2026年5月15日,是中國科學院院士、數學家穀超豪的百歲誕辰。
當天,穀超豪的弟子——中國科學院院士李大潛、洪家興、陳恕行和穆穆等悉數出席了在複旦大學光華樓舉行的紀念大會。“穀超豪星”之下,一門四院士齊輝。
在弟子們看來,穀超豪對學生影響最大的是他的戰略眼光。李大潛曾說,與其說穀超豪是一位數學家,還不如說他是一位數學領域的戰略家,他總是能高瞻遠矚地看到數學未來的發展,而且總能看到國家發展的重大需求,通過需求來引領數學研究的未來。洪家興說:“他帶著大家探索、開路,而在找到了一條通往金礦之路後,他就把金礦讓給跟隨他的年輕人去繼續挖掘,自己則帶著另一批年輕人去尋找另一個金礦。”
2009年10月20日,穀超豪在“穀超豪星”命名儀式上鼓掌致謝。圖/中新
青年革命者
穀超豪從來不是書齋裏的學者。
1937年他上中學時,正值全麵抗戰爆發。那時日機幾乎天天來襲,他就讀的溫州中學初中部的校舍被炸成了廢墟,跑警報和逃難成為家常便飯。在素有“英奇匡國,作聖啟蒙”傳統的溫州中學,穀超豪和很多同學都投身於抗日救亡運動。1939年,穀超豪的哥哥穀超英(後改名穀力虹)加入了中國共產黨,成為溫州中學地下黨負責人之一。在他的影響下,第二年,14歲的穀超豪也入了黨。
1943年,穀超豪考入浙江大學數學係,1948年畢業後留校當了助教。他加入了中國科學工作者協會杭州分會(下稱“杭州科協”),主要任務是團結科技工作者,迎接解放。其間,他冒著風險,完成了策動國民黨國防部雷達研究所起義的任務。
新中國成立後,穀超豪擔任了杭州科協黨支部書記,同時繼續在浙大任助教。1951年,他所在的浙大黨總支決定讓他擔任黨總支統戰委員,並參加中國民主同盟的工作,幫助民盟在浙大發展。
根據組織指示,1951年穀超豪加入了民盟,不久被選為民盟杭州市委委員。那時,浙大民盟小組剛成立不久,穀超豪首先發展了自己的老師蘇步青和知名教授談家楨。改革開放後,蘇步青和談家楨都擔任了民盟中央副主席。
在繁忙的行政工作之餘,穀超豪沒有放棄自己對數學的興趣,經常去聽蘇步青的課,尤其對課程中的“K展空間”很有興趣。蘇步青在課上說“K展空間”的子空間理論尚未建立,穀超豪日思夜想,在一天睡夢中突然來了靈感,幾天後成功實現了複雜計算。蘇步青很高興,幫他把成果寫成中英文論文,在《科學記錄》上發表。此後,穀超豪對數學的研究興趣越來越大。
浙江省文教廳打算調穀超豪去承擔全省的科普工作。那時他已明確自己的誌向,想重回浙大搞教學和科研。蘇步青說動文教廳副廳長俞仲武,放穀超豪回了浙大。穀超豪說,這是他“人生的一個分叉點”。從此,他正式踏上數學研究之路。
1959年,穀超豪在莫斯科大學論文答辯會上作報告
“金三角”
穀超豪一生的學術重點經曆了三次轉變,他將之稱為“金三角”。他說:“做學問就像下棋,要有大眼界,隻經營一小塊地盤,容易失去大局。”
早期,他隨蘇步青專攻微分幾何。1952年院係調整後,蘇步青、陳建功率浙江大學數學係的主體力量調入複旦大學,穀超豪很快成為蘇步青在微分幾何方麵的得力助手。
1957年9月,已成為副教授的穀超豪赴世界數學中心之一的莫斯科大學數學力學係進修,深耕微分幾何。行前蘇步青告訴他,E.嘉當的許多工作都已由後人充分發展了,隻有其無限連續變換擬群理論由於難度大,還有進一步探索的空間。同時告訴他,研究範圍不要限於微分幾何,要跨出去,做偏微分方程的研究。
穀超豪一到莫斯科大學就被這裏的學術環境吸引了。他參加了菲尼柯夫教授和拉舍夫斯基教授領導的兩個微分幾何討論班,還參加了校長彼得洛夫斯基院士為首的偏微分方程討論班。學校每周都會舉行高水平學術報告會,邀請國內外著名學者前來講學。
在這樣的條件下,穀超豪每隔兩三周就在討論班上對嘉當的變換擬群問題做一次報告,一年寫出了好幾篇論文。蘇聯不設博士生,研究生的目標是副博士,要在工作中取得成績後才能申請博士學位,但導師覺得穀超豪的研究成果已達到博士水平,就讓他直接申請博士學位。
