披荆斩棘?尝尽数苑百味微球形聚焦测井

  作为数学家,他们在各自的领域做出了世界的贡献;但是他们的身上始终带着自然科学的与人文科学的,皆具高雅诗情,是富有诗人气质的数学家。

  他们用全部的生命热爱数学,与数学结下终身之缘;他们爱诗,在他们眼中,诗可以用简单而具体的语言表达复杂而深刻的内容,正如他们挚爱的数学一般;他们更成就了中国数学界“苏门三代”的神奇佳话。

  他们就是中科院院士谷超豪和中科院院士李大潜。

  “国家的需要是第一位的”

  在国际上,谷超豪被称为培育中国现代数学的极少数数学家之一。

  他早年参加工作,不但是抗日救亡的活跃还从事地下党工作。在新中国成立之际,曾策动当时掌握先进技术的杭州雷达研究所,挽留科学工作者和科研机构为新中国建设服务。

  “我从小就受到教育,要为国家做事情,并且做得很有兴趣。”他这样说,也终身这样做。

  谷超豪的学术重点曾历经几次转向,从早期跟随苏步青专攻微分几何到留苏归国后转向偏微分方程,之后又一头扎进数学物理的前沿,与杨振宁就规范场理论的数学结构开展合作研究。他每一次调整研究方向,都是为了国家的科技发展需要。

  20世纪50年代,谷超豪已成为中国微分几何学派的中坚。然而当他发现与高速飞行器设计相关的数学理论研究是尖端技术的迫切需要时,地把研究方向转向了为难题的拟线性双曲型方程组和混合型偏微分方程。

  放弃已有成绩,在新的起点上重新出发,让谷超豪的学生李大潜至今印象深刻。他说,这的不仅是一个人的科学能力,还有他的学术追求。

  之后,谷超豪又率领学生李大潜、陈恕行、洪家兴等为解决超音速空气动力学中的若干重要数学问题、为导弹的外型设计做出了性的工作,并建立了系统的理论。

  20世纪70年代,谷超豪在与杨振宁的合作中,对规范场的数学结构做了系统研究,在国际上最早证明了杨—米尔斯方程的初值问题的局部解的存在性,弄清了无源规范场和爱因斯坦引力论的某些联系和区别,取得丰富的。杨振宁将谷超豪的学术研究评价为“站在高山上往下看,看到了全局”。

  披荆斩棘,谷超豪将一生都奉献给中国的数学研究,他为我国尖端技术,特别是航天工程的基础研究做出了杰出的贡献。他在当今核心数学前沿最活跃的三个分支:微分几何、偏微分方程和数学物理及其交汇点上取得了富有开创性、难度大、在国际上处于领先地位的,是当之为愧的数学大师。

  谷超豪常说,他一生最喜欢的是做研究,唯一能把他从某项研究中拉开的就是国家需要,这也是他们老一代科学家的特点,永远把国家的需要放在首位。

  2009年,紫金山天文台以他的名字命名了一颗小。2010年1月,他荣获2009年度国家最高科学技术。

  面对诸多荣誉,他不愿多谈自己的成就,总是重复着“要把个人兴趣和祖国需要结合在一起”“年轻人要有社会责任感”。正是对祖国的满腔深情,对历史的厚重责任,筑起了他的人生支点。

  教书育人六十载,在指导学生论文时,谷超豪常会提出一些富有创意的,但从不在他自己没有实质性贡献的论文上署名。无论是李大潜对拟线性双曲组的经典解的完整理论,还是洪家兴在混合型偏微分方程方面的研究,谷超豪都功不可没。

  在中科院院士洪家兴眼中,谷超豪是这样一位:“他带着大家探索、开。种种创业之初困难的事都由谷先生做了,而在找到了一条通往金矿之后,他就把金矿让给跟随他的年轻人去继续挖掘,自己则带着另一批年轻人去寻找另一个金矿。”

  “人言数无味,我道味无穷。良师多,珍本富精蕴。解题岂一法,寻思求百通。幸得桑梓教,终生为动容。”这首谷超豪作于1991年的诗,不仅抒发了他对数学的眷念之情,也道出了他对教书育人的理解。

