中國杰出數學家_谷超豪_生平

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1、中國杰出數學家_谷超豪_生平 谷超豪（1926-2012），數學家。復旦大學教授，中國科學院院士。浙江溫州人。1948年畢業(yè)于浙江大學數學系，1953年起在復旦大學任教，歷任復旦大學副校長、中國科學技術大學校長。1980年當選為中國科學院數學物理學部委員，撰有《數學物理方程》等專著。研究成果“規(guī)范場數學結構”、“非線性雙曲型方程組和混合型偏微分方程的研究”、“經典規(guī)范場”分別獲全國科學大會獎、國家自然科學二等獎、三等獎、09年度國家最高科技獎。2010年1月11日，谷超豪院士獲得2009年度國家最高科學技術獎。2012年6月24日01時08分在上海逝世，享年87歲。 出生

2、 　　1926年5月15日，谷超豪出生在溫州市，幼年由嬸母撫養(yǎng)，嬸母的性格對谷超豪起到了潛移默化的影響，使他從小善良、純真、助人為樂。 小學 　　他5歲入私塾接受啟蒙教育。兩年后進入溫州甌江小學。谷超豪從 小性格文靜，聰慧過人，對各門功課都有興趣。數學、語文、歷史、地理、自然等課程，都學得很好。他平時文文雅雅，不太愛說話，不大喜愛運動。但是，在課堂上，他思想活躍，喜歡獨立思考。特別是數學，分數與循環(huán)小數的互化早在小學三年級時就掌握了，并開始知道數學上有無限的概念。 中學 　　1937年，全面抗戰(zhàn)開始，谷超豪進入溫州中學。溫州中學后來匯集了不少回鄉(xiāng)的大學老師，擁有雄厚的師資力量，尤其是

3、數學和物理。這對谷超豪來說真是如魚得水。他的語文、社會科學、數理的基礎是很全面的，每次考試，成績都名列前茅。（這里還有一個小故事，在谷超豪初一時，老師講完乘方的知識后，出了道習題：用4個“1”組成一個最小數，但不能用運算符號，谷超豪舉手回答：“是1的111次方”老師又說“那3個9組成的最大數哪？”“是9的9次方的9次方”）他不滿足于課本知識，看了不少課外書，如劉熏宇著的《數學園地》，其中介紹了微積分和集合論的初步思想，使他初步了解到數學中無限的3個層次：循環(huán)小數，微積分，集合論，這使他對數學產生更濃厚的興趣。 大學 　　1943年秋天，谷超豪考入浙江大學龍泉分校（注：時值抗日戰(zhàn)爭歲月，浙江

4、大學在浙江龍泉市開設有浙江大學龍泉分校），后成為蘇步青的得意弟子，開始了大學生活。當時一年級課程并不要求太多的邏輯推理，但對直觀能力、演算能力和解應用問題的能力，卻有很高的要求。這些訓練，為谷超豪打下了扎實的數學基礎。谷超豪原來有不太細致的毛病，通過學微積分，逐步克服了。他讀了一本用綜合方法寫的射影幾何的著作，完全不用計算，便能把二次曲線的基本性質描述清楚，引起他很大興趣。他非常喜愛笛沙格定理、帕普斯定理和帕斯卡定理等。從此，他對幾何學就有了偏愛。后來，他的許多研究成果，即使是分析的或物理的，都帶有幾何的風格。 　　同時他也感到，盡管自己看了大量的書和做了許多難題，但聽了蘇步青、陳建功這些著名

5、教授的課后，方覺自己的了解是很膚淺的。因此他認識到必須把自學與課堂的嚴格訓練結合起來，基礎才更為扎實。 　　谷超豪還盡可能多掌握其他方面的知識。他對物理學的課程非常感興趣，他認為物理和數學相互促進。理論力學是必修課，他做了許多題目；他并不滿足于做對，還常常探索其他比較別致的做法，為此，受到周北屏教授的稱贊。周老師說：念理論力學要有幾何的眼光與手段。谷超豪在三四年級時選修了物理系的量子力學、相對論、理論物理等課程，這在數學系的學生中是極少的。當時雖然學得不深，但直到70年代他去研究和規(guī)范場有關的數學問題時，還深深感到這些選修課對他大有益處。他一直認為：數學需要從其他自然科學中吸取營養(yǎng)，這是“數學

