華羅庚:中國傑出的戰略數學家 | 科技導報
本文通過考察華羅庚在提出和實施中國科學院數學研究所工作計劃、參與制訂國家科學技術發展規劃、擘畫中國計算機事業、發起和組織中學生數學競賽、普及與推廣統籌法和優選法方面的事蹟,展現了他作爲戰略數學家的貢獻。研究表明,華羅庚在中國科學院數學研究所將在1943年形成的發展數學研究所的看法付諸於實踐並有所發展,對策劃中國數學和計算技術事業發展做出了歷史性貢獻;他在倡導、組織計算機事業、中學生數學競賽,普及和推廣統籌法和優選法方面,發揮了極其重要的作用。華羅庚從一位自學青年成爲傑出的戰略數學家,是內在和外在因素相互作用的結果。
戰略數學家一般是指能夠對數學事業、數學或相關學科領域發展、數學工作開展等提出具有遠見卓識的決策、規劃、計劃或建議,還能組織各類人員予以實現的人才。傑出的戰略數學家通常集數學權威與數學事業領導者於一身,在一個機構、國家,或者世界數學發展歷程中舉足輕重。近100餘年來,隨着中國現代數學事業的展開和發展,中國涌現出一批戰略數學家,華羅庚是傑出代表之一。早在20世紀40年代就有關於華羅庚的短篇傳記見諸報刊、雜誌。20世紀80年代以來,尤其1985年華羅庚逝世後,關於華羅庚的傳記和專題研究成果顯著增多。然而,目前從戰略數學家的角度系統研究華羅庚的成果還很少。本文基於原始文獻,輔以研究文獻,考察華羅庚作爲戰略數學家的事蹟和貢獻。
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從自學青年到中國數學界的領軍者
華羅庚(1910—1985年)出生於江蘇省金壇縣的一個貧困家庭。家裡維持生計主要靠父親經營的一個小店。由於初中畢業後未上高中,入讀上海中華職業學校商科後輟學,華羅庚僅有初中學歷。但他的數學天賦出衆,輟學後對數學產生強烈的興趣,一邊幫助父親經營小店,一邊自學代數、解析幾何、微積分等數學知識。1929和1930年,他相繼在中國科學社創辦的《科學》雜誌發表論文《STURM氏定理之研究》、《蘇家駒之代數的五次方程式解法不能成立之理由》,展現了良好的數學素養。
國立清華大學數學系主任熊慶來認爲華羅庚是可造之才。在熊慶來等人努力下,1931年華羅庚到該系任助理員。熊慶來與系中教授楊武之、鄭之蕃等以開放的姿態爲他創造學習條件,允許他跟班聽課。他不僅聽過熊慶來的複變函數課,還跟楊武之學習數論。那時華羅庚“雖然名義上是助理員,實際上相當於一個研究生”。在這樣的環境中,華羅庚如魚得水,更加勤奮、專心鑽研數學,並與許寶騄、柯召等進行數學“友誼競賽”,且“很快就抓住了數學的精華”。與系中所有研究生乃至教師在同一水平上討論數學問題,都不成問題。1933和1934年,華羅庚相繼被破格提升爲助教、教員,成爲該系青年教師中的佼佼者。
由於數學研究多產,而未正式上過大學,1936年,華羅庚得到中國數學界前輩顧澄的關注。顧澄回顧1927—1936年中國數學發展情況時,指出“華君羅根未在大學畢業而研究成績頗足驚人”。由中華教育文化基金董事會資助,1936年夏,華羅庚被派往英國劍橋大學,在哈代(Godfrey Harold Hardy,1877—1947)指導下進修。劍橋大學的分析和解析數論很強,華羅庚在完整三角和估計、華林問題、布勞赫—塔內問題方面取得重要進展,做出世界一流的工作,成爲一個成熟的數學家。
華羅庚在劍橋大學進修期間,抗日戰爭於1937年7月在中國全面爆發,國內大量學校遷移至後方。1938年,華羅庚返回烽火連天的祖國,任教於由國立清華大學與國立北京大學、私立南開大學在雲南昆明合組的國立西南聯合大學數學系,破格晉升爲教授。1942年,他以書稿《堆壘素數論》獲國民政府教育部1941年度國家學術獎勵金一等獎,成爲享譽全國的數學家。在國立西南聯合大學期間,儘管工作和生活條件艱苦,無助無依,但華羅庚的研究熱情依然高漲,一度“每日工作十四小時”;在認識到自己難以在數論方面再做出重要成果的情況下,他將研究領域從數論擴展至代數、幾何、複分析,發表論文54篇,論文數量在全系教師中遙遙領先。
