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第17章 数学名人的趣味故事推荐(14)

在20世纪70年代有限元方法重新从国外移植进来,有人公开在会议上大肆讥笑地说“居然有这样的奇谈怪论,说有限元方法是中国人发明的。”会上冯康只得噤口无语,这个事实是冯康亲口告诉我的。后来国际交往逐渐多起来了,来访的法国数学家Lions和美国数学家Lax都异口同声地承认冯康独立于国外发展有限元方法的功绩,坚冰总算打破了。

文革以后,他虽然继续在和有限元有关的领域进行工作,也不乏出色的成果,例如间断有限元与边界归化方法等,但他也就开始在搜寻探索下一次突破的关口。他关注并进行了解处在数学与物理边界区域中的新动向,阅读了大量文献资料。

20世纪70年代Arnold的“经典力学的数学问题”问世,阐述了哈密顿方程的辛几何结构,给他很大的启发,使他找到了突破口。他在计算数学中长期实践,使他深深领悟到同一物理定律的不同的数学表述,尽管在物理上是等价的;但在计算上是不等价的(他的学生称之为冯氏大定理),这样经典力学的牛顿方程、拉格朗日方程和哈密顿方程,在计算上表现出不同的格局,由于哈密尔顿方程具有辛几何结构,他敏锐地察觉到如果在算法中能够保持辛几何的对称性,将可避免人为耗散性这类算法的缺陷,成为具有高保真性的算法。这样他就开拓了处理哈密尔顿系统计算问题的康庄大道,他戏称为哈密尔顿大道,在天体力学的轨道计算,粒子加速器中的轨道计算和分子动力学计算中得到广泛的应用。

25.概率论先导王梓坤

王梓坤于1929年4月21日出生在湖南省零陵县,7岁停学一年回到家乡——江西省吉安县枫墅村。自幼家境极其困苦,过着缺吃少穿的生活。

王梓坤父亲王肇基,又名王培成,长年在外经商,受雇为商店店员,辛苦一生。他受教育很少,但勤奋好学,自学了不少古书,写得一手好字。他曾为王梓坤编了一本“字典”,按同音分类,如“一,衣,依,益”等字排在一起,后面还抄了一些对联、谜语等(如“黄花岗上黄花女,手执黄花;青草桥下青草鱼,口听青草”;“山石岩前古木枯,此不成柴;白水泉下十口田,五口属吾”;“两人两土两张口,普遍天下到处有,若是有人猜得着,半斤牛肉一壶酒”(打一“墙”字),还不时寄回来小说(如《西游记》《民国通俗演义》等)。父亲隔几年回家一次,最后一次教王梓坤打算盘。父子感情很深,可惜父亲早逝,那年王梓坤11岁。母亲郭香娥是农村妇女,勤劳一生,对人热情诚恳。

全家生活主要靠母亲和兄嫂租种地主的田地度日。他当时年纪虽小,也得劳动。常常天刚亮就光着脚下水田助耕,直到吃过晚饭才能洗脚穿上鞋子。

求学生涯

1940年,王梓坤跟村上私塾先生念完初小。由于在祠堂里教书的王少诚老师极力说服和帮助,王梓坤终于冲出了困境,到离家10里外的固江镇内吉安县第三中心小学走读。他自幼聪明好学,也很能吃苦耐劳。在课余、节假日里,他风里来、雨里去,插秧、割稻、打柴、放牛。艰难培养了他朴实的品质,磨练了他坚韧的性格。王梓坤在两年里,走了多少路,干了多少农活,没有人计算过,但他利用走路、放牛、车水的时间看书、算题的事,乡亲们至今还传为佳话。有志者事竞成。王梓坤用两年的辛苦,换来了优异的成绩,数学考试得过多次120分,语文在全县会考中获得第一。

王梓坤至今没有忘记故乡对他的抚育之情。1987年,他怀着对家乡人民的深厚感情和对家乡后一代的殷切希望,将自己的稿费和科学奖金慷慨捐赠给他的母校——吉安县固江镇枫江小学设立“红枫奖学金”,并先后给此小学赠书上千册。

1942年,王梓坤考取了吉安中学,当时正是抗日战争时期,物价飞涨,民不聊生。他无力交纳学费,随时有辍学的可能。在亲友和班主任高克正老师的帮助下,他勉强念完了初中,又考上了国立十三中的公费生。十三中是抗日战争时期全国的重点中学,很多老师是从大地方来的,教学质量高,王梓坤的成绩提高得更快了。