6、直觀”的一個重要組成部分，既能得到好課題，又可以發(fā)現新方法。他的許多研究工作都是和這個想法分不開的。 　　谷超豪在學習時就開始研究工作。四年級第二學期，他曾研究了三維空間代數曲線的一項性質，將結果寫成論文。為慎重起見，他再一次查閱了文獻，發(fā)現他人已有類似的研究，文章便不發(fā)表了。不久，他對陳建功所提出的有關拉普拉斯變換的一個問題，作出了解答，成為和陳等合作的一篇論文的部分內容，后來在英國倫敦數學會雜志上發(fā)表。 編輯本段工作經歷 　　1949年，杭州解放，谷超豪被調到中國科協(xié)杭州分會工作，擔任分會秘書和黨組書記。他把杭州市的科技人員團結在科協(xié)周圍，組織全市科學家為經濟建設出謀劃策，科普工作搞得

7、有聲有色。杭州分會的地址在長生路4號，當年在杭州的一些科技界人士，至今還親切地回憶起“長生路4號精神”，那就是齊心協(xié)力讓科學為人民服務的精神。然而，忙于科協(xié)工作的他，總感到生活中缺少了什么。當他意識到是因為離開了那些圖形、概念、定理和公式以后，他才感到自己的一生是再也離不開數學了。他向領導部門提出了要求：不中斷數學研究與教學。青春年華，精力充沛。白天，他在科協(xié)忙碌，去浙大聽課和做教學工作，晚上就在宿舍里研究數學，直至深夜。蘇步青在為青年教師開的課程中，提出了K展空間理論方面的一個未能解決的問題，谷超豪立刻被迷住了。兩星期后的一天晚上，已經相當疲倦的谷超豪的大腦思維又開始異?；钴S起來，K展空間，

8、子流形，子流形的子流形……一個新的想法形成了。 　　谷超豪最早的微分幾何論文《隱函數方程式表示下的K展空間理論》的思想形成了，用近來的數學術語來說，這便是“分葉”的思想，這思想很快被他利用來解決了蘇步青提出的問題。1951年，這篇論文在《中國科學》上發(fā)表，引起了國際數學界的注目。 　　1951年春天，他作為中國科協(xié)代表團的五個成員之一，和梁希、茅以升等到捷克斯伐洛克去參加世界科協(xié)理事會。臨行前，周總理親自接見了他們，對重大的原則問題作了指示，并立即同意他們在蘇聯參觀三周的要求。參觀活動，再一次激起了谷超豪的數學熱情。 　　1951年，國家發(fā)出了“革命青年向科學進軍”的號召，這對處在科協(xié)工作和數

9、學研究矛盾中的谷超豪來說，無疑是解脫的一個機會。蘇步青教授看出谷超豪在數學上的才能和前景，便向浙江省文教當局提出調動他的工作的建議，使谷回到了浙江大學。1952年升為講師，1953年轉到復旦大學。 　　1956年升為副教授。那一年，谷超豪出席了全國先進工作者代表大會。作為主席團成員之一，他受到了國家領導人的接見。華羅庚也很早注意到這位數學界的新秀。谷超豪去北京，華曾幾次請他吃飯，并鼓勵他要做出有自己特色的、系統(tǒng)的工作。谷超豪非常感動，并把這些教導牢記在心。 　　1957年，谷超豪去莫斯科大學力學數學系進修之前，從事了微分幾何領域的仿射聯絡空間和芬斯拉空間的研究。這時他己看到，微分幾何的研究必須

