吴文俊：出题给西方做的数学家
编者按：北大有着“科学报国”的光荣传统。新中国成立以来，从“两弹一星”到第一次人工合成牛胰岛素，从成功提取青蒿素到联合研制我国第一台百万次集成电路电子计算机，北大科技工作者在科学技术领域攻坚克难，取得了一系列原创性、突破性科研进展和科技成果。改革开放以来，稀土分离理论及其应用、计算机汉字激光照排系统和后来的电子出版系统的研制等为代表的重大科技成果，持续引领时代进步、造福人民造福世界。
当前北大正深入开展“不忘初心、牢记使命”主题教育。为充分发挥榜样的示范引领作用，北大新闻网特开设《初心•使命》专栏，讲述老一辈科学家科学报国的故事，以激励北大师生弘扬科学报国的优良传统，不忘初心、牢记使命，肩负时代重任，勇做新时代科技创新的排头兵。
个人简介：出生于战乱时期，学习一度被中断，艰苦的生存条件没有阻碍他对科学的探索。1951年，吴文俊回国任北京大学数学系教授，他开创了数学机械化新领域，用算法观点对中国古算做了分析，提出用计算机自动证明几何定理的“吴方法”，为拓扑学作出重大贡献。9月17日，六位北大校友被授予“共和国勋章”和国家荣誉称号。其中，吴文俊被授予“人民科学家”国家荣誉称号。
2017年5月7日7时21分，数学界巨擘、中国科学院院士、中国科学院数学与系统科学研究院研究员、首届国家最高科技奖获得者吴文俊，驾鹤西行，享年98岁。
中国科学院院士郭雷曾先后担任过中国科学院系统科学所所长和中国科学院数学与系统科学研究院院长，他说：“吴老是一位真正的大学者。”他的学术贡献将永镌史册，他的精神风骨将为后世楷模，他的家国情怀将永远激励着中国科技工作者为祖国的未来砥砺前行！
吴文俊在2002年国际数学家大会中国数学史国际研讨会上作公众报告。新华社发
建立起新时代的新数学
2003年12月12日，光明日报《科技周刊》刊登了吴文俊的署名文章《东方数学的使命》。在这篇文章中，他提出一个问题：“怎样进行工作，才能对得起古代的前辈，建立起我们新时代的新数学，并在不远的将来，使东方的数学超过西方的数学，不断地出题目给西方做？我想，这是值得我们大家思考和需要努力的方面。”
为解答这个问题，吴文俊身体力行。在拓扑学领域，吴文俊引进的示性类和示嵌类被称为“吴示性类”和“吴示嵌类”，他导出的示性类之间的关系式被称为“吴公式”。在吴文俊研究的影响下，研究拓扑学的“武器库”得以形成，法国数学家托姆、美国数学家米尔诺等许多著名数学家都受他启发或以他的研究为起点之一，获得一系列重要成果。
20世纪70年代后期，吴文俊开创了崭新的数学机械化领域，他提出的用计算机证明几何定理的“吴方法”被认为是自动推理领域的先驱性工作。因为这项工作，他获得了2006年的“邵逸夫数学奖”，评奖委员会写到：“通过引入深邃的数学思想，吴开辟了一种全新的方法，该方法被证明在解决一大类问题上都是极为有效的”,“吴的方法使该领域发生了一次彻底的革命性变化，并导致了该领域研究方法的变革”，他的工作“揭示了数学的广度”。
这样开创性的工作，源自吴文俊对数学发展、对中国古代数学的深刻理解。郭雷回忆道：“最令吴先生自豪的是他‘第一个认识了中国古代数学的真实价值’。”吴文俊认为，中国古代数学不同于西方传统公理化数学，它是构造性的、算法性的，因而是最符合数学机械化的。他用算法的观点对中国古算作了正本清源的分析，不仅开辟了中国数学史研究的新思路与新方法，也与机械化数学的开创密切相关。
开创属于我们自己的研究领域、创立自己的研究方法、提出自己的研究问题——郭雷认为，这一思想始终贯穿于吴文俊的学术生涯中。正如中国科学院在讣告中所写：“他是我国最具国际影响的数学家之一，他的工作对数学与计算机科学研究影响深远。”
数学世界的“老顽童”
吴文俊被称作“老顽童”，他心思恪纯、乐观开放，总对新鲜事物抱有一份好奇心。他对不懂的事情总坦然承认、虚心求教。
中科院数学与系统科学研究院曾在每周四举办学术讨论班，其时，81岁的吴文俊是班上的常客。一次，他坐在第一排认真听别人介绍难解的“杨—巴斯方程”，并全程参与讨论环节。结束后他坦然表示：“其实今天的难题我听不懂”，“但越是不懂的你越要听，要学习，要看其他人在做什么，否则科研就做不下去了”。
吴文俊爱赤脚穿皮鞋，声称自己爱棋，却只见他观棋从不见他下场“厮杀”，这些可乐的“梗”至今广为流传。郭雷说：“正因为吴先生不拘小节，对其他方面‘不求甚解’，才省出时间来，使他对某些方面求其甚解，理解得比所有人都深入。”