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1946年,受國民政府國防部委託,華羅庚與吳大猷、曾昭掄各自遴選2位學生赴美國學習製造原子彈。由於美國的安全限制,他們抵達美國後未能開展工作,而是紛紛進入美國大學成爲訪問科學家或研究生。華羅庚到普林斯頓高等研究院做訪問科學家。1948年轉入伊利諾伊大學,做訪問教授。在美國期間,他利用良好的工作條件,開展了一系列高難度的研究課題,在數論、代數與複分析方面相繼做出大量的卓越工作。
1949年10月1日中華人民共和國建立後,華羅庚放棄在伊利諾伊大學的工作,於1950年返回清華大學數學系任教。1951年1月26日,中央人民政府政務院第69次政務會議通過華羅庚擔任中國科學院數學研究所所長的任命。1951年8月,中國數學會第一次代表大會召開,他出任理事長。由此,他成爲中國數學界的領軍者。1955年,他被推選爲中國科學院學部委員並擔任物理學數學化學部副主任,1957年榮獲該院1956年度科學獎金一等獎,在新中國數學界建立起崇高的學術聲望。
提出和實施數學研究所工作計劃
中國科學院成立於1949年11月1日,是中華人民共和國最高學術研究機構。1952年7月1日,中國科學院成立數學研究所。當時中國科學院不少研究所以中央研究院留在大陸的研究所和分支機構、北平研究院,或者靜生生物調查所等機構爲基礎組建。與這些研究所不同,數學研究所完全是一個另起爐竈的研究機構,成立時基礎薄弱,但所長華羅庚對該所的發展懷有信心。
發展數學研究所的早期看法
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早在1943年在重慶參加中央訓練團期間,華羅庚就已對如何發展數學研究所有了較爲深入的看法,並於1944年1月8日致信中央研究院代理院長朱家驊,陳述了他的思想。 他認爲一個比較完備的數學研究所,應當包括純粹數學、應用數學和計算數學三大部,而每部則包括若干重點領域。 1944年3月7日,對如何發展數學研究所,他又致信國民政府教育部部長陳立夫,指出“若有如此規模之數學研究機關,庶可以達到聯絡運用之妙”。 作爲一位純粹數學研究者,華羅庚能有這樣的看法是認識到應用數學和計算數學重要性的結果,體現 了他廣闊的學術視野和遠見卓識。
1946年,華羅庚應蘇聯科學院、蘇聯對外文化協會邀請對蘇聯進行了50余天的訪問。訪問期間,他參觀了莫斯科大學應用數學系。參觀後,他感慨:“我幾年前,就曾呼籲過,我們中國科學要想進步,除去必須注意到理論的研究之外,還需要注意到理論和應用的配合,理論如果不和應用配合,則兩相脫節,而欲求科學發達,實在是不可能的。我從莫斯科大學的應用數學系的參觀中,益覺我以前的主張是不錯的。”訪問期間,他會晤了蘇聯科學院斯捷克洛夫數學研究所所長維諾格拉朵夫(И. М. Виноградов,1891—1983),得知該所研究純粹數學及應用數學。此次訪問使他更堅定了數學研究所應該設置應用數學方向的看法:“我國將來數學研究所的工作,似乎不應當只偏重於純粹數學或純粹數學的一部分而已。”
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1944年,華羅庚提出發展數學研究所的看法時,雖然是名教授,但在國民政府和中央研究院科技政策的決策上均無話語權。關於重視純粹科學還是重視應用科學的問題,中國科學界在“九一八”事變後有過激烈的爭論,但並未形成共識。中國國民黨最高領導人蔣介石傾向於先重視純粹科學,1943年7月就發出指示:“應用科學必須以純理科學爲基本。必有大羣人士共同精研於純理科學,而有不斷之發明,則我國科學方有深厚之基礎。”華羅庚的看法最終未被採納。中華人民共和國成立後,中共中央“以服務於工業、農業和國防的建設”爲發展自然科學的目標。1950年3月29日,華羅庚出席了中國科學院數學座談會,會議決定“應着重應用數學的研究”。這些爲他實踐發展數學研究所的看法提供了難得的機遇。
提出數學研究所工作計劃
