探秘数学王国的大家

0123456789……这些数字，在普通人看来太平常了，但在吴文俊眼里却是如此美妙，值得用一辈子探索其中之道。

遨游在数字的王国里，吴文俊造就了太多传奇。1956年，年仅37岁的吴文俊和著名科学家华罗庚、钱学森一起获得了新中国成立以来首届国家自然科学奖，次年成为中国科学院最年轻的学部委员。那时，吴文俊已经登上了拓扑学的高峰，成为为数不多的在国际上享有盛誉的数学大家。回想这位数学大家的人生，谁也不会想到，他竟是歪打正着地走上数学之路的。

被称为“吴公式”的拓扑学研究

吴文俊，1919年5月12日出生于上海。他小时候对数学并不感兴趣，反而喜欢文学和历史；初二时数学考过零分，后来在老师的帮助下，才慢慢赶了上来；高中时他喜欢物理，但因种种原因，竟阴差阳错就读了上海交通大学数学系。大学期间，吴文俊一度曾想放弃数学，改学其他专业。就在这时，武崇林教授帮助吴文俊摆脱了专业上的困惑，使他感受到数学的巨大魅力。从此，吴文俊废寝忘食地攻读数学经典著作，学习了实变函数后，快速进入康托尔的集合论，然后又进军点集拓扑，这为他以后的数学研究打下了坚实的基础。但毕业后，吴文俊因生活所迫，辗转在几所学校里任教，生活的压力中断了他的数学研究之路。他回忆道：“我是不情愿放下数学研究的，是苦闷了好些年，没办法只好丢掉的，那段日子就像生活在火坑里。”直到恩师陈省身的出现，吴文俊的人生才发生了关键性的改变，数学研究工作也真正进入正轨。

1946年，吴文俊第一次见到了陈省身。在这次非常重要的会面后，吴文俊不仅进入了陈省身正在筹办的上海数学研究所，踏上了数学研究的康庄大道，而且改变了研究方向，由过去狭隘的古老学科转向了当时方兴未艾的拓扑学研究。在陈省身的悉心指导下，他站在了学科知识的最前沿，埋头在书海里孜孜不倦地钻研着新知识，不久便开始了独立的研究。

当时，美国数学大家惠特尼在示性类理论上，推导出了一个著名的“对偶定理”，但证明过程十分繁杂冗长。吴文俊独创新意，化繁为简，一门心思扎进推理证明中。据同事曹锡华回忆，那时他和吴文俊同住一间宿舍，每天早上醒来，听到的第一句话就是吴文俊的“证出来了”，一到晚上吴文俊发现证明有误，又开始挑灯夜战。第二天早上，他听到的又是一句“证出来了”。如此反复了几个月，吴文俊终于得出了短短几页的证明。在拓扑学上初试身手，吴文俊便崭露头角。对此，陈省身十分欣赏，并将吴文俊的证明成果发表在美国著名刊物《数学年刊》上。惠特尼本人看到后，惊叹不已，直呼“我的证明可以扔掉了”。

1947年，吴文俊考取了中法交换生的名额，赴法留学。在法国的4年，他在拓扑学上取得了辉煌的成就，并在国外轰动一时。

在法国，为了躲开城市的喧嚣，潜心治学，吴文俊远离巴黎，选择了一座边境小城，进入斯特拉斯堡大学学习。期间，吴文俊一如既往保持着苦干作风，为了深入示性类问题的研究，他自学了英语、法语、德语和俄语。由于住的地方采光不好，吴文俊经常拎着自己的包去当地的咖啡馆，坐在某个角落里，拿出笔，摊开本子，沉浸在数学推理之中，忘却了喧闹声和时间。在一次示性类的研究中，他得到了一个意想不到的结果：在示性类近复结构中，三维等于0。

当时关于二维示性类的证明上，出现了两个证明，学术界也搞不清谁对谁错。在这种情况下，吴文俊给出了三维等于0的结论。一经公开，便在拓扑学界引起了不小的震动。顶级权威霍普夫难以相信这个事实，甚至跑来“兴师问罪”——他带着学生来到斯特拉斯堡大学，拉着吴文俊在操场上展开了争论。面对大师的质疑，吴文俊沉着冷静，把自己的研究成果转化为条理清晰的语言，用事实说服了霍普夫。霍普夫被眼前这位年轻人所折服，并邀请他到苏黎世大学访问。当时霍普夫可能没有想到，两年后，这位年轻人会再次引起拓扑学领域的地震。

吴文俊不满足于现有的成果，而是在此基础上继续前进，追求完美。1949年初，取得博士学位后，吴文俊来到了巴黎，师从亨利·嘉当，继续拓扑学的研究。吴文俊引进的示性类和示嵌类被称为“吴示性类”和“吴示嵌类”，他导出的示性类之间的关系式被称为“吴公式”。同时，他将不同示性类的概念由繁化简，由难变易，给出了各个示性类之间的明确关系和可计算的公式，使施蒂费尔—惠特尼示性类理论成为拓扑学中最完美的一章。此外，吴文俊还分析了施蒂费尔示性类、惠特尼示性类、庞特里亚金示性类和陈示性类（为陈省身研究成果）之间的关系，指出陈示性类可以导出其他示性类，反之则不成立。吴文俊的研究成果在国内外引起了很大的轰动，陈省身听闻后评价道：“吴文俊作出了划时代的贡献。”

完成让世界刮目的中国古代数学史研究

1951年，吴文俊已经是法国数学研究中心的研究员，是法国拓扑学研究的名人。而就在此时，吴文俊做了个出人意料的选择，放弃国外优越的生活，默默回到了刚成立不久的新中国，在一所小房子里继续展开他的研究。

