◎文/南香红
他的脑子像一架机器一样,一直为数学运算了七十多年。
陈省身,世界级数学大师。他开创并领导过整体微分几何、纤维丛微分几何、“陈省身示性类”等领域的研究,是惟一获得世界数学界最高荣誉“沃尔夫奖”的华人,被国际数学界尊为“微分几何之父”。
他曾任教于中国西南联合大学、美国普林斯顿大学、芝加哥大学和加州大学伯克利分校;创建我国原“中央研究院”数学所、美国国家数学研究所;1985年秋又回到母校南开大学创办了南开数学研究所。
2000年,陈省身定居南开大学。他殚精竭虑,为把中国建成数学大国贡献了大量心血。2004年12月3日晚上7点14分,93岁的陈省身,数学大师、微分几何之父,永远停止了美丽的计算。一年之后的这一天,南开数学研究所更名为“陈省身数学研究所”。
他的数学,至美,至纯。他的一生,至简,至定。
人生选择只有一个方向
陈省身算得上是个少年天才,他只上过一天小学。8岁那年,陈省身才去浙江秀水县城(今嘉兴市)里的县立小学上学。那天下午放学时,不知什么缘故,老师用戒尺挨个儿打学生的手心。陈省身虽然因为老实没挨打,但这件事却对他刺激太大,从此便不肯再迈进小学校门一步。第二年他考入中学,4年中学之后,于15岁考入南开大学理学院本科。
在南开,陈省身做出主修数学的第一次选择。一方面,这是因为他的数学能力一向比较强;另一方面,则是由于他上第一堂化学实验课,在吹玻璃管时手足无措,而助教恰是以严厉著名、外号叫“赵老虎”的,从此,他对理化充满畏惧。看来,每考数学“必是王牌”的他,就是为数学而准备的。
陈省身19岁时考入清华大学读硕士。在清华时的陈省身,对微分几何充满了向往,但未曾入门。他回忆说:“那时候的心情,是远望着一座美丽的高山,还不知如何可以攀登。”
当陈省身听了德国汉堡大学数学家W.布拉施克的“微分几何的拓扑问题”后,决定去汉堡读书。当时美国退还了庚子赔款的余额,用此款资助的学子是要到美国读书的,而且许多留学生也愿意去美国;但陈省身认为,读数学必须去德国。这是他又一次主动的选择。在他的坚持和前辈的帮助下,终于如愿以偿。
汉堡道路的选择,使他有幸接触了布拉施克、E.凯勒、E.嘉当等世界最伟大的数学家的思想和学术。
在汉堡大学开设嘉当一凯勒定理讨论班时,一开始几乎所有的人都来了,但因为艰涩难懂,最后只剩下陈省身一个人。就在那时,他认识了嘉当的魅力。
1936年,陈省身的公费留学期满,接到清华的聘约,但他决定去巴黎跟嘉当先生工作一年。
“这对于我在数学上的研究发展来说,确是决定性的一年。”他后来这样说。
决定性的一年
1937年陈省身回到国内,正值抗日战争爆发。战争几乎会影响和改变每个人的命运,却没有影响陈省身的数学方向。
陈省身随西南联大南迁。陈省身回忆道,当时“设备、图书什么都没有,条件差,也没房子。记得我和华罗庚、王信忠先生挤在一个房间,因为地方小,连箱子里的一点书都不愿意打开。但就是在这样的环境里,也能做出成绩来”。
陈省身在昆明的煤油灯下写出的两篇文章,发表在普林斯顿大学与高级研究所合办的刊物《数学纪事》上,数学家H.外尔和A.韦伊感到陈省身的研究工作达到了“优异数学水准”,遂极力促成陈省身来普林斯顿。他们认为,陈省身是“迄今所注意到的最有前途的中国数学家”。
虽然美国卷入战争,但普林斯顿却因战争“得福”。爱因斯坦、冯·诺依曼、E.诺特等科学家,因是犹太人或与犹太人有关而受到迫害,他们的加盟,使普林斯顿取代欧洲,成为世界数学研究中心。