1952年中國科學院數學研究所成立前後,華羅庚在一份工作報告中提出了該所工作計劃,其中涉及工作原則、奮鬥目標、發展方向等內容(圖1)。 在工作原則上,報告指出“爲了糾正過去的‘半殖民地式’的研究情況,我們就應當建立民族的自立的研究方式”。 在奮鬥目標上,報告強調“創造自主的數學研究”,即做自主創新的數學研究,並說明爲了中國現代數學繁榮發展還需要主動、有批判地、更加多方面地學習和模仿外國數學家的優良創作: “自從我們的數學轉入吸收西方的時期以來,很明顯地經過了以下的幾個階段: 由學習而摹仿,由摹仿而進入‘局部創造’。 而現在正是局部創造的人員加速增多的階段。 所以我自信,創造自主的數學研究的客觀條件已經成熟,但我並不是說我們能做創造性工作就完全不要學習和摹仿外國的數學家的優良創作——特別是蘇聯數學家的輝煌的成就,相反地我們應當更加多方面地吸收營養,使根盤擴大,枝葉茂繁。 當然吸收不能是盲目的,而應當是主動的、有批判的。 唯有如此才能使近代數學在自己的國土上遍地開花。 ”這體現了華羅庚懷有推動中國數學獨立的抱負,對實現這一抱負也有切合中國數學在國際上落後和當時中國“一邊倒”地學習蘇聯的實際狀況的理性策略。
圖1 華羅庚的工作報告(局部)
在發展方向上,報告提出“就現階段而言,我所的工作是理論與應用兼顧的”,並就基礎理論、應用數學、計算數學3個方向作了介紹。華羅庚這份工作報告形成不久,數學研究所在呈報中國科學院計劃局的題爲《補充及修改》的文件中,明確提出該所三大發展方向:一是基礎數學方面,“逐步地展開現代數學中所有的主要部分的研究工作”;二是應用數學方面,“我們逐步增加直接用在工業上和適用於其他連帶有關的科學部門中——物理學和技術科學——的題目”;三是計算數學方面,“這是重要的,但空白的部門,必須發展,現在應當是積極準備的階段”。華羅庚的這份工作報告和《補充及修改》中的3個方向與1944年華羅庚致朱家驊、陳立夫的信中提出的純粹數學、應用數學、計算數學三大部都基本相同,只是3個方向中的內容互有不同。此外,《補充及修改》提出了研究人員的任務,規定“研究員及副研究員應當有自己的研究計劃,有負責培養研究實習員的責任,指導研究工作也是主要任務之一,方式用‘習明納爾’,而不是散漫的、自流的”。其中,“習明納爾”即學術討論班。
實施數學研究所工作計劃
中國科學院數學研究所成立初期的工作乃至以後的發展,從科研佈局到人才聘用,基本上遵循了華羅庚的這份工作報告和《補充及修改》中的相關內容。 1958年之前,數學研究所在基礎數學方向,設有數論研究組、代數研究組、微分方程研究組、概率統計研究組、泛函分析研究組、數理邏輯研究組,並舉辦過多種數學討論班,包括線性代數與羣論討論班、微分方程討論班、數論導引討論班、哥德巴赫猜想討論班、泛函分析討論班、拓撲學討論班、富里哀積分討論班以及多複變函數論討論班。 這些研究組的設置與數學討論班的活動對當時該所基礎數學研究工作的開展和科研人才培養髮揮了重要作用。
數學研究所在應用數學方向起初設有力學研究室,1957年,該室獨立爲中國科學院力學研究所。1958年,數學研究所成立運籌學研究室。1961年,該運籌學研究室與力學研究所運籌室合併爲數學研究所運籌學研究室。1962年,數學研究所由於國家任務的需要設立控制理論研究室,並根據中國人造衛星與火箭發射計劃的需要設立理論力學研究室。控制理論研究室在中國人造衛星與火箭發射方面做出了貢獻。
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計算數學研究的問題和計算機的應用有關係。華羅庚力主在數學研究所的計算數學方向開展電子計算機的研究。1953年1月,數學研究所設立中國第一個電子計算機科研小組。同年3月,該小組由組長閔乃大執筆,寫出了關於開展電子計算機研究的初步設想和規劃。是年冬,中國科學院領導決定全院電子學方面人員暫時集中在物理研究所。該小組除閔乃大繼續留在數學研究所研究計算數學外,其他人全部調到物理研究所。此後,華羅庚在數學研究所設立第8小組:計算數學小組(編號801)。電子計算機科研小組和計算數學小組的工作爲中國科學院計算數學專門機構的建立奠定了初步基礎。
