我国著名数学家

  谷超豪生于1926年5月15日,卒于2012年6月24日。他出生于浙江温州,是中国著名的数学家、复旦大学副校长、中国科学技术大学校长、中国科学院院士、国家最高科学技术奖获得者

  

  1948年,谷超豪从浙江大学的数学系毕业,五年后,他进入复旦大学教书。谷超豪曾任复旦大学副校长以及中国科学技术大学校长。1980年,谷超豪进入中国科学院数学物理学部,当选委员,著有《数学物理方程》等学术著作。他的"规范场数学结构"获得全国科学大会奖;"非线性双曲型方程组和混合型偏微分方程的研究"获国家自然科学二等奖;"经典规范场"获2009 年度国家最高科技奖。

  

  从小被婶母带大的谷超豪,受到了婶母单纯善良、助人为乐思想的影响。谷超豪五岁时,在私塾中得到了启蒙教育。七岁那年,他成了温州瓯江小学(现在的温州市广场路小学)的一名学生。他的聪慧不仅表现在各科成绩的优秀上,也表现在格外突出的数学方面。仅在小学三年级,谷超豪就学会了分数与循环小数的相互转化,了解了无限的概念。

  1937年,谷超豪成为温州中学的一名学生。正值抗日战争时期,大量大学教师回到故乡,这让温州中学有了不少优秀的数学、物理教师。谷超豪的成绩一直排在前列。有一次,乘方的内容讲完后,老师开始课堂提问:如何用四个"1"组成一个最小的数?谷超豪讲出答案,"1的111次方。"老师再次提问:如何用三个"9"组成一个最大的数?谷超豪再次抢答,"9的9次方的9次方。"课本上的内容并不能让谷超豪满意,他喜欢在课余时间阅读如刘熏宇的《数学园地》这样的课外书。这本书讲述的是微积分和集合论的基础观点,通过这本书,谷超豪了解了循环小数、微积分和集合论这三个无限层次,加深了他对数学的热爱。

  

  1943年9月份,谷超豪成为浙江大学龙泉分校的学生,这是抗日战争时期,浙江大学在龙泉开设的分校。他的老师苏步青非常欣赏他。在当时的教学中,并不要求大一学生拥有逻辑推理能力,但非常看重学生的直观能力、演算能力和解应用题的能力。经过一年的学习,谷超豪在数学领域打下了坚实的基础。在苏步青、陈建功等知名教授的课堂上,谷超豪发现自己需要努力掌握其他领域知识,积极自学,这样基础才能更夯实。进入大学的第三年,谷超豪开始学习物理,他选择了物理理论以及量子力学、相对论等选修课程。在解题时,他常常探索新的解题方法。尽管没有深入地研究,但是学习到的物理知识对于他在数学领域规范场问题的研究上帮助良多。所以,他认为,其他自然学科的知识对数学研究有助益。

  

  杭州被解放是在1949年,在这之后,谷超豪进入中国科协的杭州分会工作。在科协工作的日子非常繁忙,但他总觉得内心空虚。后来他意识到,缺少了图形、概念和公式,他的生活也变得不完整。他的人生和数学紧密相连。于是他向单位领导提出申请,希望能够继续数学研究和教学。从此之后,谷超豪就白天在科协上班,去浙江大学上课、听课,晚上自己研究数学直到深夜。在专门针对青年教师的课程上,苏步青教授提出了一个K展空间领域的问题,让谷超豪被深深吸引。两周后的一个深夜,谷超豪孜孜不倦地研究着这个没有被解决的问题,不同于身体的疲惫,他的大脑高度活跃,从K展空间想到子流行,又想到子流行的子流行。于是,《隐函数方程式表示下的K展空间理论》——谷超豪在微分几何领域最早提出的思想形成了。这种在数学领域叫作"分叶"的思想,帮助谷超豪解决了苏步青在课堂上提出的问题。这篇论文于1951年刊登在《中国科学》上,受到了国际上许多数学家的关注。

  这一年,响应国家"革命青年向科学进军"的号召,谷超豪终于摆脱了在科协工作和从事数学研究之间的矛盾。在苏步青教授的帮助下,谷超豪重新回到浙江大学,成为了一名助教。一年他成为讲师。1953年,谷超豪进入复旦大学,并在三年后成为副教授。

  

  1957年,谷超豪远赴苏联,在莫斯科大学学习力学数学专业,两年后,他成为该校物理数学科学的博士。在苏联,博士学位是非常难以获得的,谷超豪是至今为止唯一一个在莫斯科大学获得博士学位的中国人。1960年,谷超豪的妻子胡和生(胡和生是苏步青的学生、1952年研究生毕业后,和谷超豪一起进入复旦大学工作)开始研究变换拟群。为了科学研究,两个人直到1957年才结婚。

  

