吴文俊的数学人生

改革开放路上的科学家

自从2016年AlphaGo与李世石那场“人机大战”之后,人工智能在国内发展呈破竹之势,“AI”也成了家喻户晓的名词,一些承载了AI新技术的产品不断涌入市场,并为公众所接纳。

1956年,达特茅斯会议正式确立了人工智能的研究领域。而如果提到国内人工智能先驱,首先想到的是中国科学院首届国家最高科学技术奖获得者、中国科学院院士吴文俊先生。

2000年度

国家最高科学奖获得者

吴文俊

“吴文俊人工智能科学奖”

1977年,吴文俊开创了数学机械化新领域,为中国人工智能开创和发展产生了极大的推动作用,人工智能、并联数控技术、模式识别等很多领域取得的重大科研成果,背后都有数学机械化的广泛应用,。中国人工智能学会2011年1月6日正式设立代表了人工智能领域的最高荣誉象征的科学技术奖,并命名为“吴文俊人工智能科学技术奖”,该奖项被誉为“中国智能科学技术最高奖”。

“吴文俊人工智能科学技术奖”旨在贯彻“尊重知识、尊重人才、尊重创造”的方针,充分调动广大智能科学技术工作者的积极性和创造性,奖励在智能科学技术领域取得重大突破,做出卓著贡献的科技工作者和管理者,2018年陆汝钤院士获首位吴文俊人工智能最高成就。

当然,吴文俊的贡献远不止这些。

拓扑学成果享誉世界

1919年

5月12日,吴文俊出生于上海。

1940年

毕业于上海交通大学数学系,因战乱、生计被迫中断数学研究,毕业后在一所初级中学任教。

怀着对数学的浓厚兴趣,吴文俊从未放弃对数学的研习,结果自己陷在数学名词的倒来倒去之中,这让他感觉到迷茫、苦闷。

1946年

吴文俊进入中央研究院数学研究所做实习研究员,师从陈省身,确立了代数拓扑学的研究方向,不到1年时间便完成了即惠特尼乘积公式(Whitney product Formula)的证明工作。

1947年

吴文俊赴法国留学,很快取得了突破性成果,不仅震动了法国拓扑界,也震动了世界拓扑界。

吴文俊在法国斯特拉斯堡与朋友在一起(图片来源:中国科学院数学与系统科学研究院网站)

1951年

吴文俊回国,先后在北京大学数学系、中国科学院数学研究所、中国科学院系统科学所、中国科学院数学与系统科学研究院工作。

在此后的数十年内,吴文俊在拓扑学领域取得了一系列研究成果,中最为瞩目的是“吴示性类”与“吴示嵌类”的引入以及“吴公式”的建立,至今仍被国际广泛应用,许多著名数学家都受他启发或以他的研究为起点之一,获得一系列重要成果。

1956年

凭借在拓扑学领域取得的杰出成就,37岁的吴文俊与钱学森、华罗庚一起获得首届国家自然科学奖一等奖。

1951年

吴文俊在法国留学回国的轮船上(图片来源:中国科学院数学与系统科学研究院网站)

1952年

北京大学任教时的吴文俊(图片来源:中国科学院数学与系统科学研究院网站)

1955年

吴文俊在中科院数学所作拓扑学的学术报告。

1956年

钱学森、华罗庚、吴文俊获得首届国家自然科学奖一等奖(图片来源:中国科学院数学与系统科学研究院网站)

走自己的路

——开创数学机械化领域

“开创属于我们自己的研究领域、创立自己的研究方法、提出自己的研究问题”,这一思想始终贯穿于吴文俊的学术生涯中。20世纪70年代后期,已经成为世界公认拓扑学大家的吴文俊将研究目光投向了一个全新的领域。提出了用计算机证明几何定理的“吴方法”,开创了崭新的数学机械化领域,相比基于数理逻辑的方法根本,显现出了无比的优越性,被称为自动推论领域的先驱性工作。

这项开创性的工作取得成功,也得益于吴文俊对数学发展及中国古代数学的深刻理解,他在《东方数学的使命》一文中指出“我们学现代数学(也就是西方数学),主要内容是证明定理;而中国的古代数学根本不考虑定理不定理,没有这个概念,它的主要内容是解方程”“中国的古代数学是一种算法的数学,也就是一种计算机的数学。进入到计算机时代,这种计算机数学或者是算法的数学,刚巧是符合时代要求,符合时代精神的。”他算法的观点与机械化数学的开创密切相关。

吴文俊的著作《几何定理机器证明的基本原理》

为了解决几何定理机器证明和数学机械化问题,吴文俊从头学习计算机语言,编制计算程序。那时他经常从清晨到机房,不间断工作八九个小时,下午五点钟吃饭,并利用这个时间抓紧整理分析计算结果,傍晚七点钟又回到机房工作,午夜时分回家。周而复始, 在愿意“求解”的领域,他的勤奋异常惊人。