数学没有国界，但数学家有祖国。虽因回国，吴文俊错过了菲尔兹奖，但百废待兴的中国大地，各项工作都在起步阶段，这里更需要他这样的人才。回国后，吴文俊先在北大任教，后进入数学研究所任研究员。他没有“学而优则仕”的想法，但却满怀精忠报国的一腔热血，砥砺前行。他立志要把中国的数学研究做成世界一流水平，让世界对中国刮目相看。

辛勤根植在数学的王国里，一晃6年，吴文俊与钱学森、华罗庚等数学大家齐头并进，共同荣获第一届国家自然科学一等奖。每当人们赞叹他所取得的骄人成就时，吴文俊总是自谦地说：“我是笨人，数学是笨人学的。”面对荣誉，吴文俊淡然处之，他避开各种社会活动，选择回到自己的研究所，继续埋头研究。

然而，随后几年里，由于形势变化和多种原因的影响，吴文俊的研究方向一改再改，曾两度被迫中断了拓扑学的研究。此时的吴文俊，转而开始研究中国古代数学。塞翁失马，焉知非福。当时连吴文俊自己也没有想到，中国古代数学的智慧让他获益匪浅，使他的研究开辟了一个新的领域——数学机械化。在研究中，吴文俊发现中国古代数学是以解决问题为主的，几何代数化更是中国古代数学显著的特征。这些发现令吴文俊叹为观止，并发表文章为中国古代数学史正本清源，在国际上引起了不小的轰动。

“吴方法”开创了数学机械化

更为难能可贵的是，吴文俊善于另辟新路，寻求突破。下放到工厂工作时，吴文俊看到了计算机强大的生产效率，加之中国古代数学应用性和几何代数化思想的影响，他想到用计算机代替数学里复杂的人工验算。数学机械化的思想逐渐在脑海里汹涌澎湃，促使他再次作出了令人难以理解的抉择。

1976年，年近花甲的吴文俊放弃了以往取得过重大成果与荣誉的拓扑学研究，转而攀登他的第二座数学高峰——数学机械化。在研究初期，吴文俊的选择受到不少人的质疑和反对，甚至被说成“歪门邪道”。一位数学家问吴文俊：“外国人搞机械证明都用数理逻辑，你怎么不用数理逻辑？”他铿锵有力地回答道：“外国人搞的我不搞，外国人不搞的我就搞，不能跟着外国人的屁股跑，要让外国人跟着我们跑。”

就这样，吴文俊开始单枪匹马地干。为了工作的需要，他戴着眼镜，趴在当时的袖珍电脑上，从零开始学习计算机语言。当时他的工作日程是这样安排的：清晨在机房等候开门，进入机房后不间断地工作到下午5点左右，然后回家吃饭，到傍晚7点又回到机房，午夜才回家休息，清晨又到机房门口等待。吴文俊就这样争分夺秒地工作，生日和节假日都在机房度过。单位里的人感叹：年事已高的他，花在计算机上的心血是无人能比的。但计算机知识日新月异，吴文俊学会Basic语言不久，Basic语言就被A lgol语言淘汰，刚学会Algol语言不久，A lgol语言又被Fortran语言淘汰，一切又得重来。

即使如此，吴文俊也没有放弃自己的努力。正是凭借这种日积月累、刻苦钻研的“笨功夫”，经过将近10年的努力，吴文俊用计算机证明几何定理终于获得成功，一条由中国人自己开辟的道路呈现在了世人面前，在国际上产生了重大的影响。在这条独创性的道路上，外国人只能跟着吴文俊跑。随后这一理论应用于多个高科技领域，解决了曲面拼接、机构设计、计算机视觉、机器人等高科技领域的核心问题，至今影响深远。这一方法也被命名为“吴方法”，并形成了研究团队——“吴学派”。

凭借这项成果，1997年，吴文俊获得了Herbrand自动推理杰出成就奖。2001年，他再次荣获了首届国家最高科学技术奖。2006年，又获得了邵逸夫数学奖。面对这些荣誉，吴文俊始终保持本色，他的信条是“不为获奖而工作，应为工作而获奖”。吴文俊反对将科学家捧成英雄，认为那是落后的标志，“一个吴文俊算不了什么，有十个八个吴文俊，无法判定英雄，那才叫进步”。吴文俊心怀感恩，认为个人的荣誉是踩在别人的肩膀上取得的，“那么我现在要做的，只有让人踩在我的肩膀上再上去一截，让数学研究事业能够一棒一棒地传下去”。

就这样，日复一日，年复一年，吴文俊研究数学的热情丝毫不减，几乎一天也没有停止他的工作：80多岁，仍坚持参加数学研讨班；90多岁，还自己编程序，思考着一个世界级难题——大整数分解。2010年的一天，时任国务院总理温家宝亲切探望91岁的吴文俊。当温总理询问他的工作和生活情况时，吴文俊幽默地回答道：“我要向我的老师陈省身学习，他直到去世的时候还在研究问题，真的是鞠躬尽瘁、死而后已。我不仅要死而后已，还要死而不已。”

2017年5月7日，吴文俊因病医治无效逝世，享年98岁。人们纷纷来到北京八宝山公墓，肃穆地静静排成长队，只为送吴文俊最后一程。现场一副挽联，为吴文俊写下了毕生的注解：

文华逾九章，拓扑公式彪史册；

俊杰胜十书，机器证明誉寰球。

大师已逝，但以他名字命名的国际编号第7683号的小行星“吴文俊星”，将永远照亮中国科研之路，指引后继者接力前行。