谷超豪：從祖國建設的需要出發

　　“數學最使人興奮之處，就在于可以用它來解說或解答各門學科中的重要問題，同時又不斷吸收其他學科的成就，擴大和充實自己的研究，為國家建設作出巨大的貢獻。”——谷超豪

　　幾十年間，在當今核心數學前沿最活躍的三個分支——微分幾何、偏微分方程和數學物理，中國科學院院士、復旦大學教授谷超豪取得了舉世矚目的科學成就，成為海內外著名的數學大師。

　　“從祖國建設的需要出發”

　　谷超豪身上那種數學家與生俱來的嚴謹讓人驚嘆。除了專業思考，更有對這個學科長遠發展的考慮，數學情緣已經化進他的骨子里。數學是他的生命。谷超豪說，自己在數學領域里的奮斗經歷，最早來自蘇步青教授的引導。大學三年級時，他遇到了仰慕已久的蘇步青。蘇先生那種條理清楚、推理嚴謹、圖文并茂的講授方式，讓他非常著迷。大學畢業后，他仍堅持不懈地去聽蘇先生上課。一天，蘇先生在課堂上提到，在“一般空間微分幾何”中，有關“K展空間”的子空間理論尚未建立。這就激發了谷超豪一股創新的強烈愿望，他努力去思考這個問題。有一天夜里睡覺時，靈感如微風般將他喚醒，一個新的方法進入了他的構思，經過連續幾天的復雜計算，終于算成功了。蘇先生聽了匯報后非常高興，還幫助對這種新的方法進行了計算驗證，并作為一章寫進了專著。1956年，蘇聯《數學評論》雜志創刊號刊載了長篇評論，系統介紹了谷超豪對研究K展空間的新方法。

　　上世紀50年代初，谷超豪從事古典微分幾何的研究，幾年后卻轉變了自己的研究方向。導致這次“轉型”的，是1956年制定的國家12年科技規劃。當時，計算數學、概率論、偏微分方程都是新中國比較薄弱的，國家希望在這些領域能有所突破。聽聞這個消息，谷超豪就自覺地想要承擔起這個使命，而當時正是谷超豪在微分幾何方面作出引人注目成就的時候。1958年，蘇聯人造衛星上天，正在莫斯科留學的谷超豪毅然決定開墾偏微分方程這塊國內數學領域的薄弱園地。偏微分方程是數學和物理科學、工程科學溝通的橋梁，國際上已經有久遠的歷史，谷超豪想用自己的方式進入這個領域。他高瞻遠矚地提出要以高速飛行為實際背景，以空氣動力學的需求和成果作為研究的切入點。

　　那時，他有空就去聽力學院的本科生課程，和中國留學生交流，并閱讀了大量資料，知道了這里有許多非常有趣而艱難的數學問題。1959年，他回到國內，即以機翼的超音速繞流問題為突破口，開始組織精干隊伍，進行潛心研究。

　　對于一個科研工作者來說，放棄已有成績，歸零后重新出發，是何等的艱難。而谷超豪作出這個知難而上的重大抉擇，仍是考慮國家需要和個人興趣后的結果。盡管深愛數學，谷超豪卻不認為數學凌駕于其他學科之上。相反，他對“數學是科學的仆人”一說很是欣賞。“數學最使人興奮之處，就在于可以用它來解說或解答各門學科中的重要問題，同時又不斷吸收其他學科的成就，擴大和充實自己的研究，為國家建設作出巨大的貢獻。”谷超豪說。

　　1974年，諾貝爾獎獲得者楊振寧來訪，建議和復旦大學教師們進行合作研究。谷超豪在合作和單獨的研究中獲得了多項很有意義的成果，楊振寧比喻為是“站在高山上往下看，看到了全局”。著名的物理學雜志《物理學報告》為此出了一本專輯，還加上了一頁中文摘要。在國際著名雜志上有中文摘要出現，這在當時是非常難得的。通過這些研究，谷超豪從物理學中又提煉出了“波映照”問題，得到了深刻的結果，并引發了國際上許多著名科學家的后續研究，他的論文成為這一領域的經典性引文。

　　從上世紀80年代后期一直到現在，谷超豪對偏微分方程又一前沿領域“孤立子與可積系統”發起了進攻，取得了一系列很有創造性的成果，擔任了首屆國家攀登計劃項目“非線性科學”的首席科學家。

