科学家的故事——数学家吴文俊

“怎样工作才能对得起古代的前辈，建立起我们的新数学，并在不远的将来，使东方的数学超过西方，这是值得我们思考和需要努力的方面……”这是2003年《光明日报》刊登的一篇题为《东方数学的使命》的文章，文章不长，却将东西方数学之异同、古今数学之比较讲得通俗易懂，让人豁然开朗，使命感油然而生。这篇文章的作者就是国际著名数学家、中国科学院院士吴文俊。

1919年，吴文俊出生在上海一个普通的知识分子家庭。父亲最大的爱好就是看书、买书与藏书，这给吴文俊看书创造了条件，也让他在潜移默化中养成了终身爱看书学习的习惯。读高中时，吴文俊的数学成绩很好，但他最感兴趣的却是物理，只要是物理课他总是听得如痴如醉。物理老师偶尔会讲一些比较难的题目让学生们做，要解这些难题，仅靠高中数学基础是不够的，于是，吴文俊就开始自学数学，使他成了班级里的“数理王子”。高三年级时的一次物理测试，吴文俊得了满分。在过道上，他听见物理老师与交大的数学老师说：“这次考试的物理题目，其中有两道题非常难，吴文俊能够得满分，说明他的数学基础已非常扎实，这个学生在数学上的潜能无穷。”就这样，升学前学校安排吴文俊报考交通大学数学系。

1940年，寒窗苦读四年，吴文俊大学毕业。时值抗战，上海沦陷。在此后长达五年的时间里，他辗转在几所中学担任教师，靠着微薄的薪水教书为生。期间有人愿意提供奖学金让他到日本去深造或找一份工作，然而出于强烈的民族气节，他毅然拒绝了。

不久后，著名数学家陈省身应邀回国筹建中央研究院数学研究所，吴文俊有幸成为研究所的第一批成员，陈省身教授也就成了他的老师。在短短的一年时间里，吴文俊不负师望，在新兴的拓扑学领域有了突破。拓扑学是现代数学的主要领域之一，是从几何学与集合论里发展出来的，研究几何图形或空间在连续改变形状后，还能保持一些性质不变的学科，拓扑学考虑物体间的位置关系，而不考虑它们的形状和大小。

1947年，在陈省身的推荐下，吴文俊赴法国留学，他的解题方法被国际数学界公认为“吴公式”，是上世纪50年代前后拓扑学的重大突破之一，成为影响深远的经典性成果。此后，吴文俊还在拓扑学中建立了“吴示嵌类”“吴示浸类”和“吴示痕类”的基本概念，因拓扑学获得菲尔兹奖的五位数学家无一不引用吴文俊的研究成果，其中三位则是直接拿来使用。

1951年，他谢绝了法国师友的盛情挽留，毅然回到了刚刚成立不久的新中国，继续研究拓扑学。1956年，37岁的吴文俊因其在拓扑学上的杰出成就，与著名科学家华罗庚、钱学森一起获得国家自然科学一等奖，第二年，他便当选当时最年轻的中国科学院院士。

吴文俊认为“不能外国人搞什么就跟着搞什么，应该让外国人跟我们跑。”上世纪70年代，吴文俊开始对中国数学史感兴趣，他独到地论述了中国古代数学的世界意义。吴文俊巧妙地洞察出中国古代数学中包含的机械化思想，它能够把几何问题转化为代数，再编成程序，输进电脑后代替大量的人工演算，这样就可以把数学家从繁重的脑力劳动中解放出来，进而推动科学的发展。于是，已经功成名就的吴文俊突然转向，选择从零开始攀越学术生涯的第二座高峰——数学机械化。已年近六十的吴文俊决定从头学习计算机语言。他亲自在袖珍计算器和台式计算机上编制计算程序，尝尽了在微机上操作的甘苦。一大早他就到机房外等候开门，进入机房之后便八九个小时不间断工作；下午5点钟左右，他步行回家吃饭，并利用这个时间抓紧整理分析计算结果；到傍晚7点钟左右，他又到机房工作。有时候他甚至午夜之后才回家休息，清晨又回到机房。后来，吴文俊提出用计算机证明几何定理的方式，实现了将繁琐的数学运算证明交由计算机完成的目标，这是近代数学史上第一个由中国人原创的研究领域，被命名为“吴方法”，之后被应用于多个高技术领域，解决了曲面拼接、计算机视觉等核心问题，对人工智能科学研究与发展影响深远，并使得中国在自动推理和数学机械化领域处于国际领先地位，也从根本上肯定了中国古代数学对世界数学发展的贡献。

大师已然远去，精神和光同尘。2017年5月，吴文俊逝世，享年98岁。两年后，在庆祝中华人民共和国成立70周年之际，吴文俊被授予“人民科学家”国家荣誉称号。纵观吴文俊的近百岁人生，就是为中国数学争口气的一生，他把个人的发展与国家、民族命运紧密联系在一起，在数学领域锐意创新，堪称科研报国的典范。