1991年9月,蘇步青九十壽辰,穀超豪、胡和生、李大潛與蘇步青三代四院士合影。圖/複旦大學新聞網
1959年6月,穀超豪通過答辯委員會29位成員的無記名投票,被授予物理—數學科學博士學位。答辯委員會的評語寫道:“穀超豪在E.嘉當之後,第一個對變換擬群的理論作出了重要的推進。”
回國後,34歲的穀超豪晉升為教授。他沒有沿著微分幾何的方向繼續下去,而是響應國家戰略需求,轉向了偏微分方程。這是因為,偏微分方程是連接數學和應用的關鍵橋梁。
當時蘇聯的人造衛星上天,穀超豪在蘇聯學習時就有意識學習了空氣動力學。他選擇將機翼的超聲速繞流問題作為偏微分方程研究的切入點,因為這是空氣動力學的基礎問題,雖然物理學家已將其原理解釋得非常清楚了,但從數學的角度依然懸而未決。
穀超豪開設了雙曲守恒律討論班,帶著李大潛、陳恕行等一批年輕人研討偏微分方程,隻用一年多時間就取得了重大突破。之後,李大潛等人又沿著這個方向做了重要推進。1973年,美國數學家代表團訪問複旦大學,數學家希弗驚奇地發現,他剛剛做完的平麵機翼超聲速繞流解存在性的數學證明,穀超豪團隊在10多年前就已經做出來了。
李大潛說,剛投入偏微分方程研究,穀超豪就體現出過人的戰略眼光,提出了五六個方向,從線性到非線性,從固定邊界到自由邊界,從單個方程到方程組,從固定類型到變化類型,從局部到整體,準確預言了這一領域後來幾十年的研究演進路線。
不久,穀超豪又一次“跨界”了。
早在1954年,楊振寧和米爾斯首次提出規範場這一物理學理論,但最初沒有受到物理學界的重視。規範場理論和現代微分幾何的纖維叢理論有關,楊振寧試圖在數學界尋找合作者,但始終沒有取得突破。中美關係解凍後,他想在國內找一些年輕的微分幾何研究者,可以“卷起袖子”說幹就幹的。1974年,他回上海探親,向複旦大學提出了合作建議。複旦大學非常重視,成立了由數學、物理兩方麵教師組成的交流小組,由穀超豪負責。
穀超豪後來回憶,楊振寧沒有想到複旦大學有人懂他的東西,因為數學家的語言往往比較抽象,但是他們這個組同時擁有數學和物理兩方麵的人才,因此共同語言很快就建立起來了。
楊振寧提出了“洛倫茲規範”的存在性問題,穀超豪和妻子胡和生(也是小組成員)當天就解決了。楊振寧大為讚賞,稱讚道:“這個問題我過去算了一半算不下去了,你們把它算出來,很好!”
不久,穀超豪小組以規範場的數學結構,在國際上最早證明了楊-米爾斯方程初始問題局部解的存在性,又弄清了無源規範場和愛因斯坦引力論的某些聯係和區別。
楊振寧感慨:“我過去有個猜想,在國內大學中有實力很強的研究人員。通過這次接觸,證實了我這個想法。如果這樣強的研究力量能和重要的題目結合起來,就會有很快的進展。”
穀超豪也獲益匪淺。他說,楊振寧能把物理中的東西抽象成數學形式,然後再回到物理中去,這種做法對他們幫助很大。通過此次合作,穀超豪及團隊在規範場理論研究方麵取得了一係列的突破,開創了複旦大學數學物理研究的新方向。1981年,穀超豪的專著《經典規範場》在國際物理學頂刊《物理學報告》上刊登。
在合作中,穀超豪與楊振寧結下了深厚的友誼。楊振寧在美國紐約州立大學石溪分校理論物理研究所擔任所長,他邀請穀超豪前往短期訪學,任客座教授,工資為14000美元。校方聘書都準備好了,但因當時的情勢未能實現。改革開放後,穀超豪才得以兩次前往該校訪學。也正是在楊振寧的家中,穀超豪接到了請他擔任中國科技大學校長的越洋電話。
電話是時任中國科大校長滕藤打來的,征求穀超豪本人的意見。穀超豪的第一反應是想留在複旦繼續做研究,當時他與楊振寧的合作正向縱深領域發展,還有大量的工作要做。楊振寧卻建議他接受這個任命:“你去中國科技大學當校長,學術上肯定會有犧牲,但中國科技大學是一所非常好的學校,作為事業,你去工作也是值得的。”
1988年2月,穀超豪被正式任命為中國科技大學校長。上任後他發現,麵臨的局麵遠比想象中複雜。同時他也在尋找合適的方向,為學校培育新的學科方向,創建學派。
