一生三易研究方向,“没问题,党叫干啥就干啥!”
“老科学家学术成长资料采集工程”(以下简称“采集工程”)于2010年正式启动,是经国务院批准,由中国科协牵头联合11家部委共同实施的一项科技历史人文工程。十余年来,已有六百多位老科学家接受采集,全国上百家单位投入采集工作,累计获得实物原件14万余件、数字化资料近34万件,音频资料近56万分钟、视频资料近47万分钟,已成为国内规模最大、内容最丰富、类型最广泛的科学家珍贵历史资料收藏工程,以及从事中国现当代科学史和科技人物研究、科学文化建设的重要平台,是弘扬新时代科学家精神的重要载体。本文系根据“采集工程”历史资料整理而成,在“中国科学家”公众号等平台发布,以飨读者。
他一生三易研究方向、跨越多个领域,为我国原子弹的研制成功、为氢弹的原理突破和发展作出了重大贡献。
他曾说:“数学来源于实际,数学研究应基于实际,并提升为数学方法和理论,回归指导实际。……为国家建设选择研读偏微分方程,然后为国防搞差分,后来又从国家建设需要出发再回去搞偏微分方程。国家需要我,是我的荣幸。”
他就是中国科学院院士、著名数学家周毓麟。
周毓麟院士
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数学王国的忠诚“骑士”
1923年的2月12日,周毓麟在上海弄堂出生。周毓麟调侃自己有一个“数学之家”。这是因为父亲工作的原因,常与算盘打交道,“我记得小时候,他有空闲时也把我抱在膝盖上教我数数、做四则运算,也问一些鸡兔同笼的问题,这就是我童年时受到的数学启蒙。”
1938年,周毓麟在上海老家楼顶平台上留影
童年时期的周毓麟爱好广泛,游戏、绘画、拳术,样样精通。可是自从高中时期迷上数学,他就像变了一个人,除了读数学书籍和思考数学问题,他的业余时间几乎没有别的消遣。在毕业填报志愿时,周毓麟婉拒了好友“会坐冷板凳”的提醒,坚定地报考了数学专业。
1941年夏,周毓麟如愿考取了当时的上海大同大学数学系,成为当年数学系招收的唯一一名新生。因为人少,所以数学系和物理系合并上课,周毓麟既要修数学系的课程,也要上物理系的课程,包括物理实验课。毕业后,周毓麟进入中央研究院数学研究所,跟随陈省身学习拓扑学。他学习认真,善于领悟,在短短两年时间里就崭露头角。
1948年9月,周毓麟拒绝随中央研究院前往台湾。1949年他来到清华大学数学系任职,很快就在《数学学报》上独立发表四十多页的同伦群研究论文。
1954年,作为拓扑学“新秀”,周毓麟被国家委派赴苏联莫斯科大学求学深造。因偏微分方程更符合国家需要,他毅然放弃已小有所成的拓扑学,第一次改换专业方向。
1954年,俄专32班同学合影(后排左六为周毓麟)
在莫斯科大学数力系里,公认有两个最难的专业,一个是泛函分析,另一个就是偏微分方程。在异国他乡学习新专业,是个巨大的挑战。为了赶上进度,周毓麟自制效率手册,除了必须留出的八小时睡眠,剩下的十六个小时进行周密安排,一个星期下来,他还要核算一下,如果本周学习数学的时间达到或超过了七十个小时,那就达到标准,如果没有学够,那就要找一找是什么原因。在莫斯科大学三年,周毓麟就是这样度过的。
周毓麟师从著名数学家奥列依尼克,研究非线性抛物型方程的第二边值问题。他巧妙地运用拓扑学不动点定理研究整体解的存在性,与导师合作研究发表了著名的关于渗流方程的论文,并作为重要的研究成果收入1957年出版的《苏联数学四十年·偏微分方程》。该理论很有应用价值,被公认为是具有开创性的经典性工作,至今还在被不断引用。
1957年,周毓麟在莫斯科大学学习
1957年2月,周毓麟在莫斯科大学光荣入党。同年夏天,他获得物理数学副博士学位后,回到北京大学数学力学系工作,开设偏微分方程专门学习班。很快,周毓麟的课程成为了国内非线性偏微分方程研究的一个热点区域,为国内培养了一大批非线性偏微分方程的优秀人才。
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“党叫干啥就干啥!”
1960年5月4日,周毓麟迎来第二次重大改变。中午,周毓麟刚结束教学工作,被系党总支书记叫到了办公室。书记告诉他:“你要调离北京大学,去参加一项重要的国防工作,有什么问题吗?”