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參與制訂國家科學技術發展規劃
中華人民共和國建立後,中央支持推行計劃科學。在全國全面學習蘇聯的熱潮中,1953年,中國科學院訪蘇代表團從蘇聯引入了制訂科學計劃的先進經驗。20世紀50—60年代,中國相繼制訂《1956—1967年科學技術發展遠景規劃》(簡稱《十二年科技發展遠景規劃》)和《1963—1972年科學技術發展規劃》(簡稱《十年科技發展規劃》)。華羅庚參與制訂了這兩個規劃。
參與制訂《十二年科技發展遠景規劃》
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《十二年科技發展遠景規劃》是中國第一個綜合性科學技術發展長期規劃,對中國科技事業發展產生了深遠影響。 它的制訂工作分兩個階段進行。 第一階段的制訂工作開始於1956年1月14日中央知識分子問題會議開幕前後,結束於3月初,由中國科學院、各產業部門、高等教育部分別制訂各自的遠景規劃草案。 第二階段的制訂工作開始於1956年3月,結束於8月下旬,由國務院科學規劃委員會領導進行。
國務院科學規劃委員會成立於1956年3月14日,主任是國務院分管科技工作的副總理陳毅,委員共35人,以中國科學院學部主任、副主任作爲重要力量。華羅庚是國務院科學規劃委員會委員,他始終情緒飽滿地參加了《十二年科技發展遠景規劃》的制訂工作,並主持制訂了該規劃中的數學規劃和計算技術規劃。蘇聯專家潘諾夫(Д. Ю. Панов)擔任了計算技術規劃制訂工作的 顧問。 最終,“計算技術的建立”成爲《十二年科技發展遠景規劃》57項重要學科技術任務之一 。
1957年初,國務院科學規劃委員會將《十二年科技發展遠景規劃》草案全部57項重要學科技術任務和基礎科學學科規劃的說明書寄送蘇聯,請蘇聯科學家提意見。爲此,蘇聯部長會議作了決議,責成蘇聯國家科學技術委員會和蘇聯科學院負責,組織約600名蘇聯各方面主要的科學家,對該草案進行了研究,對每項任務和任務的各項中心問題提出了書面意見和建議。蘇聯科學家“一致認爲數學部分的計劃制訂得很好,重要的任務和方向都選擇得很正確”,基本贊成“計算技術的建立”的規劃草案。
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參與制訂《1963—1972年科學技術發展規劃》
剑仙在此
在《十二年科技發展遠景規劃》實施過程中,國內外形勢發生了重大變化。 1960年7月,蘇聯政府單方面撤回在中國工作的全部專家和學者,撕毀了中蘇之間的科技合作協定和計劃,中蘇關係惡化。 1961年,美國在越南南方發動戰爭,中國爲保家衛國繼朝鮮戰爭後同美國重新處於激烈政治對立之中。 因此,中國難以再從蘇聯獲得先進的科學技術,也處於受到蘇聯、美國共同威脅的局面,急需加強國防建設。 同時,由於受到反右運動、“大躍進”運動以及三年自然災害的影響,中國的經濟建設和科學技術面臨許多新的問題,而國際上科學技術發展迅速,所有這些都迫切需要重新考慮有關科學技術規劃的問題。 在這種形勢下,1962—1963年,中華人民共和國科學技術委員會(簡稱“國家科委”)協同中國科學院、教育部制訂了《十年科技發展規劃》。
《十年科技發展規劃》包括6個部分:綱要,重點項目規劃,事業發展規劃,農業、工業、資源調查、醫藥衛生等方面的專業規劃,技術科學規劃,基礎科學規劃,共77卷。基礎科學規劃分爲數學、物理學、力學、化學、生物學、地學、天文學7個學科的專門規劃。作爲國家科學技術委員會數學組組長,華羅庚主持制訂了其中的數學規劃,並與柯召、閔嗣鶴、越民義、王元、吳方起草了數學規劃中的數論規劃說明書。這項工作於1962年12月完成。數學規劃提出了5個重點課題:(1)在建設事業中運用現代計算技術的數學方法;(2)計算機的數學理論;(3)原子能科學技術與宇航航行中的數學問題;(4)工程技術設計與改造自然、控制自然現象等工作中的數學問題;(5)國民經濟計劃中的數學問題。每個重點課題規劃了未來10年擬研究或解決的問題。同時,數學規劃提出了關於學科的發展意見,強調數論、代數學、幾何學、拓撲學、數學分析、函數論、泛函分析、微分方程、概率論及數理統計、數理邏輯、計算數學、運籌學等分支學科的“基本理論研究應當受到足夠的重視”,“這些學科應該受到同等重視而不可有所偏廢”。在整體上,數學規劃重視對國內外研究狀況的調查,將國防尖端技術結合的數學研究放在優先地位,兼顧數學基本理論研究與國家經濟建設有關的應用數學研究,對“大躍進”以來忽視數學基本理論研究的做法有所糾正。