　　在數學的王國里，他不會停下來。谷超豪75歲高齡時，還一年發表了3篇論文;至今，他已經發表數學論文129篇，獲國家自然科學獎二、三等獎各1項，以及華羅庚數學獎、何梁何利科技進步獎和柏寧頓孺子牛獎(杰出獎)等多種獎勵。

　　多年后，學生李大潛感嘆說，谷先生在治學中有一種“多變”的精神。這種“多變”，表現為科學家獨特的個人風格和超強的創新能力，實際上卻緣起于谷超豪強烈的社會責任感——從祖國建設的需要出發，才能不斷發現學科創新點，從祖國建設的需要出發，才有源源不斷的激情和智慧。

　　谷超豪也常說：“我的研究有兩個原則不變，一是圍繞國家的總目標，二是圍繞學科的發展。”

　　他治學的特點是能夠迅速進入新的領域，抓住重要問題，并在其中作出創造性的新成就。谷超豪堅信“優秀的數學成果早晚將會對其他科學發生重大影響”。對于數學直接為經濟建設服務的課題，他非常重視，他不但鼓勵其他人努力為此作出貢獻，而且也盡可能親自參與，以他敏銳的洞察力和數學修養為解決問題提供有效的途徑。

　　“培養學生要嚴字當頭”

　　有人說，具有詩人氣質的數學家，在中國微分幾何學派領銜人物蘇步青的蘇門師生中有三人：蘇步青本人、蘇步青的弟子谷超豪、谷超豪的弟子李大潛。

　　在許多場合，蘇步青先生不止一次地講：“我的學生超過我了。”但他又說：“谷超豪只有一點沒有超過老師，就是沒有培養出像谷超豪似的學生來。”

　　對恩師這句話，谷超豪深感責任重大。他說：“我在好多地方不如蘇先生，蘇先生的這句話是在將我的軍，要我好好培養學生。”

　　幾十年后，谷超豪自覺“可以向蘇先生交賬了”——看看谷超豪培養出來的一批學生，他們構成了一支超強的科研隊伍，使復旦數學研究所成為國際知名的研究機構。他的夫人胡和生是中國數學界唯一的女院士，更是第一位走上國際數學家大會講臺的中國女性。谷先生從事研究有一個特點，每當他開拓出一個新領域，就毫無保留地傳授給學生，把學生推上這一領域的前沿。于是，他的弟子們個個成為了一方“高手”。在谷超豪精心培養的學生中，有9人先后當選為中國科學院院士或中國工程院院士。

　　幾十年來，谷超豪恪守著作為科研指導者的職責，從自身做起，抵制人情風對科研的侵襲。但在另外一方面，他自知要擔負起為國家培養下一代科技工作者的重任。此時，他則是寬容、溫厚的師長。

　　1978年，洪家興師從谷超豪。半年后，他的母親病倒了。為了盡孝，洪家興放棄了考試，產生了退學的念頭。谷超豪了解后，極力挽留，想盡辦法為他解決困難，直到渡過難關。此后，洪家興成長為新中國培養的第一批博士，當選中科院院士。

　　前幾年，已80高齡的谷超豪仍帶著3名研究生。因為工作繁忙，無法給學生更多指導，他常常對學生說“抱歉”。但這聲聲“抱歉”的背后卻是，老先生仍堅持每個星期至少有兩個半天與學生進行討論，甚至給一些學生“開小灶”。而這，是不少比谷超豪年輕許多的博導都無法做到的。實在精力不夠，他還“求助”于夫人胡和生院士。

　　他尊重學生的學術成果，對于在自己參與的學術論文中署名，始終十分慎重。除非是他個人的研究占到科研過程的一半以上，或做了非常實質性的工作，否則是堅決不肯署名的。曾經，學生主動把谷先生的名字署進論文，被他知道后堅決劃掉。至今，谷超豪發表的130篇論文中，近八成都是他獨立發表的。

　　無論是李大潛院士對擬線性雙曲組的整體經典解的完整理論，還是洪家興院士在混合型偏微分方程方面的研究，谷超豪的心血都功不可沒。

　　在洪家興眼中，谷超豪是這樣一位長者：“他帶著大家探索、開路。種種創業之初困難的事都由谷先生做了，而在找到了一條通往金礦之路后，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。”