“没问题,党叫干啥就干啥!”周毓麟毫不犹豫地说。当听到书记强调这项工作很重要,也很艰辛,直来直去的周毓麟当场表示:我知道要调动工作,但我得告诉妻子一声。因为那时,距离女儿出生仅剩一个多月。
1960年,周毓麟一家三口合影
新单位是一个“未挂牌子”的院子,过了一两个月,部长们来交底时,才知道新单位九所是搞核武器研究的,“事业”就是指原子弹。1959年,中苏交恶,中国只得独立研发,第一颗原子弹代号是“596”,但在九所人心中和口中,第一颗原子弹也是“争气弹”。
最关键的是,从事国防保密程度这么高的工作,必然要隐姓埋名,中断已有成就的研究工作。从1960年到1980年,在长达20年的时间里,在一名科研人员最富于激情和创造力的岁月里,周毓麟再没有公开发表一篇新论文。
真实的牺牲远不止于此,组织上派周毓麟主管核武器数值模拟和流体力学方面的研究工作,该领域涉及数学、物理与力学等学科的交叉以及基础与应用的结合,相当于又转了个方向。就这样,周毓麟在带人展开广泛调研之余,抓紧时间从头学习了有关理论。每天早晨8点准时上班,末班车回家,到家还要工作到12点才休息。他后来回忆这段时期的工作是“形势所迫、责任很重、心气十足”。
1960年夏天开始的九次计算是我国原子弹研制史上最为艰难也是最为光辉的篇章之一。在准备进行第一颗原子弹的理论设计时,有一个数据与之前苏联专家无意中透露的数据对不上,为此,科研人员反复进行验算,验算一共进行了半年之久,多达九次,计算稿纸一麻袋一麻袋地堆满了房间,史称“九次计算”。也是在这里,周毓麟带领科研人员,通过调研,选定冯·诺依曼方法,着力解决了原子弹爆轰过程的一维精确计算问题。
英雄的时代,造就着一批时代的英雄。从全国各地调来的物理和数学界精英中,周毓麟和邓稼先、周光召、于敏、黄祖洽、秦元勋、江泽培、何桂莲等科学家密切合作,协同攻关。这八位专家也被称为理论部八大主任。
原子弹突破后,周毓麟在氢弹研制工作中领导了二维流体力学方程计算方法的研究,在当时机器内存容量小、速度低的条件下,取得了一些定性的结果,他带领科研人员设计编制的某些二维程序此后继续使用了近20年。
1980年,周毓麟在办公室工作留影
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花甲之年再精进
改革开放后,周毓麟根据核武器理论研究工作的实际情况,又重新回到基础研究领域,开展与专业相关的应用数学研究。为了对自己的知识结构做一些“技术改造”,这一时期,周毓麟每周要做摘要笔记百余页约8万字左右。1980年前后,在人生迈入60岁之际,周毓麟开始了对非线性发展方程及其差分方法的研究,创造性地开辟了多条行之有效的途径,形成了独树一帜的系统理论。这一时期,他与合作者发表论文共130余篇,出版了两本重要的著作,丰硕的研究成果展现了他雄厚的理论基础与丰沛的研究激情。
当别人感叹周毓麟科研之路磕磕绊绊,“跨界”三次都是不小的坎坷时,他却说“是我总是觉得数学是有用、能用。说我有三次转变,我根本想都没想到过那算是什么牺牲,对我来说,三次转方向就是三次提升。”
在周毓麟看来,创造力才是成才的关键。为此,周毓麟主持的考试总是有三条规矩:可以看书,可以查资料,但是不能相互讨论。有两次考试,一次考了整整一天,另一次考了整整三天。面对难题,学生们没有一个放弃。后来,每个人交上来的答卷都有二三十页,研究质量也颇让周毓麟满意。
2003年,周毓麟夫妇在周毓麟80华诞纪念会场与中物院院士们合影(左起:杜祥琬、陈能宽、徐明月、周毓麟、宋家树、胡思得)
回过头,纵观周毓麟70多年的数学研究生涯,他将“国家需要我,是我的荣幸”的理念诠释的淋漓尽致。在数学天地间自在驰骋,淡泊名利、俯仰自得,终成国内少有的在基础研究和应用研究等方面都作出卓越贡献的大家。
周毓麟
(1923.2-2021.3)
数学家
中国科学院院士
参考文献:
[1]吴明静著.采数学之美为吾美[N].周毓麟院士学术成长采集工程研究报告.
[2]为国家三次转变研究方向[OL],光明日报,2021.03.17.
[3]百岁院士周毓麟:“国家需要我,是我的荣幸”[OL],中国科学报,2023.02.17.
文:采集工程项目办公室/中国科协创新战略研究院