  尽管谷超豪已经离去,但“谷超豪星”仍在太空闪烁。熠熠生辉,星光恒久。

  传承发展比翼双飞

  在很多人眼中,或许看不到数学有什么实际的用途,但是人类的文明归根到底离不开数学的发展。数学的作用无处不在,但又不显山露水,是一个“无名英雄”,而且在很多情况下是一个起关键作用、甚至是决定性作用的“无名英雄”。

  在进行纯粹理论研究的同时,如何将数学中的诸多理论与方法广泛应用于各个领域,并在此基础上进一步推动数学的发展,成为数学家们进行研究探索的主要径之一。而李大潜便是其中突出的一位。

  作为谷超豪的学生,李大潜从1959年起在谷超豪的指导下,以超音速绕流问题作为模型,开始对拟线性双曲型方程组进行研究,从而了他在这一具有重要理论及实际意义的领域中延续多年的一系列研究工作。

  在偏微分方程的理论及应用方面,他取得了多项重大。其中,对一般形式的二自变量拟线性双曲型方程组的边界问题和间断解的深入研究,对非线性波动方程经典解的整体存在唯一性及生命跨度的完整结果,以及对一维拟线性双曲系统的能控性及能观性的系统,均得到国际上的高度评价。

  李大潜不仅是偏微分方程理论的权威,他还数学理论和生产实际相结合。

  从1968年起的三年间,李大潜先后在闵行地区的上海电机厂及上海汽轮机厂“接受工人阶级的”。在与工人及技术人员的朝夕相处中,李大潜逐步认识到当时厂里一些重要生产实际问题的背后实际上都是数学问题。

  为了用数学方法来解决这些问题,李大潜系统自学了大学物理系及力学专业的几乎全部基础课程,自学了发电机、电动机及汽轮机的基本知识,学会了编程序使用电子计算机,并认真思考与实践了数学如何理论联系实际的问题,开始了自己的应用数学学术生涯。

  在解决一些生产实际问题的基础上,他成为国内早期向工业界推广有限元素法的一位先行者,培养了一批熟练使用有限元素法的工程技术人员。

  为了解决石油开发中的电阻率测井课题,在1974~1986这十二年中,李大潜曾6次到武汉附近潜江地区的江汉油田调查研究,协作攻关,为各种电阻率测井方法建立了统一的基本理论框架,据此制作的微球形聚焦测井仪器不仅填补了国内的空白,而且二十多年来一直在我国等众多油田使用至今。

  1979年初,地面示功图李大潜到法国巴黎法兰院,在法国科学院院士J.-L.Lions的指导下,学习并体会到开展现代应用数学研究的、途径和方法,大大地开阔了视野,更坚定地了献身应用数学的学术道。

  在李大潜看来,数学已经告别了一张纸、一支笔的时代。基于数学思想和方法物化出来的软件和硬件,形成了一种新的技术——数学技术,在技术进步中起着核心作用。高技术的本质其实就是数学技术。

  特别是在21世纪,应用数学对生产力的推动作用更加明显。“无论是国家层面的航空航天、军事国防领域,还是具体到企业的专项领域,处处可见应用数学在发挥作用。”李大潜表示。

  为推动数学的实际应用,推动工业与应用数学在中国的发展,李大潜做出了不懈的努力。

  作为中国工业与应用数学学会(CSIAM)的主要创建者之一,他率先于1989年在上海筹建了上海市工业与应用数学学会(SSIAM)。在担任CSIAM理事长的八年时间中,他大力增进了CSIAM和国际工业与应用数学界的联系与合作。

  在李大潜的积极主持与推动下,中国工业与应用数学学会联合中国数学会、中国计算数学学会及中国运筹学会,向国际工业与应用数合会提出2015年在召开第八届国际工业与应用数学大会(ICIAM2015)的申请并获准,这将是首次在发展中国家召开的国际工业与应用数学大会。

  由于贡献突出,李大潜曾获国家自然科学二等、三等,何梁何利基金科学与技术进步,华罗庚数学,上海市科技功臣,苏步青应用数学等多项科技励。

  数学不能脱离实际,它的应用无所不在。

  责任感与感,从老师谷超豪的言传身教中自然渗透到李大潜的身上。他清楚地意识到,在专业研究的空间之外,他有为数学长远发展贡献思的职责。“问题驱动的应用数学研究大有可为,值得大力提倡。防腐层抗流淌温度”李大潜语气坚定地说。

  选载自《科学新闻》