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《十年科技發展規劃》雖然實施3年左右,即因“文革”的爆發而基本停頓,但取得了一些較高水平的成果。至1965年6月,華羅庚主持制訂的《十年科技發展規劃》中的數學規劃在實施過程中開展了41個研究項目,其中接近完成的有1項,已有部分成果的有31項,這對新中國數學事業發展產生積極的影響。
擘畫中國計算機事業
計算機技術是第二次世界大戰期間在德國、英國、美國等國家發展起來的對世界文明產生深遠影響的學科領域。1946年旅美之前,華羅庚已認識到計算機事業對國家工業、國防建設的重要性。不晚於1945年8月16日,華羅庚以“迅速派員出國學習計算機之原理、運用及製造”爲主題,向國民政府教育部提出在中國發展計算機的建議書(圖2)。建議書從“具體的效用”“原則的說明”“他國發展概況”“初步辦法”“經常辦法”“附記”6部分,較爲系統地說明了計算機在國外的發展和應用概況、在中國發展的必要性和具體辦法。收到華羅庚的建議書後,國民政府教育部專門致函中央研究院,請其“參考並見覆”,但此事最終擱淺。
圖2 1945年華羅庚向國民政府教育部提出在中國發展計算機的建議書(局部)
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1946年華羅庚赴美后,與美國計算機技術領域的重要人物馮·諾伊曼(John von Neumann,1903—1957)和戈德斯坦(Herman H. Goldstine,1913—2004)等相識,並經常一起談論學術問題。1950年,華羅庚回中國大陸時帶回了計算機資料。當時中央在科技政策方面重視科學在國家建設中的應用。計算機技術與工業、國防建設關係重大,迎來發展的重大契機。1952年,中國科學院數學研究所成立後,華羅庚爲在計算數學方向開展電子計算機的研究,將清華大學電機系電訊網絡研究室的閔乃大、夏培肅和王傳英調入該所,組成電子計算機科研小組。不久,吳幾康、王庭樑也加入該小組。1953年冬,除閔乃大外,該小組其他4人調入中國科學院物理研究所,在電子學組下組成電子計算機小組。
在全國學習蘇聯的熱潮中,1953年,華羅庚作爲中國科學院訪蘇代表團成員對蘇聯進行了爲期近3個月的訪問。訪問期間,他與蘇聯數學家談到計算數學。蘇聯對計算數學的重視對本來重視計算數學的華羅庚是一個巨大的鼓舞。他歸國後向國內數學界介紹了“計算數學是蘇聯數學發展的生長點”。10月15日,中國科學院所長會議討論了數學研究所計劃。華羅庚在彙報中說,訪問蘇聯歸國後他希望該所在組織工作方面,結合蘇聯經驗,按照中國情況成立8組,計算數學爲其中之一。他強調概率論與數理統計、力學、計算數學是需要“創造條件逐步發展的”,也是“迫切需要而又最薄弱的環節”。這得到物理研究所所長錢三強、中國科學院副院長吳有訓的支持。會後,中國科學院開始計劃和規劃計算數學和計算機技術的發展。
1956年,由華羅庚主持制訂的《十二年科技發展遠景規劃》中的計算技術規劃形成的“計算技術的建立”任務,規定“以電子計算機的設計、製造與運用爲主要內容”。這與1945年華羅庚向國民政府教育部提出的建議書的主題“迅速派員出國學習計算機之原理、運用及製造”相似,其與建議書淵源有自。