吴文俊在电脑前工作

(图片来源:中国科学院数学与系统科学研究院网站)

1990年,以吴文俊为首的“中国科学院数学机械化中心”正式成立。2003年,数学机械化中心与信息安全中心联合成立了中国科学院数学机械化重点实验室。该实验室目前已经成为国际计算机数学领域最著名的领军团队之一。

1996年,国家攀登计划项目:“机器证明机器应用”专家委员会合影

(图片来源:中国科学院数学与系统科学研究院网站)

1999年,吴文俊与项武忠在“数学与数学机械化会议”上交谈

(图片来源:中国科学院数学与系统科学研究院网站)

2006年,吴文俊因为“吴方法”荣获“邵逸夫数学奖”,评奖委员会给出了这样的评价:“通过引入深邃的数学思想,吴开辟了一种全新的方法,该方法被证明在解决一大类问题上都是极为有效的”,“吴的方法使该领域发生了一次彻底的革命性变化,并导致了该领域研究方法的变革”,他的工作“揭示了数学的广度”。

2006年,曾荫权和邵逸夫(右)向吴文俊(左)颁奖

(图片来源:中国科学院数学与系统科学研究院网站)

如今,吴文俊的成就正被应用于曲面造型、机器人机构的位置分析、智能计算机辅助等若干高科技领域,并取得了一系列国际领先的成果。

记师恩

将中国数学研究代代传承下去

1978年全国科学大会重大科技成果奖、第三世界科学院数学奖、陈嘉庚数理科学奖、国家最高科学技术奖、邵逸夫数学奖、国际自动推理最高奖,吴文俊斩获众多奖项。

面对荣誉和奖励,他表示:“我们是踩在许多老师、朋友、整个社会的肩膀上才上升了一段。我应当怎样回报老师、朋友和整个社会呢?我想,只有让人踩在我的肩膀上再上去一截。我就希望我们的数学研究事业能够一棒一棒地传下去。”

吴文俊一生铭记恩师陈省身的帮助和指点,让他“等于是从火坑里逃出来了”,中断多年的数学研究得以继续,并确立了代数拓扑学的研究方向。

吴文俊与陈省身先生在一起

(图片来源:中国科学院数学与系统科学研究院网站)

有感于师恩深重,吴文俊此后都以陈省身为榜样,一贯重视人才的培养,他在数学所、中国科学技术大学数学系培养的学生,多为已经成为所在领域的领军人物,并且涌现出多名国际著名学者。他不断鼓励和帮助后辈,重视每个学生创造性的发展,他经常教导学生,不能被自己的导师淹没,要有自己的想法,这样才可能有创造性。

吴文俊与他的学生虞言林、江嘉禾、李培信、王启明,1974年

(图片来源:中国科学院数学与系统科学研究院网站)

吴文俊与学生王东明、李子明、刘卓军讨论问题,1985年

(图片来源:中国科学院数学与系统科学研究院网站)

2005年,周光召视察数学机械化中心

(图片来源:中国科学院数学与系统科学研究院网站)

吴文俊与数学机械化中心学生

(图片来源:中国科学院数学与系统科学研究院网站)

为祖国数学事业奉献一生的

数学巨星

2001年,在一次座谈会上吴文俊表示:“科学技术是第一生产力,数学是发展第一生产力的必要手段与重要保障。也正因如此,数学与国家的命运紧密结合在一起。数学的兴盛与否,是与国家的兴旺与否紧密相依的。”

吴文俊喜欢数学并不是因为它的美,而是因为数学作为重要工具无孔不入、能解决问题。吴文俊曾做了大量调查研究,将数学机械化方法用于机器人、计算机图形学、机构设计、化学平衡、天体力学等问题,还支持数学机械化方法在一些高技术行业的应用。

究其一生,这位为人类的数学研究作出杰出贡献,并为此奉献了终生的中国数学泰斗做到了“我将一如既往,把自己的一生献给祖国的数学事业”。

2002年8月20日,第二十四届国际数学家大会在北京人民大会堂隆重开幕,图为吴文俊在大会开幕式上讲话

(图片来源:中国科学院数学与系统科学研究院网站)

吴文俊在2002年国际数学家大会中国数学史国际研讨会上作公众报告

(图片来源:中国科学院数学与系统科学研究院网站)

《Selected Works of Wen-Tsun Wu》

世界科技出版社

《吴文俊与中国数学》

(2010年)

世界科技出版社

— 书籍收录了吴先生各个时期在不同领域的重要作品 —

2010年,国家最高奖科学技术获得者小行星命名仪式

(图片来源:中国科学院数学与系统科学研究院网站)

2017年5月7日

吴文俊在北京逝世,享年98岁

数学巨星陨落

而那颗以他名字命名的

第7683号小行星“吴文俊星”

继续以永恒的姿态,

闪耀在宇宙间。

伟大的数学家,吴文俊当之无愧。

作者:宁远

科技自媒体编辑/撰稿人,擅长科技人物访谈和科普文章写作。

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