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天津故事陈省身的美丽数学

时间:2019-11-16

关于陈省身的数学故事

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陈省身先生是有史以来唯一获得世界数学界最高荣誉“沃尔夫奖”的华人,他是中科院外籍院士、美国科学院院士、英国皇家学会名誉会员,被国际数学界尊为“微分几何之父”。根据狄多涅的纯粹数学全貌和岩波数学百科全书、苏联出版的数学百科全书综合量化分析,得出的20世纪数学家排名,陈省身排在第31位,华罗庚排在第90位,陈景润进入前1500名。

12月3日是陈省身先生逝世九周年纪念日,坐落于南开大学校园内谊园路上的陈省身故居——宁园对外开放,接待学校师生及社会各界人士的缅怀、纪念。故居按照陈省身生前的场景复原。一楼的会客厅最显眼的是一块草绿色的黑板,上面还留有手写的板书。书房里的书除了数学专著之外,还夹着《红楼梦》《老子》《庄子》,古典诗词,围棋,医学,金庸的全套小说和张爱玲文集。故居里的展品包括陈省身用过的打字机,出版的大量专著、手稿,获得的各种奖章,以及他喜欢的围棋、麻将、扑克牌等等。

展品中还有他出席正式活动穿的西装,里面的衬衣是天津产的海鸥牌;一套他晚年喜欢穿的华服,是老美华的;一把赠与天津荣誉市民的金钥匙,预示着打开城市之门。这些小小的细节,可以看出陈省身与南开,与天津这座城市的缘分。他从少年时代举家移居天津,直至晚年再度落叶归根。天津是陈省身梦开始的地方,也是他生命旅程的终点。

陈省身1911年10年28日生于浙江嘉兴秀水县。1922年,父亲工作调动,陈省身一家来到天津,住在河北区三马路宙纬路一带的颐寿里90号。陈省身插班进入扶轮中学。扶轮中学成立于1918年10月,是铁路“同人教育会”创办的铁路职工子弟中学,也是我国铁路第一所子弟中学。

陈省身年纪虽小,但已充分显露出数学天分。他数学最好,做题很快,考试总是第一个交卷。课余时间他喜欢看书,尤其爱看数学书,很多数学家的故事他都知道。15岁时,陈省身先后在1926年4月和6月出版的《扶轮》校刊上发表过七篇文章,内容包括几何演算,以及小说《立志》和诗歌《纸鸢》等。他也有学不好的课程,那就是化学。他后来回忆说:“上中学时体育不好,百米跑不过女生;学化学做不好实验,还经常把试管打碎,所以只好学数学。”

扶轮是四年制学校,1926年陈省身毕业,陈省身报考了天津的北洋大学和南开大学。北洋大学规定:四年制学校毕业生只能报考预科,入学后补读两年;而南开无此限制,只要考试通过即可。他从南开中学借来一本在扶轮没有学过的《解析几何》,苦读了三个星期,终于通过了南开大学的入学考试。

陈省身考入南开大学理科那一年还不满15岁,他是全校闻名的少年才子,大同学遇到问题都要向他请教。那时的大学注重国文和英文的教学。陈省身回忆说:“我的中英文不算好,可是还有不如我的人。我动笔很快,一写两三篇,把最好的一篇留给自己,其他的送人。但是有时候送出去的文章反而比自己的一篇得到更好的分数。一年级时我的朋友大都不是成绩顶好的,所以时常替他们做作业,以消磨时间。”他不爱运动,图书馆是他最爱去的地方,常常在书库里一呆就是几个小时。他看书的门类很杂,历史、文学、自然科学方面的书都有所涉猎。他读书只求通达,数学但求巧思。每有意会,以享受快乐为要。

1927年,16岁的陈省身对读书的态度有了很大的转变。姜立夫先生20年代在南开大学创立了中国最早的数学系,当时叫算学系。第一批两个学生,就是陈省身先生和吴大任先生。陈省身修读姜立夫开设的“高等微积分”,感到有无穷的乐趣。吴大任是老师特别喜欢的那种学生。交上的习题非常赏心悦目,题目抄得清清楚楚,画图准确美观,小楷工工整整。陈省身的作业看上去就比较潦草,往往简单几行,大意有了就算了。所以考试成绩总是吴大任第一,不过,他们一起做难题,陈省身往往捷足先登。

1928年,陈省身还是大学三年级的学生,就成了姜立夫的助手,批改一、二年级学生的作业,后来连三年级的作业也帮着改,每月有10块大洋的收入。这笔钱那时可以买300斤大米。

1930年陈省身从南开大学毕业,第二年考入清华大学研究院,成为中国国内最早的数学研究生之一,自此离开天津。1934年夏,他在清华大学研究院获硕士学位后,赴汉堡大学数学系留学。

岁月如流,人生如梦,陈省身先生再回南开,已是50多年以后;当年踏出南开的是满怀梦想的翩翩少年,而今归来的却已是青春不再。1972年9月,陈省身首次偕夫人回到新中国,与当时中科院院长郭沫若等会见,并访问了南开大学。1984年中华人民共和国教育部聘请陈省身担任南开数学研究所所长。1985年10月17日南开数学研究所正式成立。陈省身随即以南开为基地,亲自主持举办学术活动,现在南开数学所人才济济,陈省身先生的面子恐怕是一个重要因素。

