学算六十年——“一朝数学大国日,家祭无忘告乃翁。”

陈省身

我于1926年秋入天津南开大学。时光如驶,今年已60年。爰略记平生学历经历如次。

一、南开清华时期(1926-1934)

我于1911年10月28日生于浙江嘉兴。1922年秋家迁天津,遂于次年初插班入扶轮中学旧制一年级。扶轮是铁道部办的,经费充裕,有优良的教员。校长顾赞庭先生亲自教几何课。其他数学老师,有郑次纯、彭罕三先生等。在扶轮毕业的前一年,钱宝淙先生来南开任教授。钱先生是有名的中国数学史家,嘉兴人,是父亲的同学。他看见我读的数学课本有霍尔和奈特的高等代数,便说“这先生是考究的”。钱先生说起,可以同等学力资格,直接投考南开大学一年级。

       

等到1926年从扶轮毕业,军阀内战,出入天津的火车不通,我便投考了北洋大学预科及南开本科。后者跳了两年,备考并不简单。现在只记得数学要考解析几何,在扶轮没有学过(扶轮旧制的数学只到三角)。借了一本杨和摩根的书,自己看了三星期。事后钱先生跟我说,考得不坏。

进南开自然读理科。将来做什么,那时是不想的。那时南开的理科都是一人系;每系只有一个教授。数学系教授是姜立夫先生。因为姜先生去了厦门大学,钱先生是来代课的。姜先生1927年回南开,我读了许多他的课,如复变函数、高等代数(即线性代数)、微分几何、非欧几何等等。姜先生讲解清楚,教书认真,三年中得益匪浅。但我入数学系更主要的原因,是不会动手做试验,实际上在理科无他系可入了。

1928年伯苓校长的长公子希陆先生来校任第二个数学教授。南开在当时的数学藏书,在全国是首屈一指的。我喜欢浏览,许多名著都曾开卷。1930年毕业时我能读德法文书籍,对于美国的文献比较熟悉。对数学有些看法。现在回想,一切都很肤浅幼稚的。

南开数学系同班5人:刘君素(女)、刘学信、胡镕、吴大任及我。和学信同屋多年,无话不谈。大任读书成绩优异,我们常在一起。

我认清,要进步必须要出国。那时出国的机会是极少。刚巧那年清华开始办研究院,三年毕业后授硕士学位,成绩优异者可派送出国两年。大任同我都投考了,也都录取了。但大任决定去广州中山大学任助教。待1930年秋季我去清华报到时,才知道数学系决定把研究院迟办一年,聘我为助教。

清华经费充裕,一片兴旺气象。数学系主任是熊庆来先生,教授有孙光远先生,杨武之先生,及我后来的岳父郑桐荪先生。我决定同孙先生习投影微分几何。1930-1934年间,写了三篇论文,一载《清华理科报告》,其他二文载日本《东北大学数学杂志》,其中有一篇是我的硕士论文。

清华那几年的数学人才是很盛的。华罗庚于1932年来任助理。本科生有许宝绿、柯召、徐贤修、段学复等。

我于1934年夏完成硕士学位。学校决定资助我出国两年。我得学校同意,去德国汉堡大学。

二、德法两国留学时期(1934-1937)

我去汉堡是要跟W.布拉施克教授工作。布教授于1932年来北平演讲,讲的是网络几何(Geomeny of webs),我听得懂。我也看过一些他的其他的工作,都有新见。他是当时德国最领头的几何学家。19世纪德国的数学领导全欧(也就是领导全世界,因为其他洲实不足道)。20世纪初年此势未衰。尤其格丁根有希尔伯特,为数学圣地。但1933年德国希特勒上台,格丁根驱逐犹太教授,闹了学潮。汉堡是世界大战后新成立的大学,数学教授除布先生外,还有阿廷和赫克,均极负时望,便成为新的数学中心。

我于1934年9月到汉堡,学校11月上课,中间读了一个月的德文(我在南开曾读过两年德文,能读数学书刊)。10月布先生假毕返校,我去看他,他给了我一堆他新写的论文复印本。我发现其中一篇证明不全,他听了很高兴。一个月后我把证明补齐,并推广了他的结果,成一文在汉堡数学杂志发表,总算立刻确定了我在汉堡的地位。

我于1935年底完成博士论文,学校于1936年2月正式授我博士学位。1936-1937年我得中华文化基金会的资助,可继续在国外一年(清华公费限定两年)。我便与布先生商量,决定去巴黎随E.嘉当工作一年。

嘉当是当时公认的最伟大的微分几何学家。相认不久,他允我到他家中讨论。我平均每两星期去他家一次。一年中工作紧张,而获益甚大。1937年夏离去时,自信对微分几何有了相当深刻的了解。