王梓坤从中学时代起兴趣就十分广泛,而且特别注意方法问题。高中时他就钻研过《孙子兵法》,并把这本书从头到尾抄了两遍。一本毕业时作礼物送给了同学,另一本一直留在身边。后来他写《科学发现纵横谈》就与此有关。

1948年,王梓坤结束了中学生活,他的思想更成熟了,有了更明确的学习目标:学习数学。当时他面临考大学的问题,可是身无分文,连赴考的旅费也没有。由于同班同学吕润林的慷慨帮助,他才登上了去往长沙的旅程。

这一年暑假,有5所大学在长沙招生,王梓坤都报了名,全考取了。这5所大学中,最好的是武汉大学。他选择了武汉大学数学系,而且获得系里两个奖学金名额之一,从而解决了学费问题。

王梓坤在革命的熏陶下,很快提高了觉悟,他还写了“堆在下层的落叶”、“奢侈品论”、“论消费”等文章。前者是短篇小说,发表在1948年《新世纪》杂志上;后者是关于经济学的论文,刊登在1949年武汉《大刚报》上。这些文章在当时是进步的。在大学的四年里,王梓坤还逐步培养了使他终身受益的自学能力。

1952年,王梓坤大学毕业时,本来被学校保送去北京大学当研究生,到北京报到时,突然方案改变了,王梓坤被分配到南开大学数学系。从此,开始了他的教师生涯。他在南开大学工作了32年,直到1984年才调到北京师范大学任校长。

王梓坤热爱教育事业,在他心目中,没有什么比亲眼看见一批批新人成长,而其中也有自己的一份辛劳,更有乐趣了。1955年,王梓坤在南开大学任教期间,经推荐考取了留苏研究生,去莫斯科大学数学力学系攻读概率论。当时国内的数学系还没有这门课,而苏联的5年制本科生从三年级就开始学这门课了。王梓坤在苏联莫斯科大学的学习期限,实际上要完成苏联同专业的研究生累计5年的课程。王梓坤没有辜负祖国人民的重托,三年里,他的大部分星期天都是在图书馆和教室里渡过的。假期里,他放弃了去伏尔加河沿岸旅行的机会,留在学校刻苦攻读。他的女友谭得伶(现在是北师大苏联文学研究所教授)当时也在莫斯科大学读书,他们丝毫不敢费时光,而是相互勉励,以优秀成绩向祖国人民汇报。

王梓坤在苏联的导师是近代概率论的奠基人柯尔莫戈罗夫,当时还很年轻、才华横溢的杜布罗辛,那时莫斯科大学念概率论的研究生在念大学本科时都已写过论文。王梓坤在出国前仅自学过三个月的概率论,现在要从头念起,因此学习任务非常艰巨。杜布罗辛帮助王梓坤订好学习计划,开始念哈尔摩斯的《测度论》,再念杜布的《随机过程论》。杜布罗辛指导很具体,很耐心,王梓坤至今对他满怀感激之情。1958年,王梓坤三年苦心的结晶《生灭过程的分类》在莫斯科大学的学术答辩会上一致通过,校方授予他副博士学位。王梓坤在莫斯科期间交了很多苏联朋友。结业后,本来可以安排一段时间访友和旅游。但他当时一心想快点回国,报效国家,连学校组织的游览都没去。在苏联期间,王梓坤一直保持着勤俭的作风,结业时节省出的生活费全上缴国家,回国时连一个小杯子也没有买。

王梓坤1958年回国,当时正值大跃进。他先到数学所为一位波兰统计学家当翻译。有人告诉他,可以跟这位专家到南方转转,王梓坤无动于衷,马上回南开大学工作了。

学术生涯

回国以后,王梓坤继续进行概率论的研究工作。主要研究的是一类重要的随机过程,即马尔科夫过程。现实中许多客观对象的演变过程具有偶然性(数学上称为随机性),它的发展前途人们不能准确地预言,只能预测它的各种可能性,这种过程称为随机过程。例如,全世界人口总数是随时间而变化的,它是随机的。我们不能确切预言10年以后全球的人数,只能须测人数在某一范围内(比方说,在60亿至70亿之间)的可能性有多大,因此人口总数的演变过程是随机过程。类似地,某地区的年降雨量、癌症患者人数、炮弹运行的轨道、液体中微粒所作的布朗运动等等,都是随机过程。由此可见,随机过程是非常普遍的。严格说来,几乎现实的运动过程都有随机性,只是偶然的程度大小不同而已。有一种随机过程,在已知它的现在的情况下,它将来的发展,不依赖于过去的历史,我们称这种随机过程为马尔科夫过程。它是由俄国数学家马尔科夫首先研究的。例如,上面所说的布朗运动、进入到某百货商场的人数、森林中某种动物总数等等,都可近似地看成为马尔科夫过程。

