最近,華科副研究員以獨作身份投中數學頂刊的消息,震驚國內數學圈。畢竟ActaMathematica號稱是世界上最難投中的數學期刊之一,能拿下此成就的動輒都是院士級人物……不過,縱覽中國現代數學史就會發現,郇真的故事並非個例。
在 1945 年的一期國際數學頂刊《數學年刊》(Annals of Mathematics)上,《關於傅裡葉級數的一般部分和》被刊發在首篇,作者欄隻有一人,名叫朱良璧。
同期報道的,還有來自陳省身、卡爾・西格爾、愛因斯坦的研究成果。
這位學者來自浙江大學,在復旦、杭州大學都有過任教經歷。
她的丈夫、兒子都是中科院院士,和她同期在浙大求學的同門中,也不乏院士、教授級人物。
但朱良璧直到退休時,職稱都還是講師,主講的課目是《高等數學》。
32 歲發表論文登上《數學年刊》
朱良璧於 1913 年出生於江蘇(現上海)金山,1932 年考入浙大數學系。
當時浙大數學系不僅考入不易,畢業同樣門檻不低。
有人回憶,系裡會要求本科生精讀最新專著及國際論文,然後輪流上臺為老師和其他同學講解,準備不充分會遭當堂“訓斥”,逼得每個同學不得不認真鉆研。
同批入校同學中,朱良璧在內有六名同學得以按期完成學業於 1936 年畢業。此後,朱良璧選擇留校任教。
緊接著一年後的 1937,全面抗戰爆發,日軍大舉侵略使得浙大師生走上西遷之路。
他們先是在浙江建德暫避,然後又到江西泰和縣,再是廣西宜山,1939 年南寧淪陷後他們又遷往貴州遵義。
1941 年為保護師生安全,浙大數學系又從遵義市遷往貴州省湄潭縣城南門外朝賀寺。那是一個連省城貴陽人都基本不知道的地方,浙大數學系在此堅持繼續教學研究直到戰爭結束。
有人統計,浙大西遷師生輾轉 2600 多公裡,一路顛簸,途中也遇到瘧疾困擾和日軍飛機轟炸,即便如此,浙大數學系在戰爭中仍完成論文上百篇。
身處其中,助教朱良璧也考上研究生繼續自己的數學探索。這也就有那篇《數學年刊》上《關於傅裡葉級數的一般部分和》(On the General Partial Sums of a Fourier Series)。
這篇 22 頁的文章接收於 1945 年 3 月,其中內容關於在特定收斂條件下,傅裡葉級數中部分項的求和運算。
數學定義下,傅裡葉級數是把類似波的函數表示成簡單正弦波的方式。它在數論、組合數學、信號處理、概率論、聲學、光學等諸多領域都有廣泛應用。
這篇論文考慮在有限周期 2π 內函數可積的情況,引入切薩羅求和來計算無窮級數的部分和。
所謂切薩羅求和,由意大利的數學傢恩納斯托・切薩羅(Ernesto Cesàro)提出 ——
這是種計算無窮級數和的方式,舉個簡單例子來說,若一個級數收斂至 α,則其切薩羅和存在,其值為 α。
朱良璧這篇內容聚焦的正是特定條件下,對傅裡葉級數的切薩羅求和存在。
事實上,傅裡葉級數絕對收斂問題是相關領域熱門方向。20 世紀日本數學傢藤原松三郎、瑞典數學傢 L. Carleson 等人均在該領域下註鉆研,此種情況下,朱良璧成果能被頂刊收錄,其貢獻可謂不小。
此後研究中,更多數學傢證明幾乎所有波函數都能被簡單的 sin (x) 波函數表示,這些理論為通信工程後續發展埋下基礎。
值得一提的是,與朱良璧這篇論文一同被《數學年刊》刊發的,還有陳省身、數論傢卡爾・西格爾的研究成果,以及愛因斯坦當年推廣相對論的一篇綜述。
而當時的中國數學圈,也掀起一股研究傅裡葉級數的學術浪潮,浙大數學系是主陣地之一。
據統計,1928-1950 年期間,我國學者在國外學術期刊上發表的傅裡葉級數相關學術論文約 93 篇,其中來自浙大學者的成果有 84 篇,占比達 90.32%。
朱良璧的這篇成果便是其中之一。
我國現代數學第一個具有世界水平的成果 ——“陳-哈代-李特爾伍德定理”,也出自這批論文之中。
後來,包括朱良璧在內的 10 餘位浙大數學研究者,被稱為浙大函數論學派學者。
他們之中,有 2 人當選為中科院院士,1 人是我國導彈與航天技術專傢。
其中,不得不提的是陳建功院士,他是浙大函數論學派的靈魂人物,學派中的大部分學者都是他的學生。
如上提到的我國現代數學首個世界級成果,正是由他在 1928 年提出。
陳建功博士畢業於日本東北帝國大學,主要從事實變函數論、復變函數論和微分方程等方面的研究工作。
畢業以後,他拒絕導師留日工作的邀請,回到浙江大學任教,是浙大數學系早期建設者之一。
曾和芝加哥學派、羅馬學派三足鼎立於國際數學界的“陳蘇學派”,也是由陳建功和蘇步青共同開創。
1955 年,陳建功當選為中國科學院學部委員(院士)。
而這位在中國數學界赫赫有名的元老級人物,還有另一重身份 —— 朱良璧的丈夫。
1943 年,浙大西遷第 9 年,陳朱二人在湄潭結為夫妻。
後來抗戰勝利,浙大西遷結束,二人隨學校一起回到杭州,繼續留校任教。