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爲迅速發展計算技術、半導體、電子學和自動化及遠距離操縱等對於生產自動化、國防現代化和發展先進的科學技術極爲重要的學科,經國務院科學規劃委員會提出,周恩來總理表示同意,由中國科學院負責採取緊急措施籌建研究機構。1956年8月25日,中國科學院成立計算技術研究所籌備委員會,華羅庚出任主任委員。籌備委員會根據華羅庚提出的“先集中,後分散”的原則,集中了一批研究與技術人員,建立了整機室、元件室、計算數學室。1956年10月,籌備委員會開始開辦訓練班,訓練有關人員。派遣高級研究人員至蘇聯科學院及有關工廠、學校考察計算技術的新成就,學習建立計算技術研究所的經驗。
1958年8月1日,在蘇聯技術援助下,籌建中的中國科學院計算技術研究所仿製出中國首臺小型通用數字電子計算機(103機)。從此,中國計算技術不再是空白學科。1959年5月17日,中國科學院計算技術研究所正式成立。同年9月,該所仿製出中國首臺大型通用數字電子計算機(104機)。1960年,該所又研製出中國首臺自行設計且成功運轉的小型通用電子計算機(107機)。從此中國計算機事業走上快速發展之路。
發起和組織中學生數學競賽
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1946年,華羅庚訪問蘇聯期間,瞭解到蘇聯對中學生數學競賽會的重視,到莫斯科大學參觀了著名數學家柯爾莫哥洛夫(А. Н. Копмогоров,1903 —1987)、亞歷山大洛夫(П. С. Апександров,1896—1982)在中學生數學競賽會上分別關於“對稱性”和“復虛數”的演講。 由於受蘇聯中學生數學競賽會的觸動,華羅庚從蘇聯歸國後作了相關宣傳,但並未得到重視。
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1953年,華羅庚作爲中國科學院訪蘇代表團成員再次訪問蘇聯期間,蘇聯人士對中國數學發展提供的經驗之一是舉辦數學競賽會,指出“這是和在學校中成立數學小組同是引導青年進入科學的最先的一環”。不僅如此,新中國成立後的幾年中,人民民主國家的數學家到中國訪問幾乎都問及中國有沒有數學競賽會。他們認爲“選拔有數學才能的青年的數學競賽會是不應當沒有的,這樣的競賽會不但是可以鼓舞青少年們學習數學的興趣,而且對提高中學的數學教學質量,推動和幫助其他各科的學習都是極有意義的”。這些再次觸動了華羅庚。因此,由華羅庚主持的中國數學會常務理事會決議1956年度開始重點試辦數學競賽會。
1956年,北京、天津、上海和武漢4個城市分別舉行了中學生數學競賽。次年,南京亦舉行。學習蘇聯的做法,華羅庚、蘇步青、段學復等數學家還結合數學競賽爲中學生作通俗演講。1956—1964年華羅庚所作的演講,後來形成了小冊子《從楊輝三角談起》從祖沖之的圓周率談起》《從孫子的“神奇妙算”談起》數學歸納法》談談與蜂房結構有關的數學問題》正式出版,在中學生中影響很大。當時中學生數學競賽的舉行對推動中學數學學習和發掘人才,起到很好的作用。不過,1958—1966年,中國各城市中學生數學競賽遭遇不同程度的曲折。如北京市中學生數學競賽於1958年中斷,1962年得以恢復,但至1964年舉行第5屆後再次中斷。“文革”爆發後,中國各城市中學生數學競賽則全面中斷。1978年,中國混亂的政治局面得到根本扭轉,迎來“科學的春天”,中學生數學競賽順勢得到恢復。年近古稀的華羅庚又積極投身其中,親自主持了規模空前的全國8省市中學數學競賽。此後中學生數學競賽在中國得到長足的發展,成爲中國培養和選拔優秀青少年數學人才的重要途徑之一。
轉向應用數學與普及、推廣統籌法和優選法
1957年,華羅庚在反右運動中遭到嚴厲的批判。他雖然未被劃爲右派,但被視爲漏網右派,失去了對中國科學院數學研究所的實際領導權。1958年,他個人的工作場所由數學研究所移至中國科學技術大學,被任命爲應用數學與電子計算機系主任。當時中國數學界掀起“理論聯繫實際”“數學直接爲國民經濟服務”之風。1958年9月19日,《中共中央、國務院關於教育工作的指示》發佈,明確指示:“黨的教育工作方針,是教育爲無產階級的政治服務,教育與生產勞動結合。”華羅庚從發展中國應用數學出發,鼓勵別人去搞應用數學,而他自己卻被貼上了不搞應用數學的標籤。在政治的壓力下,1958年後一直研究純粹數學的華羅庚將研究重心轉向應用數學。
