站在巨人的肩膀上——听石钟慈院士“我的三个数学老师”讲座有感

  • 顾艳 (2014年以后的旧数据)
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作者:顾艳

六月底,夏季学期开始了。按照以往的惯例,夏季学期主要以国内外知名教授、专家的讲座为主,其中,数学科学学院特别邀请到了5名数学院士,讲述各自的研究领域内的前沿成果及发展态势、从事科学研究的正确方法等等,为同学们献上了一场异彩纷呈的文化饕餮。

身为科苑学子,能够有机会如此零距离地感受大师风采、聆听大师教诲,倍感激动、喜悦与自豪。作为一名基础数学专业的研一生,我刚刚结束了集中教学阶段紧张的课程学习,即将迈入下一步科研阶段,而在此刻,我能有这个机会接受数学学科院士的熏陶与教导,更觉得自己如此幸运!因为在我眼中的数学大师们,就如同夜空中点缀着的星辰,他们就在各自的位置上熠熠闪光着。

而在今夏科苑学子的漠漠夜空里,就有这样的5颗星星在璀璨,他们分别是:

郭雷院士,著名的系统与控制科学家,现任中国科学院数学与系统科学研究院院长、中国科学院研究生院数学科学学院院长。在系统科学与控制科学领域,郭院士做出了杰出贡献。他给我们上了一堂有关“信息、系统与控制科学”的启蒙课。

林群院士,毕业于厦门大学,林院士的主要贡献是将有限元分析建立在积分恒等式、最优剖分以及"超收敛形函数"的基础之上,使各种方程各类算法的分析走向统一化、精确化和表格化等。他为我们介绍了“关肇直先生的方法论”。

石钟慈院士,计算数学界泰山北斗的人物,尤其是在几十年来石老对有限元方法进行了系统而深刻的研究,并取得了独创性的成果。讲座中他追忆了在数学道路上对自己影响最深的“三位老师”。

严加安院士,在金融数学和概率论领域的权威学者,在概率论、鞅论、随机分析和白噪声分析领域取得多项重要成果。他的“谈科学研究之道”,为数学专业,尤其是金融数学与概率论方向的年轻学子走上科研之路导航。

杨乐院士,在函数值分布论、幅角分布论、正规族等方面取得了一系列的重要研究成果,在复分析中的研究工作也为国内外同行学者广泛引用。他的讲座“函数值分布论从欧洲到中国”介绍了其专业领域的发展态势。(以上排名不分先后)

这五场院士讲座,就好象五盘不同风味的菜肴一样,有的也许因为涉及到我们所不熟知的艰深的专业领域而显得有些高妙;有的是以院士们从事科研、一路走来的亲身经历为内容,加上亲切的讲述,仿佛透着一股子清爽的鲜蔬;而有的则内容详实、讲解生动,现场掌声不断、笑声不绝,又好象一盘烈火烹油的佳肴美馔。

实在是风格各有不同,但就我个人喜好而言,时令鲜蔬更适合我,尤其是在这么一个炎炎的夏天。所以,石钟慈院士的讲座“我的三个数学老师”貌似更为吸引我。

时间:下午三点整,二零零八年七月四日,初夏

地点:中国科学院研究生院中关村园区教学楼

S104阶梯教室

教室中座无虚席。

这里要举办的是一场讲座。整个过程中没有使用投影仪等机器设备,事先并没有安排声势浩大的宣传、在讲座过程中亦没有更多花哨。事实上,根本不需要投影仪之类的辅助设备,不需要铺陈华丽而夸张的宣传架势,亦无需任何令人目眩与夺人眼球的噱头。讲座者本身风趣幽默的谈吐和不自觉散发的个人魅力早就牢牢攫住了每一位听众的心。