10、整體化，不能只限于局部性質。他就兩類空間的整體的嵌入問題得出了完整的結果。 　　莫斯科大學微分幾何教研組有兩個學派。一派以菲尼柯夫為首，另一派以拉舍夫斯基為主。谷超豪到了莫斯科，這兩位教授都對他很賞識。拉舍夫斯基馬上請他在討論班作學術報告，菲尼柯夫便到這個討論班聽谷超豪報告。他們對谷超豪的報告，表現出極大的興趣，都把他看成是自己“學派”中的人。 　　經過一段時間的調查研究，谷超豪便確定以“無限連續(xù)變換擬群”為主攻方向。這一領域是19世紀數學大師S。李和20世紀著名幾何學家E。嘉當發(fā)展起來的，由于難度高，所以發(fā)展緩慢。谷超豪赴蘇前，就聽過蘇步青以E。嘉當所著的《黎曼幾何》為教材的課程，他又精讀過

11、這本書的法文版。嘉當的思想和方法的心領神會和莫斯科大學的優(yōu)越學術環(huán)境，終于讀完了E。 　　嘉當在這一方面的主要著作，并且得到一系列新成果。他每隔兩三周就在討論班上作一次報告，深得同行們的贊賞。他到莫斯科僅一年的時間，參加討論班的教授們一致認為應該授予這位來自中國的學者以科學博士的學位。谷超豪的博士論文的題目是《論變換擬群的某些通性及其在微分幾何中的應用》。 　　答辯會在1959年6月舉行，著名數學家劉斯杰尼克任答辯委員會主席。谷超豪從容不迫，侃侃而談，回答了答辯委員會提出的問題。他巧妙的構思，令人信服的工作，得到了專家們一致高度的評價，投票建議授予他莫斯科大學物理-數學科學博士學位。依照蘇聯的

12、學位制度，獲得博士學位是很艱難的．這是迄今為止莫斯科大學唯一的中國博士。評述人稱贊他繼近代最有名的微分幾何大師E．嘉當之后，在這個領域里第一個作出了有實質性的發(fā)展和推進的人。當時在莫斯科大學，谷超豪還參加了由莫斯科大學校長彼得羅夫斯基院士領導的偏微分方程討論班，為他日后從事這個領域的工作打下了基礎。 　　1960年，谷超豪的夫人胡和生也進入了變換擬群的研究。胡和生是蘇步青的研究生，1952年完成了研究生的學業(yè)后，在院系調整時隨蘇到了復旦大學。谷、胡兩人為了事業(yè)著想，一直到1957年才結婚。谷超豪從蘇聯回來后，她對谷的工作非常有興趣，進一步研究齊性黎曼空間，得出了決定黎曼空間運動解的全部定隙性的

13、有效的方法，并確定了前面八個定隙，解決了60年前意大利著名數學家福比尼所提出的問題。 　　他們有關齊性黎曼空間的結果，整理在專著《齊性空間微分幾何學》(上?？萍汲霭嫔绯霭?，1964年)中，此外，谷超豪在1959年學成回國后，還決定了能作為無限連續(xù)群的迷向群的所有實不可約線性群，也處于國際前列。當時和國外交流不暢，谷超豪又忙于許多新任務和新課題，博士論文也無暇整理出版，所以有的結果國外并不知道。 編輯本段成就榮譽 　　1948年，谷超豪大學畢業(yè)，蘇步青選留他作助教。1952年升為講師，1953年轉到復旦大學，1956年升為副教授。一次，蘇步青在為青年教師開的課程中，提出了K展空間理論方面的一

14、個未能解決的問題，谷超豪立刻被迷住了。谷超豪最早的微分幾何論文《隱函數方程式表示下的K展空間理論》的思想形成了，1951年，這篇論文在《中國科學》上發(fā)表，引起了國際數學界的注目。1956年，蘇聯評論雜志《數學》創(chuàng)刊時，登了一篇長篇評論，介紹了谷超豪的論文。 　　1957年赴前蘇聯莫斯科大學力學數學系進修，1959年獲該校物理數學科學博士學位。1960年后歷任復旦大學教授、數學系主任、數學研究所所所長，中國科學技術大學校長，國家科委攀登計劃非線性科學科研項目首席科學家。曾兼任中國數學會副理事長，國務院學位委員會學科評議組數學組召集人。1980年當選為中國科學院院士（學部委員）。1994年當選為國

