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中国数学第一人:丘成桐恩师,凭一己之力让中国数学进步十年!

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只有数学最容易

我只能学数学

关于国外的数学家我们已经写了很多,今天超模君就给大家讲讲咱中国数学家的故事!

陈省身

小学只上了一天

1911年10月28日,陈省身出生在浙江嘉兴秀水河畔的一个书香世家,因为父亲陈宝桢长期在外工作,所以他从小就是在祖母宠爱下长大的。

8岁那年,陈省身满怀期待地来到市里的县立小学,却看到有位老师正拿着戒尺打学生的手掌心。。。

受到惊吓的陈省身表示打死都不要去上学了!

而且他祖母也怕他受欺负,希望他自然成长,所以就带他回家了。。。

所以,陈省身小学只上了一天!!!

但话说回来,虽然陈省身不去上学,但他有在家里自学。

那一年,他父亲回家过年的时候教了他一些简单的计算,之后陈省身无聊就自己拿着家里的《笔算数学》看了起来,从此便一发不可收拾地爱上了数学!

第二年他便以优异的成绩考上了秀州中学(当地最好的中学),成为了班上年龄最小的学生。

陈省身

1923年,由于父亲工作变动,举家迁到天津,陈省身也正式开启了“开挂人生”。

来到天津后,陈省身进入了当地的扶轮中学,在那他的数学天赋展露无遗,15岁那年,他就在扶轮校刊上发表了七篇文章。

在《科学与宗教》中,他写道:“科学的目的,在寻觅宇宙间已经进行的法则,描摹自然界一切现象,将结果归纳到极简单极完全能证明的名词。”
在《一几何定理之十六种证法》中他说:“几何学在数学中占了极重要的位置;非但有志研究科学的人,应当注意于它,就是普通的中学学生,也应该拿它作应有的常识。”

就在这一年,陈省身更是连跳两级从扶轮中学毕业,并以数学全校第二的优异成绩考上了南开大学。

陈省身

我只能学数学

当时的南开大学入学第一年还是不分科的,而后来陈省身之所以选择了主修数学,不仅仅只是因为他本身数学能力强,其实还有一个很重要的原因:他又被吓到了!

原来,当时学校的条件有限,实验所需的试管都要自己烧制。

有一次陈省身的助教帮他烧了一个试管,他看到试管上面有些灰尘,于是就拿去想要用水洗干净,结果试管爆炸了,而他的助教又是出了名的严厉,外号“赵老虎”,脑补了一下画面,当场给陈省身吓得不轻。

再次受到惊吓的陈省身,第二年果断地选择了数学系!

但当时南开大学可不比今日,整个数学系也只有一位老师——姜立夫。

姜立夫1919年毕业于哈佛大学并获博士学位,次年到南开大学创办算学系。他在人格上、道德上,被认为是近代的一个圣人。他教书极其认真,每课必留习题,每题必经评阅。

幸运的是,姜立夫十分欣赏陈省身,还专门为他开设了很多(当时认为)更高深的课程,如线性代数、微分几何、非欧几何等。

而且姜老师是出了名的教学态度严正,循循善诱,使得陈省身感觉读数学有无限的趣味以及前途,从此,陈省身便确定了一生的目标。

直至60多年后的今天,陈省身回忆起这位恩师时说道:我从事于几何大都亏了我的大学老师姜立夫博士。

在南开大学毕业后,陈省身来到清华大学继续深造微分几何。

微分几何的正确方向是所谓“大型微分几何”,即研究微分流形上的几何性质,它与拓扑学密切相关。

然而,当时对于微分几何的系统研究,才刚刚开始,陈省身空有满腔热血,却不知如何入门。

直到德国数学家、汉堡大学教授布拉施克来到清华,做了一组题目为《微分几何的拓扑问题》的演讲,演讲的内容深入浅出,使陈省身大开眼界,还萌动了去汉堡读书的念头。

1934年夏,清华研究生毕业,陈省身以优异的成绩获得公费留学的资格,于是,他决定远赴德国汉堡大学向布拉施克求学。

1935年10月完成博士论文《关于网的计算》和《2n维空间中n维流形三重网的不变理论》后不久便获得了科学博士学位。

在中华文化基金会的资助下,陈省身可以继续在国外学习一年。于是他接受了布拉施克的建议,决定去巴黎找埃利·嘉当。

要说这个嘉当,他可是巴黎大学著名的几何学教授,因为他为人十分和蔼,所以深得学生喜爱,而且常年会有不少学生去办公室“堵门”,普通学生想见他一面?先排队!