陈省身决定从昆明前往美国的普林斯顿。那时,去美国的途径是从昆明飞往印度,然后再坐船经由大西洋到达。“想到德国潜水艇的活跃,这条路自然有相当危险,但我决心赴美,不顾一切困难。”陈省身说道。这一次离别,陈省身甚至无法先回上海和妻子幼儿告别。他选择了乘坐美国飞虎队的军用飞机走西线前往美国。军用飞机每到一个空军基地,乘坐者就要在基地的房子住下,然后拿一个条子看布告,有自己的名字,就继续往前飞一段。这样,经印度、中非、南大西洋、巴西,前后用了一个星期,陈省身终于到达美国。
1943年,无疑是陈省身一鸣惊人的一年。这一年,32岁的陈省身在美国普林斯顿高级研究所完成了关于高斯一博内公式的简单内蕴证明。这篇论文被誉为数学史上划时代的论文,也是陈省身一生中最重要的数学工作。因此,他后来被国际数学界尊称为“微分几何之父”。
“我得力于吾国两句成语自励,即‘日新日日新’的精神和登峰造极的追求。”陈省身说。
一片安静的天地
陈省身在一篇文章里写道,有一次他和夫人去参观罗汉塔,看着看着突发感慨:“无论数学做得怎样好,顶多是做个罗汉。菩萨,大家都知道他的名字,罗汉,谁也不知道是哪个人,所以不要把名利看得太重。”他认为数学的菩萨是黎曼和庞加莱。黎曼不断地开拓了数学的空间,庞加莱则把数学的平面和空间推广到了N维。因为有了他们,其他人只能算是“罗汉”。
名利从来不是陈省身的追求。“我读数学没有什么雄心,我只是想懂得数学。如果一个人的目的是名利,数学不是一条捷径。”陈省身说自己做学问从来不赶时髦,不抢热门。他不喜欢奥斯卡获奖影片《美丽心灵》讲述的数学家纳什的故事,他说自己和纳什很熟,但和纳什完全不一样。“他是个怪人,他的数学是很好的,但他始终要做难题,想做难题出名,最后做得一塌糊涂。”
“数学没有诺贝尔奖是一件幸事。”陈省身这样说过。数学有很多简单而困难的问题,这些问题使人废寝忘食,多年不决。一旦发现了光明,其快乐是难以形容的。“这是一片安静的天地,没有大奖,也是一个平等的世界。”
1984年,陈省身提议创办南开大学数学研究所。在给南开大学副校长的信中,他描述自己心中的数学殿堂:有一个供人随意起坐的房间,人们在这里可以随意讨论;研究室的三面墙都是高品质的黑板,人们可在上面随便地演算;要有图书室。他说:“要在国内成立一个基地,培养第一流的数学人才。那基地要有一流的设备、友善的空气,使人工作其中,觉得快乐。”
数学之美
陈省身说:“自己一生只会做一件事,就是数学。天下美妙的事不多,数学就是这样美妙的事之一。”
在陈省身92岁的时候,他自费制作了一些挂历,向公众普及数学知识。挂历的名字就叫“数学之美”。
1975年,诺贝尔物理奖得主杨振宁读懂了“陈省身一韦伊定理”,他感到“真的有触电的感觉”。而且不止于此,“还有更深的、更触及心灵深处的地方:到头来,忽然间领悟到,客观的宇宙奥秘,与纯粹用优美这一价值观念发展出来的数学观念,竟然完全吻合,那真是令人感到惊讶。这种感受恐怕和最高的宗教感是相同的吧。”
让杨振宁感到惊异的是,他和陈省身在不同的领域里研究了二十多年,最终竟然“天下归一”。杨振宁马上开车到陈省身的寓所,他们“谈了很久,谈到朋友、亲人及中国”。杨振宁还提出了一个迷惑他的问题:数学家为什么会凭空梦想出这些概念?
陈省身回答:“不,不。这些概念不是梦想出来的,它们是自然的,也是实在的。”
他的数学和生活混在一起无法分开。他说:“有人问我每天工作多少小时。没法子说,我一直在想。”也许是因为深切体会到了数学之美,陈省身拥有一个几乎完美的人生。从二十多岁人数学之门直到93岁去世,他的脑子像一架机器一样,一直为数学运算了七十多年。