1959年4月19日,華羅庚在《光明日報》發表《數學與應用》一文,深刻地闡釋了數學與其應用的關係,指出“:數學的重要是因爲它的應用廣,是因爲它在國民經濟建設中有重大作用,並且在處理社會現象方面也是不可少的而且有十分寬廣的發展前途的。同時也因爲它有高度的概括性和理論性。”這表明了華羅庚重視數學應用的態度。在該文中,華羅庚將應用比作“網”,將理論比作“綱”,提出“要把‘綱’抓得好,就必須把‘網’鋪得好,鋪得全面,鋪得深入,同時‘網’的佈局也有賴於‘綱’的理論性和原則性的指導”。他還強調:“有綱無網,清清涼涼,有網無綱,四處奔忙。提高普及,保質保量,理論實際,要綱要網。”這是華羅庚關於數學與其應用關係的重要思想,對當今數學工作仍具有啓示價值。
20世紀60年代初“四清”運動展開後,左的政治形勢日益嚴重。華羅庚沒有資格參與重要的數學應用任務,而走上了在工農業生產實踐中普及和推廣統籌法和優選法之路(這兩種方法簡稱“雙法”)。1965年3月,華羅庚經過長時間思考,結合國內外有關資料和試點情況,寫出《統籌方法平話》,油印成小冊子作爲試點宣傳資料。1965年6月6日,《人民日報》發表華羅庚的《統籌方法平話》。1965年7月,華羅庚通過修訂和補充該文寫成的《統籌方法平話及補充》由中國工業出版社出版。該書是中國首部介紹統籌方法的科普著作,深受工廠、企業職工歡迎。
1965年4月19日至5月13日,華羅庚在艾提、沈國鈞和王柱陪同下,深入到滇黔線安順至梅花山段五處鐵建現場隧道開掘前沿視察和講學。1965年5月4—7日,華羅庚在貴州安順西南鐵路建設工地指揮部成功地開辦了中國第一個統籌方法訓練班。學員有150餘人,爲該指揮部所屬鐵路建設施工單位負責計劃、調度、施工的工程、技術和管理人員配套的代表小組成員。華羅庚作了3次統籌方法講座。這次西南之行後,華羅庚給毛澤東主席寫了一封彙報信並附上了《統籌方法平話》。1965年7月21日,毛澤東主席在覆信中寫道“:你現在奮發有爲,不爲個人而爲人民服務,十分歡迎。聽說你到西南視察並講學,大有收穫,極爲慶幸。”這封信表明了毛澤東主席對華羅庚的信任與對他推廣統籌法的高度肯定和鼓勵,使華羅庚倍受鼓舞,工作熱情高漲。此後,華羅庚以年輕人比不上的激情和活力在全國各地推廣統籌法。全國也一時掀起了“統籌法熱”,統籌法試點在中國多個城市猶如雨後春筍般地開展起來。
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1966年“文革”爆發後,華羅庚推廣統籌法的工作被迫停頓。但他和國家科委施工統籌方法戰鬥組長期保持書信聯繫。1969年或稍早,華羅庚讀了威爾德(Douglass J. Wilde)《優選法》(Optimum Seeking Methods)後,寫了一本《優選法》,作爲向國慶20週年獻禮報送的禮品。這本書稿補充後形成《優選法平話及其補充》,於1971年由國防工業出版社出版。
1970年3月4日,周恩來總理給國務院直屬黨的核心小組負責人劉西堯批示,讓華羅庚繼續試驗他所主張的統籌法。此後,華羅庚重新出山推廣統籌法,並展開了優選法的普及和推廣工作。1970年夏,華羅庚和其助手陳德泉、計雷到上海煉油廠開展了“酚精煉擴建改建工程”的工期優化試點工作。在從事該工作期間,華羅庚運用優選法成功地解決了該廠在降低某型號降凝劑的凝固溫度上的問題。這是中國優選法試點的第一個成果。
華羅庚及其助手返回北京後,北京市和第四機械工業部安排他們在化工系統和電子系統進行優選法的試點,一年時間獲得130多項成果。1971年7月28日,國務院召集17個部委組織了一個大規模的成果彙報會。第四機械工業部、北京市化工局等部門的相關負責人向大會彙報了他們試點優選法的經驗和成果。會後,不少地方和部門邀請華羅庚去普及統籌法和優選法。
