得突破性成果,并且對人類生活產(chǎn)生深遠影響的科學(xué)家。目前,該獎在數(shù)學(xué)科學(xué)、天文學(xué)、生命科學(xué)與醫(yī)學(xué)領(lǐng)域設(shè)有3個獎項,每年頒獎一次,每項獎金100萬美元。第一屆邵逸夫數(shù)學(xué)獎授予了現(xiàn)代微分幾何學(xué)的奠基者陳省身教授。第二屆邵逸夫數(shù)學(xué)獎授予了費馬大定理的終結(jié)者懷爾斯教授。本屆邵逸夫數(shù)學(xué)獎同時授予中國的吳文俊院士和美國的曼福德教授。
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