马尔科夫过程论是近几十年来数学中很活跃的一个分支,有许多新问题有待人们去探索。如果把这些尚待研究的问题比作一片原始森林,王梓坤则是这片森林的开垦者之一。在中国,王梓坤则是开创这一领域研究的先驱。

王梓坤对教学工作同样有浓厚的兴趣。1958年留学回校后,每学期他都讲课和主持讨论班。讲授过数学分析、概率论、随机过程、布朗运动与位势、统计预报等课程。1960年,年刚30岁的王梓坤开始带研究生,以后,除文化革命期间外,这项工作一直没有间断;他的学生中,有多名在20世纪80年代中期就已晋升为正教授,其中有两名国家级有突出贡献的中青年专家和两名大学校长,很多人都已成为教学和科研骨干。与此同时,在王梓坤的主持下,还招了几班进修教师,从而扩大了概率论的教学队伍。这样,从南开大学出来的概率论方面的本科生、研究生、进修教师有相当数量而且不少具有南开大学的严谨、朴实的学风,这与王梓坤的言传身教是分不开的。

为了发展我国的教育事业,王梓坤把全部身心都投入了教学和科研工作。他成家以后,夫人在北师大工作,家也安在了北京。他过了26年牛郎织女的生活。王梓坤却庆幸这为他免去了许多杂事,能有更多的时间致力于教学和科研。他的作息时间表里,很少有节假日,有好多次回家探亲,都是除夕那天才上路。

1977年,王梓坤由讲师直接提升为教授,这是文革以后全国第一次晋升,只提了两个人(另一人是天津大学的贺家李),香港《文汇报》还作了报导。

1984年5月,王梓坤被国务院任命为北京师范大学校长。在繁忙的行政工作之余,他坚持抽暇从事教学和科研,他在当校长的同时,还在北京师大和南开大学带有博士和硕士研究生多名。

王梓坤深感校长任务的艰巨。因为它不仅依赖于个人的才智和辛勤,还需要社会的积极支持和领导班子的同心协力。社会像是汪洋大海,大学只是其中的海轮,船能否顺利前进;在很大程度上依赖于大海的波涛。他深信,要办好学校,需要有正确的办学思想,高质量的师资队伍和工作人员,还要有足够的经济后盾,这些是必不可少的重要条件。

关于治校方略,王梓坤认为:一所大学首先要有明确的办学目标,要有一个能够调动全校绝大多数教职工积极性的奋斗方向。对于北师大来说,奋斗目标就是要把学校建成国内第一流的、在国际上有影响的、高水平的重点师范大学。

为达到这个目标,王梓坤和北师大的领导班子提出“高水平、多贡献、严管理、好校风”的十二字方针。他认为:“要创造条件,让学校出更多的名人、名作、名专业。一所学校要有一批名学者、名教授和优秀的管理人员、要有出色的教学、科研成果,还要有较多的名专业,这所学校才能说是高水平的。正像一个剧团如果没有名演员,演不出名剧目,能说是好剧团吗?”

关于“好校风”王梓坤认为:“正如文天样所说,‘天地有正气’。一所学校的正气就是优良的校风。校风是抽象的,也是具体的,其中大部分没有文字约束,但大家都会共同遵守和爱护。校风无时、无地不存在,就像在百花丛中,到处可闻到花香一样。学校的校风,对学生的人品、性格、习惯、治学态度的形成,起着熏陶和潜移默化的作用。北师大要把它那勤俭、严谨、团结进取、尊师爱生的优良校风保持下去。”

“喜看新鹰出春林,百年树人亦英雄”这是王梓坤留赠北师大一些毕业生的题字。他说:“教师事业是光荣的事业,也是英雄的事业。欢迎全国更多的优秀青年献身于教育事业。”

20世纪80年代,北师大向着“第一流”的目标迈进,其中有着王梓坤付出的辛勤劳动和他作出的巨大贡献。

1984年底;王梓坤和北京师大的教授们建议设立教师节,他第一次提出了“尊师重教”四个字,1985年9月10日,我国庆祝了第一个教师节。

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