自1972年起,華羅庚組成以他爲首的“普及雙法小分隊”,在全國廣泛推廣統籌法和優選法。除1976年停頓外,華羅庚推廣統籌法和優選法的工作一直持續到1985年逝世前。華羅庚率領小分隊先後在20餘個省、市、自治區開展工作。全國聽過華羅庚及其小分隊講演統籌法和優選法的人超過1000萬。這項工作對全國工農業生產實踐中提高科學管理水平、節約能源、增加產量、降低消耗起到積極作用。隨着“雙法”推廣工作的開展,1981年,中國優選法、統籌法與經濟數學研究會成立,華羅庚出任理事長。這爲優選法、統籌法與經濟數學廣泛應用於經濟管理和生產技術打下了組織基礎。
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結論
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1944—1945年,華羅庚通過向朱家驊和陳立夫提出發展數學研究所的看法、向國民政府教育部提出在中國發展計算機的建議書,已展現出戰略數學家的才華。但他的看法和建議在中國國民黨統治大陸時期均未實現。他作爲戰略數學家的貢獻,主要是在1951年他成爲中國數學界的領軍者之後做出的。在中國科學院數學研究所,他將在1943年形成的發展數學研究所的看法付諸於實踐並有所發展。“文革”前,該所出現蒸蒸日上的良好發展局面。1956年和1962年,他相繼主持《十二年科技發展遠景規劃》中的數學規劃和計算技術規劃、《十年科技發展規劃》中的數學規劃的制訂工作,對策劃中國計算技術和數學事業發展做出了歷史性貢獻。他在倡導與組織中國計算機事業和中學生數學競賽、普及和推廣統籌法和優選法方面,發揮了極其重要的作用。這些奠定了他在中國現代數學史上的獨特地位。
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華羅庚從一位自學青年成爲傑出的戰略數學家並非偶然,是內在和外在因素相互作用的結果。 內在因素方面,他具有極強的奮發向上精神,通過自身不懈刻苦鑽研、國立清華大學數學系的培養和到劍橋大學進修,至20世紀40年代已成長爲一位成熟的數學家;他不是完全埋首書齋的一介書生,對數學事業具有遠見卓識和學術領導能力,關心國家前途與命運,懷有強烈的科技報國之心。外在因素方面,華羅庚1950年由美國返回祖國後,被委以中國科學院數學研究所所長的重任,並擔任中國數學會理事長、中國科學院物理學數學化學部副主任等職務,在中國科學院數學事業方面和中國數學界,尤其1957年反右運動前具有話語權;中華人民共和國成立後,中共中央在科技政策方面重視科學在國家建設中的應用,應用數學、計算機技術等與工業、國防建設關係重大的科技知識成爲中國社會的需求;自反右運動起,華羅庚受到的政治壓力加劇,研究純粹數學受到嚴重阻礙,這是他轉向應用數學並走上普及和推廣“雙法”之路的重要原因。
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華羅庚作爲傑出戰略數學家的事蹟和貢獻,展現了他在中國現代數學、計算機事業與數學服務於經濟建設方面扮演的重要角色,從一個側面反映了1949年中華人民共和國建立後科學家與國家、社會、政治之間的密切關係,對理解和認識戰略科學家社會角色的形成和發展,提供了重要案例。
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作者簡介:郭金海,中國科學院自然科學史研究所,研究員,研究方向爲中國數學史、中國近現代科技史、中國科學院院史。
原文發表於《科技導報》2023年第17期,歡迎訂閱查看。
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《科技導報》創刊於1980年,中國科協學術會刊,主要刊登科學前沿和技術熱點領域突破性的成果報道、權威性的科學評論、引領性的高端綜述,發表促進經濟社會發展、完善科技管理、優化科研環境、培育科學文化、促進科技創新和科技成果轉化的決策諮詢建議。常設欄目有院士卷首語、智庫觀點、科技評論、熱點專題、綜述、論文、學術聚焦、科學人文等。