作为中科院研究生院夏季学期的院士系列讲座之一,此次讲座不仅仅聚集了选课的百余名同学,还吸引到了更多感兴趣的同学和老师。能够看到讲座嘉宾从容地坐在讲台后面,目光里满是平和,保持着与在座同学最平等的高度,就好像一位长者与你促膝谈心一样。可是,谁又能想到面前的这位长者已经七十五岁高龄?!看他时而音调激昂、时而低诉缓缓,间或手势丰富、充满活力地挥动双臂,我感到了旺盛的生命力在燃烧。他也是年轻的。

讲座人,中国科学院石钟慈院士,我国著名数学家,国家攀登项目“大规模科学与工程计算”首席科学家。50年代末,建立了一种将变分原理和摄动理论相结合的新算法并算出氦原子最低能态的良好近似值;研究了矩阵特征值的定位问题,得到精度很高的上下界估计公式。70年代中期以来,他从事有限元的理论研究和应用,首创的样条有限元被广泛应用于实际计算并引发了大量后继工作;研究非协调元的收敛性,证明国际上流行的检验方法既非必要也不充分,并提出新的判别准则;发现非协调元的一系列奇特的错向收敛性质,从理论上证实了早期工程计算中观察到的现象;分析并证明多种在应用上极有价值的非协调元的收敛性,从而奠定了其理论基础。

1955年,石钟慈院士从复旦大学毕业后被分配至中国科学院数学所工作,华罗庚时任所长。当时,数学所的办公楼还只是清华园里的那栋两层的小楼。在那里,他加入了由华罗庚所长带领的计算数学研究小组,其中,还包括了北大、清华及南开等知名高校数学专业的百余位牛人。早在50年代中期,当计算数学还没有成为一个专业的时候,事实上,石钟慈院士所进行的是一项在数学王国里开疆辟土的事情。要知道,从事计算数学的研究,首先需要建立数学模型、编写算法、最后是计算机实现,而直到1958年,中国才真正有了自主研制开发的计算机。是华罗庚先生(石钟慈院士这样尊敬地称呼他),是他看到了计算数学的发展大有可为,因为,它才是促进其他科学技术向前推进的极大的生产力,所以“要发展计算数学”(华罗庚先生语)!事实上,这就为当时年轻的石钟慈院士指明了今后的科研之路:计算数学。

石钟慈院士到今天仍十分感谢华罗庚先生,引以为恩师。他戏称自己虽非出自华老的嫡系,但至少算得“半个弟子”。因为,是华老做了自己在计算数学这个方向上的引路人,也是华老,在学问、做人上施予良多。

“天才在于勤奋,聪明在于积累。”这是华老常挂在嘴边的一句话。当他身边的学生包括年轻的石钟慈赞叹华老的天才头脑时,他总会抛出这句话,训诫自己,也教育学生们。从不承认自己是天才,反而将自己泡进图书馆,华老教会了年轻的石钟慈如何将一本书从厚读薄,再由薄读厚:厚书读薄,是领会其思想原理;由薄读厚,是为了做到触类旁通、举一反三。

华老教会了他:只要凭借着科学正确的学习方法,保持谦虚谨慎的求学态度,坚韧不拔、持之以恒,科学殿堂的大门终究会为你打开!

1960至1966年在中国科技大学教书期间,石钟慈院士被分到计算方法研究室32组,专攻水坝设计。当时的负责人是冯康先生。按照石老的说法,如果说华罗庚先生为他指明了计算数学这条未来的研究之路,那么冯康先生就在具体实践的层面上教会了自己如何搞计算数学。

在人的一生当中,也许就有冥冥中注定的缘分。试想一下,如果不是华罗庚先生的远见卓识,认识到计算数学在未来科学发展中的重要性;如果不是华罗庚先生采取了循循善诱、春风化雨的方式,在对待科学的态度与钻研学问的方法方面给予学生关照;如果不是后来冯康先生与年轻的石钟慈并肩,在计算数学的科研道路上攻克一个又一个难关,我们很难说事情会不会是另外一个样子。