1952 年,全國院系大調整時,他們又一起調入復旦大學數學系。
朱良璧的“主戰場”依舊是講臺,是物理系高等數學的主講之一。
陳建功的工作則是多方面的。
一方面,他要為中國現代數學探索更多發展的方向,另一方面,他還密切關註國內高校數學教育的建設問題。
在復旦任教時,已年過花甲的陳建功仍舊在同時推進兩方面學術工作。
其一是系統介紹國際單葉函數論研究成果並總結國內相關成果,其二是開拓新的研究方向 —— 函數逼近論和擬似共形映照理論。
後來 1958 年杭州大學成立,身為副校長的陳建功,又一手推動杭大數學系的建設發展。
在任期間,他系統總結新中國成立十年來函數論的研究成果,為學科建設指明方向;同時編著出版《直交函數級數的和》《三角級數論》等書籍,是中國現代數學研究的重要文獻。
師從陳建功、華羅庚的數學傢謝庭藩記得,上世紀 80 年代,美國根據學術論文及其影響力對大學進行排名,杭州大學位居前列。
沒有陳建功先生,杭州大學數學系不會發展得這麼好。
陳建功本人也曾表示“培養人比寫論文意義更大更重要”。
值得一提的是,我國大學中常見的研究討論班形式,就是由陳建功和蘇步青創立的。當時的浙大函數論學派正是用這一方法討論傅裡葉分析問題。
同期學者中有院士、中國航天鋪路人
回望來看,朱良璧當處於浙大數學系的“黃金一代”。
而在和她同期的學者中,我們還發現不少為我國現代數學、航天亦有貢獻的重磅人物。
比如程民德院士。
他 1936 年考入浙江大學數學系,是朱良璧的學弟。
按照代際來分,他和朱良璧都是浙大函數論派中的第三代傅裡葉分析學者。
1943-1946 年,程民德曾在浙大數學系任教。
之後,他赴美留學,在普林斯頓大學數學系攻讀博士學位,學習與研究多元調和分析(當時華羅庚是普林斯頓大學數學系教授)。
1950 年,程民德和華羅庚一起回國,進入清華大學數學系任教,先後擔任副教授、教授。
1952 年,他又調任到北大數學力學系,完成院系初期建設工作。
1973 年,程民德從高維沃爾什(Walsh)變換入手,開始研究模式識別與圖像處理。
在他的領導和石青雲院士主持下,研究開發新一代高性能的指紋自動鑒定實用系統,在 1990 年進入國際市場,並於 1991 年獲國傢教委科技進步一等獎。
另一位要提及的學者,是盧慶駿。
他是我國航天戰線上有突出貢獻的專傢學者,曾為我國導彈試驗做出大量奠基性、開拓性工作。
1936 年,盧慶駿和朱良璧一起畢業,抗戰時期都留在浙大任教。
1946 年,盧慶駿赴美國芝加哥大學數學研究院學習,獲得博士學位。回國後,他先後在浙大、復旦、哈爾濱軍事工程學院、黑龍江大學任教。
從 1962 年開始,盧慶駿的研究方向轉向導彈與航天技術。
1964 年被調入國防部第五研究院一分院,即錢學森回國後任職的院所;後又任職於第七機械工業部第一研究院。
1981 年任七機部總工程師,並先後擔任過航天部第一研究院技術顧問、航空航天部科技委顧問等職位。
除此之外,如徐瑞雲、魏德馨等,也都在數學研究方面頗有建樹。
他們大部分都是和朱良璧同期的學者,後來又是同在浙大任教的同事。不少人之後又赴歐美留學獲得博士學位,並在國內外高校任教。
One More Thing
實際上,不光是朱良璧、陳建功二人一生都在與數學為伴,其後代中也大多都走上研究數學的道路。
一傢共有三代數學傢,其中兩位院士。
傢中三子陳翰馥是我國著名控制論與系統科學傢,美國電氣與電子工程師協會(IEEE)會士、國際自動控制聯合會會士。
在 1993 年被評為中科院院士。
在傢庭氛圍影響下,陳翰馥一心想研究數學,以至於赴蘇聯留學時,本來被分配到工程經濟專業的他,寧可學制延長一年也要轉回數學系。
後來,他選擇在工程學與數學的跨領域分支學科控制學深耕。
他發現的辨識算法收斂性條件,被國外專著稱為“陳氏條件”。
他關於同時使控制和估計最優的論文,被國外同行專傢稱為 1985—1995 年自適應控制領域的“最重要論文”之一。
除此之外,陳建功的次子陳翰麟,是原中科院數學研究所研究員,女兒陳翰坤曾在杭州師范大學擔任數學系教師,孫輩陳競一畢業於北大數學系,現在是加拿大英屬哥倫比亞大學數學系教授。
這些當然離不開陳建功、朱良璧二人的言傳身教。
影響更為廣泛的,還有他們的學生。
浙江大學數學系教授、浙江省數學學會理事長王斯雷,是朱良璧的學生之一。
他曾在老師 100 歲時專門為其撰文《“沒脾氣的”朱先生》。
在他的印象裡,朱良璧先生從來沒有和同事“紅過臉”,對晚輩也極為照顧,很多時候都是默默提供幫助。
後來,也是學生們在自己都已經退休時才意外發現,原來老師在幾十年前就投中過數學頂刊。
去年 11 月 23 日,浙江大學官方發佈訃告,數學傢朱良璧因病醫治無效,於 2021 年 11 月 20 日在杭州逝世,享年 108 歲。
訃告的最後一句寫著:
先生雖已千古,但其“大先生”的精神將在浙大後輩心中長存!