　　在一次學術研討會上，谷超豪當眾總結自己的從教經驗：“引導年輕人作最有前途的研究，用最好的內容和方法啟發他們。”說話聲音并不響亮，卻令臺下每一位學生為之動容。

　　在谷超豪的科研道路上，每當開辟一個新領域并作出開創性貢獻后，他就轉入到新的科學領域中去，毫無保留地把思想、經驗、技巧傳授給學生，把學生推向這一領域的前沿。他不計較個人名利，指導學生寫論文時，常常提出一些創造性的構思，但不愿在文章上署名。谷超豪在復旦大學先后開設了10多門基礎課和專業課，要通過他的研究生答辯，最關鍵的是論文必須具備“原創性”。

　　如今科學界，有些導師“名正言順”地把學生成果視為己有，洪家興對這一“怪現象”很不以為然：“我做谷先生的學生時，論文題目的確定和具體做法都是先生一手指導的，但他從來不在論文上署名。”

　　“耕耘未取半日閑”

　　1988年，谷超豪出任中國科技大學校長。當時，正是中科大的困難時期，谷超豪深感國家賦予自己的責任重大。到合肥后，全身心地投入到學校的繁忙事務之中。對數學研究，他給自己提出了“不斷線”的要求。于是，乘火車、坐飛機，從白天到黑夜，只要一有機會，思緒就會回到數學之中。“數苑從來思不停，穿云馳車亦有成。”這就是谷超豪在時間的夾縫中繼續數學研究的自我寫照。正是這一時期，他對孤立子的研究萌發了許多獨到的思想。他的學術成就和奮斗精神，得到了中科大師生的尊敬，他以自己的人格力量感染了廣大師生，實現著他對中科大要提高教學和科研水平的期望。

　　對學科發展十分敏銳的谷超豪，上任后立刻推動成立中科大非線性科學聯合研究組，并親自擔任組長。中心搭建了一個很好的平臺，把不同學科的科研人員聚集在一起，經常開展研討交流，使大家相互之間有了了解，學科交叉得以順利進行，對培育新的學科方向起到了重要的作用。郭光燦教授在量子光學基礎上發展起來的量子信息研究，就是在上述“攀登計劃”項目和之后的“211工程”項目“數學與非線性科學”的支持下逐步發展起來的。后來，郭光燦小組在量子通信和量子計算領域取得了一系列世界領先水平的科研成果。此外，俞昌旋、辛厚文、閆沐霖等教授的科研小組都在相關領域取得了重要成果，促進了相關理論和實驗科學的發展。郭光燦和俞昌旋先后于2003年和2007年當選為中國科學院院士。

　　“谷先生對我們一直強調，要在理論上作深入研究或者在應用上真正解決其他學科的問題，而不是發表多少文章。同時，他要求對研究生也要注意交叉培養，這些使我獲益匪淺。”中國科技大學數學系教授李翊神說。

　　在開展原始創新的同時，中心還通過學科交叉培養了一批拔尖人才。“谷先生不僅是著名的數學家，而且對物理學有深入的研究。他身體力行，帶頭作交叉研究方面的學術講座。同時，鼓勵其他老師開講座。今天，我國活躍在該領域的研究骨干力量，許多來自這個講習班。”

　　谷超豪還組織國內專家撰寫了《孤子理論及其應用》一書，先由浙江科學出版社出版了中文版，后譯成英文由著名的德國斯普林格出版社出版發行，美國著名的《數學評論》(Mathematical Review)雜志對該書給予了很高的評價。

　　作為著名科學家和中科大校長，谷超豪在學術上要求很嚴，但為人卻非常平易近人。“他為人平和，沒有一點兒架子，穿著也很樸素，我們與他交流很輕松，絲毫不拘謹。”中科大熱科學和能源工程系執行主任王曉宏教授說，“直到今天，我每年給谷先生寄賀年卡，他都認真地回復。”

　　1993年9月，谷先生任職期滿離開中科大時，曾賦《五年記事》五首，其二曰：“上下興衰一念間，耕耘未取半日閑。天時地利交界處，能得人和事不難。”或許，這正是谷先生能夠凝聚人心、推進多學科交叉的真正原因。

　　時至今日，谷超豪從教已近62年。84歲的他還在孜孜追求數學的美麗：每天早上和下午，他有固定的時間研究數學領域的新話題;在復旦，他與學生每周定期舉行一次數學討論會，風雨無阻;甚至在華東醫院病房，他還完成了弟子的博士論文答辯。如今，谷超豪最大的心愿是：希望能再培養出幾位新的數學優秀人才。