“我其实是站在巨人的肩膀上”,无疑,如果把这句话用到石钟慈院士身上亦十分契合。

300多年前,当科学巨人牛顿面对如潮的掌声和令人神迷目眩的鲜花和赞誉时,曾不无感慨地说:“我不知道在别人看来,我是什么样的人;但在我自己看来,我不过就像是一个在海滨玩耍的小孩,为不时发现比寻常更为光滑的一块卵石或比寻常更为美丽的一片贝壳而沾沾自喜,而对于展现在我面前的浩瀚的真理的海洋,却全然没有发现。”就连牛顿这位科学巨擘也谦虚如此,把自己说成是一个追逐真理贝壳的小孩。还有另外一句更为出名,恰是献给他的恩师的,——如果说我比别人看得更远些,那是因为我站在了巨人的肩膀上。

透过300多年历史的迷雾,恍然间大音响彻苍宇,沉郁顿挫,为我们拨点了迷津。华罗庚先生、冯刚先生,就其在各自领域中的科研成就而言,不可谓不是巨人,无论是其所占据的科研高度,目力与头脑所及的纵深,还是自然流溢的那派高屋建瓴的从容淡定,皆乃后辈难以望其项背。站在巨人的肩上,便借得了一方视野,享获了一份难得的气度。有了高度,所以不盲目;有了广度,故而不偏执;有了气度,幸而不庸碌。

有这样一句话我认为很有哲理:在成功的道路上,真正重要的是与谁同行!站在巨人的肩上,与巨人同行,那么成功也许只是一步之遥了。

石钟慈院士后来在有限元方法以及应用方面作出了杰出贡献,对协调元与非协调元进行了系统深入的研究,取得了既有深刻理论意义,又紧密结合实际,同时对工程计算具有指导意义的前沿成果,为发展我国的数学事业作出了突出贡献。我想,这些成就的取得是与他的各位老师的影响与指导分不开的。如何做人、如何做学问,这些早早就灌输进石老血液的思想的精髓,成为了他搞学术、出成果的最大的原动力。

我相信,当石老站在华罗庚数学奖的领奖台上,当石老满怀激动与喜悦手捧苏步青奖的金杯,他心里想着的一定是:风景如此美妙,除了个人的努力攀登,更是因为——我站在巨人的肩膀上!

事实上,当数百名研究生聆听石钟慈院士娓娓道来的演讲时,何尝不也是“站在巨人的肩膀上”,向着科学高峰行进么?!

附:

石钟慈院士,1933年12月出生于浙江鄞县。1951年入浙江大学数学系,1952年转入复旦大学数学系。1956年首批赴苏联攻读计算数学。1960年回国后在中国科学院计算技术研究所工作,曾任中国科技大学数学系主任、中国科学院计算中心主任。1991年当选为中国科学院院士(学部委员)。

几十年来石钟慈院士对有限元方法进行了系统深刻的研究,取得了独创性的研究成果。代表工作有:建立了Galerkin方法求解微分方程特征值问题的新算法,得到矩阵特征值、行列式和条件数的高精度估计公式;提出了样条有限元, 引发了大量后继工作;发现了非协调有限元奇特的"错向收敛"现象,提出了一种新的判别非协调有限元收敛性准则,证明了一些工程界有重要应用价值的单元的收敛性。这是迄今国际非协调有限元研究领域的最深刻、最系统的成果。曾获中国科学院重大科技成果二等奖、自然科学一等奖,国家自然科学三等奖、华罗庚数学奖,何梁何利科技进步奖及苏步青应用数学奖等。

石钟慈院士曾任国家攀登计划项目首席科学家。现任中国计算数学学会理事长,是我国计算数学领域四个刊物的主编;德国、美国、俄罗斯、日本和巴西五个国际计算数学杂志的编委。

(顾艳,研究生院数学学院07级研究生)