但唯独陈省身深得嘉当的心,还特许陈省身隔周去他家一次。

就这样,陈省身在巴黎又艰苦奋斗了一年,收获颇丰,可以毫不夸张地说,德法之行奠定了陈省身一生学术事业的基础。

中国成为数学大国

1937年,陈省身离开法国回国,受聘为清华大学的数学教授。后随学校内迁至云南昆明,在北京大学、清华大学、南开大学合组的西南联合大学讲授微分几何,开始了他的教学生涯。

陈省身在南开大学讲学

那时,陈省身周围聚集了一大批优秀的学生,数学系有王宪钟、严志达、吴光磊等,物理系的有杨振宁、张守廉、黄昆。

陈省身说:得天下英才而教育之,是我一生的幸运。尤其幸运的是这些好学生对我的要求和督促,使我对课材有了更深入的了解。

1942年,美国普林斯顿高级研究院邀请陈省身前往访问,当时大战犹酣,去美途中有很大风险,但陈省身执着于自己的理想,想要在普林斯顿干出一番事业来,次年,便搭乘美军飞机辗转赴美。

在普林斯顿期间,陈省身接触到很多世界顶尖的数学大师,时常和爱因斯坦讨论包括广义相对论在内的各种课题。。。

他还完成了改变国际数学界的两个工作,一是要证明高斯-博内公式,二是创造一个研究整体几何的新方法。

就是这两篇划时代的论文:《闭黎曼流形的高斯-博内公式的一个简单内蕴证明》、《Hermitian流形的示性类》;
而著名的“陈省身示性类”,对整个数学界乃至理论物理的发展都产生了广泛而又深刻的影响。
陈类现在不仅在数学中几乎随处可见,而且与杨—米尔斯场及其他物理问题有密切关系,是最基本、最有应用前景的示性类。

1946年初,《美国数学会通报》发表了陈省身长达30页的重要论文《大范围微分几何的若干新观点》,标志着陈省身作为现代微分几何领袖的历史地位已经来临。

不久之后,陈省身便回到了中国,在姜立夫的推荐下,他建立了中央研究院数学研究所,而陈国才、王宪忠、吴文俊、杨忠道、严志达等人都是他带出来的学生。

1978年,在美国的请求下,他在伯克利大学建立了美国国家数学科学研究所,他当任第一任所长,伯克利大学数学系也在那时候崛起成为世界数学中心。

在伯克利大学他也带出了一个叫丘成桐的学生,就是那个第一个拿了菲尔兹奖的华人。

丘成桐在回忆起老师的时候说道:我很荣幸师从一位伟大的数学家,先生对我的学术生涯,无论数学上还是个人修养方面,都有着深刻的影响。

在1980年,陈省身提出了一个目标:“在二十一世纪中国成为数学大国”,震惊了整个中国。

而陈省身最广为流传的还得说到陈省身教授在北京大学的一次讲学:“人们常说,三角形内角和等于180°,但这是不对的!”

说“三角形内角和为180°”不对,不是说这个事实不对,而是说这种看问题的方法不对,应当 说“三角形外角和是360°”!

把眼光盯住内角,只能看到:

三角形内角和是180°;
四边形内角和是360°;
五边形内角和是 540°;
......
n边形内角和是(n-2)×180°。
这就找到了一个计算内角和的公式,公式里出现了边数n。

如果看外角呢?

三角形的外角和是360°;
四边形的外角和是360°;五边形的外角和是360°;
……
任意n边形外角和都是360°。

这就把多种情形用一个十分简单的结论概况起来了。用一个与n无关的常数代替了与n有关的公式,找到了更一般的规律。

不只盯着多边形的内角看,用一个与n无关的常数代替了与n有关的公式,可找到了更一般的规律:任意n边形的外角和都是360°。

数学不是罗列更多的现象,也不是追求更妙的技巧,而是要从更普遍的、更一般的角度寻求规律和答案,便是陈省身最想传达的数学精神。

后来陈省身创办了南开数学研究所:我把最后一番心血献给祖国,我的最后事业也在祖国。

我要为中国数学的发展鞠躬尽瘁,死而后已。

2004年11月2日,经国际天文学联合会下属的小天体命名委员会讨论通过,1998CS2小行星被命名为“陈省身星”。而国际数学联盟(IMU)特别设立了“陈省身奖(Chern Medal),用来纪念陈省身在数学上的卓越贡献。

后来,有人问陈省身:为什么能成为享誉世界的数学家?

陈省身是这样回答的:

我也不知道为什么啊?读书的时候毕业要写论文,我又不能不写,不写不给毕业啊,我就写呗,然后大家都说我的东西重要,就让我接着研究去了。研究总要研究出点结果啊,同事都在研究我也不能闲着啊。我就把我研究出的结果发表了,结果大家还是说我的东西十分的重要。后来我就出名了……

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