15、際高等學?？茖W院院士。主要從事偏微分方程、微分幾何、數學物理等方面的研究和教學工作，又致力于大學的行政工作，均取得重要成就，為我國數學研究和科學教育事業(yè)的發(fā)展作出了重要貢獻。在一般空間微分幾何學、齊性黎曼空間、無限維變換擬群、雙曲型和混合型偏微分方程、規(guī)范場理論和孤立子理論等方面也取得一系列成果。近年來，在偏微分方程和規(guī)范場理論研究方面的成果，引起了國際數學界重視，并曾獲國家自然科學獎二、三等獎各一項和國家教委科技進步獎一等獎兩項，研究解決了超音速機翼繞流等數學問題，其成果比國外早十多年。在正對稱方程組和混合型方程研究方面取得重要成果，首次提出了高維、高階混合型方程的系統(tǒng)理論，受到了國際同行高

16、度稱贊。在規(guī)范場的數學結構方面也取得一系列成果，近年來，在高維時空的孤立子理論的研究取得了新的重要進展。從事教學工作數十年，培養(yǎng)出一批優(yōu)秀的教學人才。 　　他情系桑梓，對溫州教育事業(yè)尤為關心，在擔任溫州大學校長期間，對學校的建設和發(fā)展作出了卓有成效的貢獻，對溫州大學的發(fā)展起關鍵作用。他還捐設“谷超豪獎學金”激勵溫大學子立志成材。2012年榮獲2011年度最高科學技術獎勵大會。 編輯本段學術研究 　　由于谷超豪在政治上的經歷和業(yè)務上取得了突出成就，復旦大學號召廣大師生學習谷超豪走又紅又專的道路．1960年，他升為教授．他又不斷在新的研究領域取得成果．第二次世界大戰(zhàn)期間，由于原子彈、導彈、超音

17、速飛機的相繼問世，給數學領域帶來了非線性雙曲型方程和混合型方程求解的研究課題，刺激了這一研究方向的迅猛發(fā)展．蘇、美等國的許多著名數學家都相繼投入了這方面的研究．谷超豪從蘇聯學成回國后，立志為祖國發(fā)展空間科學作一些有關的基礎性研究工作，為此，需要建立一支專門從事偏微分方程研究的隊伍，于是，他在復旦大學數學研究所里組織了課題組(現在已發(fā)展成為在國內外享有聲譽的復旦大學數學研究所微分方程研究室)，他密切注意這種方程組和流體力學間的聯系。他和學生們合作，解決了間斷初始值局部解存在性問題，寫成論文《擬線性雙曲型方程組的不連續(xù)初始值問題》。 　　他還寫成了論文《雙曲型方程組的一個邊界問題和它的應用》(《數

18、學學報》，1963)，解決了超音速機翼繞流的數學問題．他的學生李大潛、俞文在這些工作基礎上，完整地建立了兩自變數擬線性雙曲型方程組的邊值問題局部解的理論．以上這些工作因過去交流較少，國外科學家知道得不多，70年代末當他們知道這些結果后，感到相當意外，并認為谷超豪等人當時在這方面的工作走在他們前面十多年． 　　接著谷超豪在高音速的錐形流和跨音速流問題的教學和研究中，遇到了混合型方程的邊值問題．一開始他就繞過傳統(tǒng)的路線，致力于發(fā)展1958年弗里德里希斯(Friedrichs)所提出的正對稱方程組的理論，他把當時已有的一階可微性理論發(fā)展為高階可微性的理論，從而成為一項討論線性方程以及擬線性方程經典解

19、存在性的有效工具。 　　在論文《一類多自變數的混合型偏微分方程》(《中國科學》，1965)中，他建立了一大類多自變數的混合型方程的解的存在性定理，這在國際上是首次．他還發(fā)現了較為奇特的新性質：對這種二階方程，有某些閉區(qū)域，即使在邊界上給出兩個邊界條件解仍然存在且唯一的，如果變動一下方程的低階項，不給定邊界條件，解也只能有一個。12年后，美國數學家代表團訪問中國，在訪問報告中稱贊谷的工作是“十分新穎和相當重要的”。 　　正當谷超豪和他的研究小組的工作取得豐碩成果而且在迅速發(fā)展時，1966年開始的那一場浩劫把這一切都搞亂了，大字報鋪天蓋地，抄家、無休止的批斗、隔離審查、強迫勞動……谷超豪默默地承受