這一次,穀超豪看好的是非線性科學研究。他認為,非線性時代正在到來,這是一個重要的轉折點,其研究將會對科學的各個領域以至自然觀產生重大影響,其應用前景不可估量。
1989年9月,中國科大非線性聯合研究組成立,穀超豪親任組長。不久學校成立了非線性科學中心,穀超豪還擔任了國家攀登計劃“非線性科學”的首席科學家。
非線性中心是一個多學科交叉研究機構,集中了光學研究領域的郭光燦、理論物理研究的汪克林、等離子體物理研究的俞昌旋、數學專業的李翊神、化學專業的辛厚文等多學科精英,一流學術成果不斷湧現,郭光燦和俞昌旋先後當選中國科學院院士。
“站在高山上往下看”
1993年,穀超豪從中國科大校長任上卸任,回到複旦,繼續數學研究。
他總結,自己做數學研究有兩個特點,一是注意相鄰學科對數學提出的問題,二是在一個領域獲得突破後,會讓學生們繼續深入下去,自己再去開拓新的領域。他說,局外人很難理解在數學這片神奇的國土裏探索的錯綜複雜,就像在崇山峻嶺中摸索,忽而山途渺茫,忽而峰回路轉。
他很讚同“數學是科學的仆人”一說。他認為,數學最使人興奮之處,就在於可以用它來解釋或解答各門學科中的重要問題,同時又能不斷從其他學科中吸取養料,擴大和充實自己的研究。
在複旦任教的幾十年裏,隻要沒有重要會議,穀超豪組織的討論班每周一次,雷打不動,大家坐成一圈交流心得。穀超豪的關門弟子謝納慶說:“我們最怕的就是穀先生開口提問。”有時問題實在太難,謝納慶想繞過去,穀超豪會很快打斷他,讓他重新回到問題上來。
穀超豪的妻子胡和生是中國數學界第一位女院士,兩人相伴六十餘載。穀超豪說:“我是X,她是Y,我們共組了一道牢固而和諧且充滿愛意的二元一次方程。”
2009年,國際行星命名委員會將編號為171448的小行星命名為“穀超豪星”。2010年1月,穀超豪與“兩彈一星”元勳孫家棟一道,榮獲2009年度國家最高科學技術獎。
數學史專家、中國科學院數學研究所原副所長李文林告訴《中國新聞周刊》,穀超豪是繼華羅庚、吳文俊、蘇步青、陳建功等新中國數學奠基人之後第二代數學家的核心代表之一,他承接了以蘇步青、陳建功為首的複旦學派的傳統,並將之發揚光大。
李文林說,穀超豪的研究領域多次轉向,這體現了他對數學應用的重視,但這種應用不是功利性的一時之用,而是理論和實際相結合的應用,他也因此帶領團隊取得了世界前沿的學術成果。這是當今基礎科學決策可以借鑒的。
建立世界一流的數學研究中心,是穀超豪一生的心願。
早年他從蘇聯莫斯科大學留學回來,就提出要在複旦大學建立一個數學學派。改革開放後,他赴美訪問了多所著名學術機構,對以應用數學和偏微分方程為特色的庫朗數學研究所尤其印象深刻。
2010年,穀超豪致信中央領導人。他寫道,當今世界發達國家都把保持數學方麵的領先地位作為一項國家戰略目標,大力支持數學研究是確保國家科技持續發展的戰略需要。他建議中央和上海市支持建立一個“南方數學研究中心”,以上海為基地,聯動周邊地區高校與研究所,與北京國際數學研究中心和天津的陳省身數學研究所南北呼應,形成我國數學事業科學發展的良好格局。
這個建議受到了各方麵重視。2012年5月13日,上海數學中心在複旦大學江灣校區正式掛牌。
此時,因為患病,穀超豪已近失語許久。得知上海數學中心獲批籌建時,他一下子睜大了眼睛,張開嘴“嗬嗬”連聲。客人走了很久,他仍掙紮著想說話,不願休息。在穀超豪身邊工作了12年的秘書虞彬回憶,那是他最後的聲音。
一個多月後,6月24日,86歲的穀超豪病逝。
數學家丘成桐在挽聯中寫道:“超然遠去留得方程可積曾規範,豪傑仰止尚有桃李芬芳傳後世。”挽聯中嵌入了穀超豪的名字、他在數學研究上的多項重大成就以及他育英才無數的教育生涯。
楊振寧也送了花圈。他曾許過願,等穀超豪90歲生日時,要再來參加他的生日會,可惜無法實現了。
那是穀超豪80歲大壽時,楊振寧專程從北京趕來上海,參加穀超豪的賀壽會。楊振寧回顧了與穀超豪幾十年的交往,說雙方的合作是相當愉快的。他還說,穀超豪是“站在高山上往下看,看到了全局”。