在吴文俊愿意“求解”的领域，他的勤奋非常惊人。20世纪70年代，为了解决几何定理机器证明和数学机械化问题，他从头学习计算机语言，亲自在袖珍计算器和台式计算机上编制计算程序。那时，他的工作日程是这样的，清早来到机房外等候开门，进入机房后就八九个小时不间断工作，下午五点钟吃饭，并利用这个时间抓紧整理分析计算结果，傍晚七点钟又回到机房工作，午夜时分回家。如此周而复始，他忙得竟忘了自己的60岁生日。
“科研是永远做不完的。数学的难题有很多，简直是越来越多。坚持做科研可能是中国科学家的特点，中国科学家后劲很足，年轻时做科研，六七十岁后仍在做科研，甚至八十岁后还在做。”对于吴文俊而言，华罗庚和陈省身是他的榜样，生命不息、创新不止，他从不放弃研究。
吴文俊在指导学生。光明图片
中国数学研究的传承者
在接受光明日报记者采访时，吴文俊曾说：“不管一个人做什么工作，都是在整个社会、国家的支持下完成的。有很多人帮助我，我数都数不过来。我们是踩在许多老师、朋友、整个社会的肩膀上才上升了一段。我应当怎样回报老师、朋友和整个社会呢？我想，只有让人踩在我的肩膀上再上去一截。我就希望我们的数学研究事业能够一棒一棒地传下去。”
吴文俊曾师从数学家陈省身，他多次表达对老师的感激和怀念。他曾回忆，1946年前后，受陈省身指点，他确立了代数拓扑学的研究方向，曾因战乱、生计所迫一度中断的数学研究得以重新开始。吴文俊追忆，在遇见陈省身之前，自己非常苦闷。“放弃数学研究不是心甘情愿，是苦闷了好些年，没办法只好丢掉了，是违背自己愿望的”，而陈省身的帮助让他“等于是从火坑里逃出来了”。
有感于师恩深重，吴文俊此后一生都以陈省身为榜样，不断鼓励和帮助后辈，并终生矢志不渝地推进数学学科的发展。2007年，已88岁高龄的吴文俊仍站在讲台上传道授业，为数学院研究生作了题为“消去法与代数几何”的报告并解答了学生们的许多问题。参与者回忆，在近两个小时的过程中，吴文俊始终站着，声音铿锵。
在他的影响下，中科院数学与系统科学研究院成立了数学机械化重点实验室，对“吴方法”和“吴消元法”进行了大量后续性研究工作，这个实验室所形成的高水平数学机械化研究队伍，在国际上被称为“吴学派”。如今，吴文俊的成就正被应用于曲面造型、机器人机构的位置分析、智能计算机辅助等若干高科技领域，并取得了一系列国际领先的成果。
吴文俊培养的博士、数学与系统科学研究院研究员刘卓军说：“吴先生重视每个学生创造性的发展，他说学生不能被自己的导师淹没，学生当然要学习、发扬老师的某一部分，但也要有自己的想法，要学习其他老师的长处，这样才可能有创造性。”
把一生献给祖国的数学事业
“科学技术是第一生产力，数学是发展第一生产力的必要手段与重要保障。也正因如此，数学与国家的命运紧密结合在一起。数学的兴盛与否，是与国家的兴旺与否紧密相依的。”2001年，在光明日报与中组部联合召开的一次座谈会上，吴文俊这样说，作为一名数学工作者，“我将一如既往，把自己的一生献给祖国的数学事业”。
吴文俊是个非常低调的人，但他从来不曾将自己封闭在象牙塔中，他人生中的重大抉择与学术研究，都与家国命运息息相关。
1951年，已做出“吴公式”的吴文俊坚决踏上了归国之路。在被问到为何做出这样的决定时，吴文俊说：“你去留学，学成归国，这好像就是天经地义，没有什么，大家都是这样子。所以人家问我什么原因，我都说不出来。”
吴文俊曾说，他喜欢数学并不是因为它的美，而是因为数学作为重要工具无孔不入、能解决问题。郭雷回忆，吴文俊曾做了大量调查研究，将数学机械化方法用于机器人、计算机图形学、机构设计、化学平衡、天体力学等问题，还支持数学机械化方法在一些高技术行业的应用。“比如2008年初，吴先生在报纸上看到我国数控机床落后，而外国又对我国技术封锁时，就立即写信给时任中国科学院院长路甬祥，希望将数学机械化方法运用到我国高档数控系统研究中。”
吴文俊曾在光明日报撰文说：“在人类知识的领域，数学是一门古老而又青春常在的学科。”吴文俊的生命之烛虽已熄灭，但他的精神将在这个学科中得到永生！
本文选自《光明日报》（2017年05月08日 05版）
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