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一代巨星吴文俊陨落,但他的精神永远不会走

 中考数学宝典 2020-09-03

中国科学院数学与系统科学研究院在2017年5月7日发布讣告称,首届国家最高科技奖获得者、著名数学家吴文俊院士因病医治无效,于2017年5月7日7时21分在北京不幸去世,享年98岁。

吴文俊先生是谁?这个名字对于很多年轻人来说显得很陌生,但在国家科学、数学等领域发展历史上,这个名字却是非常响亮!

原中共中央总书记、国家主席胡锦涛对吴文俊先生评价道:长期以来,吴老站在数学科学的前沿,潜心研究,勇于探索,取得了一系列原创性成就,特别是在拓扑学、数学机械化领域作出了杰出贡献,为国家、为民族争了光。

今天我们就先回顾一下吴老在拓扑学、数学机械化领域作出了哪些杰出贡献。

一、在拓扑学方面的贡献

只要对数学有点了解都知道,拓扑学是现代数学的支柱之一,更是许多数学分支的基础。吴文俊极大地推进了拓扑学的发展,引发了大量的后续研究,可以说吴老在拓扑学研究中起到了承前启后的作用,他的工作已经成为拓扑学的经典结果,半个世纪以来一直发挥着重要作用,在许多数学领域中应用,成为教科书中的定理。

吴文俊先生研究拓扑学将近有三十年的历史,并取得了一系列重大成果,如“吴示性类”与“吴示嵌类”的引入以及“吴公式”的建立。

吴文俊分析了Stiefel示性类,Whitney示性类Pontrjagin示性类和陈示性类之间的关系,指出陈示性类可以导出其他示性类,反之则不成立。他在示性类研究中还引入了新的方法和手段。在微分情形,吴文俊引出了一类示性类,被称为吴示性类。吴文俊给出了Stiefel示性类和Whitney示性类可由吴示性类明确表示的公式,被称为是吴(第一)公式,他证明了示性类之间的关系式,被称为吴(第二)公式。这些公式给出各种示性类之间的关系与计算方法,从而导致一系列重要应用,使示性类理论成为拓扑学中完美的一章。

吴文俊提出了吴示嵌类等一系列拓扑不变量,研究了嵌入理论的核心,并由此发展了嵌入的统一理论。后来他将关于示嵌类的成果用于电路布线问题,给出线性图平面嵌入的新判定准则,与以往的判定准则在性质上是完全不同的,是可计算的。这些都改变了之前嵌入理论零散的结果。

二、在数学机械化方面的贡献

全世界都知道中国是文明古国,五千年文明耀眼这个世界,但很多人却不知道中国传统数学对于中国文明发展起到非常大的作用。

中国传统数学区别于西方数学最大地方就是中国传统数学强调构造性和算法化,注意解决科学实验和生产实践中提出的各类问题,往往把所得到的结论以各种原理的形式予以表述。

吴老列举大量事实说明中国传统数学的思想可以概括为机械化思想,指出它是贯穿于中国古代数学的精髓,这种机械化思想为近代数学的建立和发展做出了不可磨灭的贡献。

同时吴老上世纪70年代就认识到中国传统数学的机械化思想与现代计算机科学是相通的,计算机的飞速发展必将使中国传统数学的机械化思想得以发扬光大,机械化数学的发展必将为中国数学的发展做出巨大贡献。如在机器证明方面,吴老提出的用计算机证明几何定理的方法(国际上常称为吴方法),遵循中国传统数学中几何代数化的思想,与通常基于逻辑的方法根本不同,首次实现了高效的几何定理自动证明,显现了无比的优越性。因此,吴老的工作被称为自动推理领域的先驱性工作,并于1997年获得“Herbrand自动推理杰出成就奖”。

在非线性方程组求解的方向上,吴老建立的吴消元法是求解代数方程组最完整的方法之一,是数学机械化研究的核心。在上世纪80年代末,吴老将这一方法推广到偏微分代数方程组,他还给出了多元多项式组的零点结构定理,这是构造性代数几何的重要标志。

吴文俊的数学机械化研究可以说是由中国数学家开创的全新研究领域,并引起国外数学家的高度重视。吴方法传到国外后,一些著名学府和研究结构,如Ox-ford,INRIA,Cornell等,纷纷举办研讨会介绍和学习吴方法。国际自动推理杂志JAR与美国数学会的“现代数学”,破例全文转载吴文俊的两篇论文。美国人工智能协会前主席W.Bledsoe等人主动写信给中国主管科技的领导人,称赞“吴关于平面几何定理自动证明的工作是一流的。他独自使中国在该领域进入国际领先地位”。

吴文俊先生对中国数学发展作出的贡献数不胜数,如不断开拓新的应用领域,如控制论、曲面拼接问题、机构设计、化学平衡问题、平面天体运行的中心构形等,还建立了解决全局优化问题的新方法。

中国古代数学高度发展,当时在许多领域都处于国际领先地位,是名符其实的数学强国。但西方很多学者不了解也不承认中国古代数学的光辉成就,将其排斥在数学主流之外。吴文俊先生作为一位有战略眼光的数学家,一直在不断思索数学应该怎样发展,最终在对中国数学史的研究中得到启发。吴文俊指出,中国传统数学注意解方程,在代数学、几何学、极限概念等方面既有丰硕的成果,又有系统的理论。

正因为有像吴文俊先生这样的数学家,辛勤努力从事数学工作,数十年如一日,才让我们国家慢慢从无到有,从弱到强,不断发展,吴老,您走好!

2001年2月19日,吴文俊先生获首届国家最高科学技术奖,时任国家主席江泽民亲自为吴文俊颁奖。

2010年5月4日,国际小行星中心先后发布公报通知国际社会,将国际永久编号第7683号小行星永久命名为“吴文俊星”。

2011年,中国科学技术大学以中国科学技术大学数学所为基础组建了中国科学院吴文俊数学重点实验室。


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