南开大学在校园东部盖了一幢别致的二层楼房,取名“宁园”,供陈省身先生和夫人回国时居住。从此“宁园”便成了他们在中国的家,也成为他们最后一处寓所。

陈省身先生喜欢跟年轻人聊天,海阔天空,不只是数学。在他生前,南开数学院的许多学生都来过他的家里,数学系的许多同学还有他亲自签名的照片。他还和几家饭馆的厨师打过交道,当年盖南开谊园聚餐,他亲自为施工人员敬酒。他对师友感情很深。他回到南开后,在南开为姜立夫先生立了铜像。吴大任先生晚年中风在床,生活不能自理,陈省身先生听说后去看望,见故人如此晚景惨淡,难过得流了泪,他出资聘了几名专业护理人员,保证吴大任先生全天24小时都有专业人员护理。

陈省身与杨振宁二人之间70多年的友谊更为世人所称道。其实除了科学领域的朋友之外,陈省身亦曾与范曾论画,与叶嘉莹谈诗,与金庸论武,与聂卫平对弈。一个活得通透的人,对世间万物的领悟都已如武侠高手一般进入化境。

陈省身与范曾相识于70年代,他喜欢范曾的艺术。1985年到日本,还专门抽时间到冈山“范曾美术馆”去参观,后特意给范曾写信,谈他看过作品后喜悦的心情。为答谢陈先生,范曾绘了一幅《老子出关图》相赠,这幅作品一直挂在陈先生旧金山的寓所里。1988年南开大学东方艺术大楼动工,陈省身捐款5000美金。2004年7月21日,范曾开笔创作《奇文共欣赏——陈省身与杨振宁》,两天完成。陈、杨二先生专程到抱冲园赏画。画像长约一丈六,高近六尺,画面中杨振宁穿着一件已褪色的红夹克,陈省身穿着中式衣服,背景是抽象的高山流水。陈先生病重入院,范曾正在山东大学讲学,他闻讯后立即从济南坐火车赶到天津,连家也没回直接去了天津总医院,陪陈省身先生度过了生命最后的时刻。

叶嘉莹说自己与陈省身先生相识是“这么美好的机缘”,上世纪80年代的一天,叶嘉莹在自己的课上忽然发现台下坐着陈省身夫妇。在这之前她一直以为,陈省身先生“一定不认识我们教古典诗词的这么渺小的人”。南开为叶嘉莹庆祝80华诞,陈先生写了一首七言律诗,赠予这位名诗人,被她一直珍藏。

陈省身爱看武侠小说,是金庸迷。2001年的一天,南开大学伯苓楼名人讲座,金庸首次以南大名誉教授身份登场演讲,陈省身就坐在台下聆听。在陈先生的藏书中有金庸的全套作品,其中《笑傲江湖》还是金庸在香港亲手送给陈先生的。陈省身认为,数学世界是一门艺术,是关乎心灵与智力的学问,这是一种常人难以达到的境界。金庸赋予其武侠小说一种高度的文学美感和哲学内涵,这种内涵和数学的境界是相通的。一个人的武功在积累到一定程度之后,遇到机遇会迅速提升到一个非常高的境界;数学的研究也是如此,逐步渐进到一定层次后,也有碰撞机遇迅速提升的情形,就像是当头棒喝而顿然开悟……

陈省身喜爱围棋。小时候父亲常常和几个朋友在家对弈,陈省身在旁边居然看会了,一盘棋下来,复盘不必用棋盘,脑子里记得清清楚楚。他甚至有过当一名职业棋手的念头。90年代,中国围棋棋圣聂卫平来南开访问陈省身先生,聂卫平让他九子,他还是输了。老聂的评论是:“比初段要高一点。”这很令陈省身很是高兴。后来大家又打桥牌,“聂陈配”横扫对手。

2000年初他与夫人郑士宁回到母校南开大学定居,他说:“我选择回津定居是想在有生之年多做些工作”。陈省身曾与夫人郑士宁合约立下遗嘱:把仅剩的财产分作三分,留给一子一女各一份,另一份则留给了南开数学研究所。郑女士逝世后,骨灰就放在宁园内。他还设计了自己的墓地:“上面盖一个亭子,没有墓碑,没有坟头,要有一块黑板,供后学演习数学。”

2004年10月28日,陈省身93岁生日这天,国际小行星组织正式向世界公布,将中国国家天文台发现的永久编号为1998CS2号小行星命名为“陈省身星”,以表彰他为全人类所做出的杰出贡献。2004年12月3日19时14分,陈省身在天津医科大学总医院逝世。临终前,他用颤抖的手在纸上写下了两个字:希腊。他对亲人们讲,我要回到数学的发源地希腊去了。

陈省身先生多次说起数学之美令人有时不可思议,尤其提起当年读书时,读到“自然数之倒数平方和等于p平方的六分之一”,顿时感觉似有造物主之鬼斧神工作用其中。这些话题,对不懂数学的人来说如同天书,但人人好像都会记得,小时候自己解出一道几何难题时的那种通透的感觉吧。比较而言,因为其研究之高深,陈省身先生获得的这种快感,肯定要强于我等芸芸众生解出几何体的千百倍,这也许就是数学的魅力所在。

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