谷超豪的数学人生

2010年1月11日上午，国家科学技术奖励大会在北京人民大会堂举行。大会上，胡锦涛为谷超豪、孙家栋两位院士颁发了2009年度国家最高科学技术奖。国家最高科技奖每年授予人数不超过两名，获奖者必须在当代科学技术前沿取得重大突破或者在科学技术发展中有卓越建树，在科学技术创新、科学技术成果转化和高技术产业化中，创造巨大经济效益或者社会效益。而谷超豪在纯粹数学和应用数学两个方面做出了杰出贡献。
　　
　　数学里的“大事”
　　
　　谷超豪出生在浙江温州。数学对他最早的触动是在小学三年级，除法中循环小数的现象迷住了他：“1被3除，是0.3333……可以一直除下去，永远除不尽，但是可以用一个无限循环的小数表示出来。这给人无穷的想象空间。”到了六年级，又遭遇“鸡兔同笼”，“童子分桃”等应用题，有些同学死背公式，但谷超豪却琢磨着用更简单的方法来解题。他拿来哥哥的代数书翻看，看着看着，心中豁然开朗：设未知数、列方程，难题不就迎刃而解了么?
　　1938年，谷超豪考入温州中学。学校雄厚的师资力量和启发性教育方式让他如鱼得水。一次，老师问：一个四边形。每边边长都是1，面积是否是1?许多同学都肯定地回答是1，谷超豪说不一定，如果把它压扁，变成一条线，面积就差不多成了0。老师对谷超豪的想法特别欣赏。当时，谷超豪还不知道菱形面积的公式，而是从形状的变化来说明这个问题。但这种求新求变的思维方式却在他以后多年的研究实践中真正显现出来。
　　同年，日军轰炸温州，全校师生逃难到青田。家园被毁，同胞惨死，让少年谷超豪深切地体会到屈辱和愤慨。在学校礼堂里，谷超豪看到了孙中山先生的一句话——“青少年要立志做大事，不可立志做大官。”
　　谷超豪认为，像孙中山那样以救国救民为己任，为国家的兴亡承担责任，自然是“大事”。用自然科学改造世界，也是“大事”。从此，当科学家、做革命者，两种身份同一种使命，成了谷超豪人生历程中相互交叉的两条线。在哥哥的影响下，他阅读进步书籍、加入学校的进步组织、写文章、贴标语，积极为抗日宣传做后勤工作。1940年，年仅14岁的谷超豪加入了中国共产党。1943年，谷超豪考入浙江大学数学系，大学三年级时，他遇到了仰慕已久的苏步青教授。苏步青是我国近代数学的主要奠基人，微分几何学派的开山鼻祖。他那种条理清楚、推理严谨、图文并茂的讲授方式，让谷超豪终生难忘。在浙大求学期间，谷超豪还同时选修了著名数学家陈建功的许多课程。这样的经历，为他以后在数学研究中的传承与超越奠定了坚实的基础。
　　1948年，谷超豪以优异成绩毕业并留校任教。1953年，全国高校院系调整，谷超豪来到上海复旦大学，开始了他长达半个世纪的科研和教学育人工作。
　　1957年，他被公派到苏联进修，在完成规定课程外，他还有意识地学习了与高速飞行器密切相关的空气动力学。两年后，谷超豪回到国内，即以机翼的超音速挠流问题为突破口，开始组织队伍进行科学攻关，他不仅给出了数学证明，把这一类的边值问题研究作出重要推进，还培养出李大潜等优秀人才。从20世纪80年代后期至今，谷超豪在当前数学最前沿领域，特别是数学的交叉研究和边缘化上，获得了一系列富有开创性的成果，处于国际领先地位，为我国尖端技术，特别是航天工程的基础研究做出了杰出的贡献。
　　
　　学科交叉催生创新成果
　　
　　谷超豪的研究横跨数学、物理学科的多个领域。他曾将自己的三大研究领域——微分几何、偏微分方程和数学物理，亲昵地称为“金三角”。“别看它们表面上枯燥，其实只要深入进去，你就会发现奥妙无穷，简直是开发不尽的宝藏啊。”
　　1988年2月，谷超豪由复旦大学调任中国科技大学校长一职，上任伊始，就着手推动中国科大的多学科交叉研究。在他的努力下，1992年中国科大“非线性科学”获国家正式立项，谷超豪被聘为该项目的首席科学家，中国科大成为国家在该领域研究的南方中心，开展非线性量子光学、非线性等离子体物理、非线性化学等研究，并已取得成果。
　　不仅在学术研究方面提倡学科交叉，在培养学生方面，谷超豪也主张对学生进行交叉培养。在复旦师生中，对他有一种评价：“他是科学家。是科技功臣，但他更是教育家，是教育功臣。”他的弟子中科院院士李大潜说：“老师教会的不仅是加减乘除，更是治学风范!”