20、著．在勞動中，爬屋頂、捅下水道、掃廁所樣樣都干，而且干得認真。 　　在農村勞動中，有些人刁難他，讓他干力不能及的事，他還是掙扎著干．農民同情他，對工宣隊說：“谷超豪的勞動由我們生產隊來安排?！卑阉Ｗo起來。對此，他深為感動。最使谷超豪心疼的是他的科研工作被迫停止了。校外有些工程單位多次來復旦，要求谷超豪參加他們的研究工作，先后被回絕。 　　1973年，一個研究空間技術的單位直接找到了谷超豪，市里的有關機構也同意他參與此項研究，但又被單位領導否決，谷超豪為此傷心地流淚，后經力爭，終于同意他“從旁協(xié)助”。當然，在實際工作中他仍然是帶頭人，使他有幸能把自己掌握的高速空氣動力學和混合型方程的知識用到實

21、際問題的研究中去。 　　在此期間，谷超豪領導的課題組完成了一系列的實際應用課題，用極其簡陋的電子計算機有效地進行了“球、錐形等飛行器超音速有攻角繞流的氣動力計算”和“繞蝕外形氣動力計算”等。有關單位對以上課題作了如下的評價：“這些課題是國內首次較完整的結果，與某指揮部的實驗數據相符合，協(xié)助了某型導彈頭再入計算摸擬綜合課題的完成．” 　　1974年6月，楊振寧到復旦大學作規(guī)范場理論報告并建議進行共同研究。規(guī)范場理論研究基本粒子結構及其相互作用的規(guī)律，牽涉到一系列復雜的現代數學。在報告會上，谷超豪等數學系、物理系的教師作出了熱烈反響，使楊振寧認識到復旦的數學家們不僅有雄厚的理論基礎和研究能力，還有

22、對現代物理學問題的深入了解。復旦方面成立了由谷超豪任組長的聯合研究小組，開始了共同研究。 　　楊振寧感到意外的是，幾天后，谷超豪和胡和生就對規(guī)范場的數學結構獲得了兩項研究成果，在國際上最早證明了楊-米爾斯(Mills)方程的初始問題的局部解的存在性，又弄清了無源規(guī)范場和愛因斯坦引力論的某些聯系和區(qū)別。其后，小組又陸續(xù)做出新的成果，發(fā)表了《規(guī)范場理論若干問題》的論文．這以后，楊振寧又兩次來復旦合作研究，都取到了很有意義的成果。這些使楊十分高興，一再熱情地向谷超豪發(fā)出赴美研究的邀請。 　　當春風重新吹綠祖國大地的時候，谷超豪已是五十歲人了．仗著堅實的理論基礎和科學上的進取精神，他很快便在數學的幾個

23、研究領域接連取得了新的國際領先的成果，受到了國際數學界的矚目。其中的一些研究成果難度很高，甚至被認為是“屬于下一世紀”的問題。 　　1977年，谷超豪作為中國高等教育代表團成員訪問美國。在加州大學貝克萊分校、麻省理工學院、紐約州立大學石溪分校、馬里蘭大學，谷超豪就偏微分方程和規(guī)范場的數學結構用英語作了四次學術報告，受到聽講的數學家、物理學家的歡迎。 　　陳省身教授寫信給中科院數學所，贊賞谷超豪的成就。任之恭教授等還向我駐美聯絡處表示祝賀。訪美期間，谷超豪還訪問了被譽為國際偏微分方程研究中心的美國紐約大學柯朗數學研究所，拜訪了著名老數學家弗里特里克斯，當年正是他提出了正對稱方程組的理論。谷超豪談到了自己以此理論為工具研究混合型偏微分方程的情況，75歲的弗里特里克斯特別高興，他說，谷超豪的工作實現了他想把正對稱方程進一步用于混合型方程的夙愿。