  偏微分方程

  1960年,已经成为教授的谷超豪专注于新领域的研究,收获颇丰。受到第二次世界大战时、原子弹、导弹、超音速飞机陆续出现的影响、非线性双曲型方程和混合型方程如何求解成了数学领城的新问题。苏联、美国等许多国家的数学家都对该领域的研究非常感兴趣。在苏联掌握了许多知识,返回祖国的谷超豪希望自已能够为国家空间科学的发展做出贡献。所以,在复旦大学数学研究所中、谷超豪组建了一个以研究偏微分方程为主要课题的小组。后来,这个研究小组闻名国内外。

  不久后,国际数学界都开始关注谷超豪在偏微分方程以及规范场理论方面取得的研究成果。他创作的《双曲型方程组的一个边界问题和它的应用》比外国早十年解决了超音速飞机机翼绕流的问题。谷超豪最早研究出高维、高阶混合型方程的理论体系,他在正对称方程组以及混合型方程领域的研究成果得到了国际数学界的认可与欣赏。除此之外,在规范场的数学结构领域、高维时空的孤立子理论研究方向,谷超豪都做出了重要的贡献。

  

  谷超豪带领课题小组埋头研究,并不断地取得新进展时,1966 年,"文化大革命"爆发了。无处不在的大字报、抄家、批斗、被迫参与劳动……被人为难,谷超豪也不会反抗。他参与劳动的那个村子里,有农民看不下去,便向工宣队提议,由村里的生产队安排谷超豪的劳动内容。这让谷超豪非常感动。在这段时间,谷超豪最难过的莫过于无法继续进行科学研究。尽管一些不属于学校的工程单位经常去复旦大学申请,希望能够让谷超豪去他们单位参与研究,但是领导都没有批准。

  1973年,得到了市里相关单位的批准,一个单位直接见到了谷超豪,希望他能参与空间技术的研究,只是单位的领导不肯同意。这让谷超豪十分伤心,经过竭力争取,单位领导允许谷超豪"从旁协助"。在工作的实际开展过程中,谷超豪带领研究小组,将他在高速空气动力学以及混合型方程方面的研究成果应用到实际中。这段时间,在谷超豪的领导下,小组完成了许多有实用价值的研究,在电子计算机硬件跟不上的情况下,完成了"球、锥形等飞行器超音速有攻角绕流的气动力"以及"绕蚀外形气动力"等问题的计算工作。

  

  国际领先的研究成果

  1974年,复旦大学邀请杨振宁分享他在规范场理论方面的研究成果,报告后,杨振宁希望可以与复旦大学一起开展研究工作。在规范场理论研究方面,粒子结构和它的相互作用规律是主要研究内容,与现代数学领域的知识有交集。报告会过程中,包括谷超豪在内的数学、物理教师积极响应杨振宁的观点,让他发现复旦大学的数学教师研究能力强、基础知识扎实,同时也对现代物理有涉猎。由此,以谷超豪为组长,与杨振宁合作的联合研究小组成立了。

  小组成立没多久,谷超豪与妻子胡和生就在规范场领域的数学结构问题上做出了成绩。他们先于国际数学界对杨·米尔斯(Mills)方程局部解存在性的问题进行证明,还分析出无源规范场与爱因斯坦引力论存在的区别与关联,这让杨振宁既惊又喜。陆陆续续的,许多科学研究成果在联合研究小组诞生,《规范场理论若干问题》的文章被发表。在这之后,复旦大学和杨振宁还进行过两次合作,双方都非常满意。杨振宁甚至多次邀请谷超豪一同去美国做研究。

  年过半百的谷超豪凭借自身扎实的基础与拼搏奋进的科研精神,在数学领域接连取得了令国际数学界关注的成绩。其中不乏被人称作"属于下一世纪"的高难度课题。1977年,作为中国高等教育代表团中的一员,谷超豪远赴美国,在加州大学贝克莱分校、麻省理工学院、纽约州立大学石溪分校以及马里兰大学分享了他在偏微分方程以及规范场的数学结构两个方向的研究成果。四次报告,谷超豪都是用英文做的。在这期间,谷超豪还参观了在研究偏微分方程方向格外著名的美国纽约大学柯朗数学研究所,结识了"正对称方程组"理论的提出者弗里特里克斯。当时已经 75 岁的弗里特里克斯对于谷超豪用自己提出的理论研究混合型偏微分方程时非常开心,直言谷超豪完成了他想将这一理论用于混合型方程研究的愿望。

  

  "谷超豪星"

  2009年10月20日,小行星"谷超豪星"的命名仪式在复旦大学举办。这颗国际编号为171448的小行星是中科院紫金山天文台的一个观测站在两年前发现的。它绕太阳一周需要3.47035 年。2009年8月6日,得到国际小行星中心与命名委员会的批准,这颗小行星正式命名为"谷超豪星",以此表达对这位杰出数学家的赞誉。

  举报/反馈