　　1982年春，穆穆成为“文革”后的第一批博士生，师从谷超豪和李大潜两位院士。他清楚地记得，当时任大气物理所所长的曾庆存院士向谷超豪表示，希望有数学、物理特长的年轻人从事大气科学方面的研究。谷超豪给穆穆选定了博士论文的研究方向，要求他从数学的角度做非线性大气动力学方面的研究。当他完成博士论文即将参加答辩时，导师谷超豪认为他论文写得不错，却又叫他到大气物理所待半年再答辩，原因是他“对大气科学的基础了解不够”。此后，又推荐他师从曾庆存院士作博士后研究。
　　2005年，已近80岁高龄的谷超豪，仍带着3名研究生，坚持每个星期至少有两个半天与学生进行讨论，甚至给一些学生开小灶。看看谷先生从教60年培养出来的一批学生，他们构成了一支超强的科研队伍，使复旦数学研究所成了一个数学“大门派”。谷先生从事研究有一个特点，每当他开拓出一个新领域，就毫无保留地传授给学生，把学生推上这一领域的前沿。于是，他的弟子们个个成为了一方“高手”。在谷超豪精心培养的学生中，有9人先后当选为中国科学院院士或中国工程院院士。
　　
　　学苑有令名，共赏艳阳天
　　
　　谷超豪先生在别人问到他的太太、同是中科院院士的胡和生时，他总是一脸的笑容：　“胡和生是很能干的，家里的事情大多数是她干的，我很感谢她。”他和胡和生因为苏步青先生布置的一篇论文而结缘。说起太太，除了这段数学界都知晓的情缘以外，他还会乐呵呵地说：“我的衣服和围巾几乎都是胡和生替我准备的。刚结婚时，我们住在12平方米的房子里，虽然有钟点工做饭，胡和生还总是想自己动手弄点好的东西给我吃。我觉得这样太花时间了，提出把这个时间挤出来搞学问，生活尽量简化，同时两人自觉自愿承担家务，但她总是尽可能多地做一些。不过我也会烧饭，我们把烧饭叫做‘自作自受’，就是自己做，自己享受。”
　　大多数时候，这对学术界的神仙眷侣一起出现时，总是手拉着手，不管是出席重大的会议，还是去买一件小东西。而每当两位老先生有什么高兴的事，他们也会手拉着手到复旦大学南区学生们常常去的饭店里，小小地庆祝一下。
　　谷超豪先生说：“胡和生对我的支持是很多的。我在科大担任校长时，我们一直分居两地，各自搞研究。胡和生也从来没有抱怨过。相反的是，有一次胡和生到科大来看我，正好那天我给学生做了个讲座，学生很感兴趣，还从小教室换到了大教室，后来学生在校园广播里说：‘校长，我们谢谢你。’胡和生后来告诉我说，她听了也非常感动。”
　　整天与数学打交道的谷超豪，最大的业余爱好却是古典文学，尤其是古诗词。在谷超豪先生的文集中，精心收藏着两首小诗，都是写给太太胡和生院士的。一首是胡和生从日本回来，谷先生即兴所作的诗，其中的“近日花群更艳盛，护花和姨东瀛归”是谷先生的得意之句。而另一首是在胡和生当选为中科院院士后，谷先生特地写的《贺和生》：“苦读寒窗夜，挑灯黎明前。几何得真传，物理试新篇。红妆不需理，秀色天然妍。学苑有令名，共赏艳阳天。”“其实这首诗里包含了我对胡和生所有的印象。‘苦读寒窗夜，挑灯黎明前’，是说我眼中的她非常用功，‘几何得真传’是说她是苏老很好的学生，苏老微分几何方面培养研究生的工作大多数是她做的，‘物理试新篇’是说她的研究理论与物理也有靠近；‘红妆不需理’是说她很忙没有时间打扮，但是她‘秀色天然妍’，最后一句‘共赏艳阳天’是我们一起在美好的时代，过很好的生活。”
　　谈及此生最大的心愿，谷超豪说：“希望能跟夫人一起，再培养出几位新的数学优秀人才。”
（作者：宗 红）