三、西南联大(1937-1943)

1937年7月我由法乘船去纽约,经横贯铁路至温哥华,乘加拿大船至上海。我返国前已应聘为清华大学教授。时中日战争已发生,学校迁长沙,与北京大学、南开大学合成长沙临时大学,在圣经书院上课。一学期后长沙已成前线,学校迁昆明,成为“西南联合大学”。我们一部分教授经广州、香港、安南而达昆明。我1938年1月抵昆明,与联大常务委员蒋梦麟先生同行。西南联大集三校的精英,对年轻学子有重大的吸引力,致人才辈出,在中国教育史上,成为光荣的一章。

联大数学系人才甚盛。南开姜立夫先生曾培养许多杰出的数学家,是当时中国数学界的领袖。北大江泽涵先生即是他的学生之一。江先生是第一个把代数拓扑引入中国的人。他的学生包括现在北京大学教授姜伯驹(立夫先生的长公子)。清华的系主任是杨武之先生(杨振宁的父亲),杨先生专长数论与代数,对于华罗庚初期的数学发展,有很多的帮忙。罗庚最早的论文,不少篇关于堆垒数论,杨先生的博士论文,即在此方面。

联大年轻教授中最突出者有许宝碌与华罗庚,两人都出身清华。宝碌专攻统计,由于他的深邃的数学基础,论文精辟。罗庚事业心强,用功非常人可及。他的数学研究范围甚广,扬名国内外。那时数学系有相当的研究风气,例如,物理系的王竹溪教授、罗庚同我于1939年合开一个“李群”讨论班,在国内外都是先进的。

自然那时国内外消息难通,文献奇缺。我深信数学研究设备不是一个最重要的因素。

我的研究不断。在联大6年,写了十多篇论文,范围及于不同的方面。我也开了好几个高深的课。

我的学生有王宪钟、严志达、吴光磊等。宪钟后来对数学有许多开创性的贡献。志达对李群的拓扑的工作是一个里程碑。

四、普林斯顿高级研究所(1943-1945)

美国普林斯顿的高级研究所是一个私人创立的研究机构。创办时即以数学为主要项目。初聘的教授有爱因斯坦、外尔等。人才汇集,不多年便代格丁根而成为国际数学的中心。数学方面的主持者是有名的几何学家维布伦教授。在巴黎时即因工作关系,曾经通信。回中国后我们继续通信,自然谈到我访美的可能性。1942年初该研究院正式邀我去访问。

那时大战方酣,但由昆明去美仍是可能的。我得乘美国军用机经印度、中非洲、南大西洋、巴西,历时一星期于1943年8月抵迈阿密。普林斯顿在战时大部分科学家参加了战争工作,相当清静。但仍有许多可谈的人,兹不列举。到后两月,即完成了高斯一博内公式的证明。这可能是我一生最得意的文章。霍普夫曾说:“这是微分几何最重要和困难的问题。”我的证明有新见,解决了技术上的困难,并开创许多新发展。这在科学研究是难得的。(所谓“文章千古事,得失寸心知”)

美国的数学当时集中在东部,普林斯顿尤为国际数学家荟萃之处。在普两年认识了很多数学家。高级研究所不收学生,尊重研究,对于数学的交流,贡献甚大。1945年夏第二次世界大战结束,西南联大三校各归故园,我便准备返国,回清华任教。
我于1945年底离普林斯顿,经芝加哥、洛杉矾,到旧金山候船。战后运输拥挤,三月中才得船,于四月初回到上海。

五、中央研究院数学研究所(1946-1948)

早在昆明的时候中央研究院即有设立数学研究所的计划,聘姜立夫先生为筹备处主任。姜先生聘我为兼任研究员。战后复员,筹备处指定在上海工作,地点在岳阳路原来日本人所办的“自然科学研究所”。姜先生1946年去美,创所工作便落在我的身上。

我着重于“训练新人”。最初一批研究人员,大多是大学新毕业的学生。我每周讲12小时的课,授“拓扑学”(拓扑译名即是那时起的)。由此培养了一批新的拓扑人才,如吴文俊、廖山涛、陈国才、张素诚、杨忠道、陈杰、孙以丰、马良、林铣等。
我也鼓励有些人从事其他方面,如周毓麟、叶彦谦、曹锡华等。第一年资深的研究员有陈建功先生。

1948年研究所迁南京九华山,并建新楼,也正式成立。新任的研究员有胡世桢、李华宗,并聘了王宪钟。姜先生也从美国回来任所长。

该年秋中央研究院举行第一届院士选举,膺选者81人。我是最年轻的。有一天忽接普林斯顿高级研究所所长奥本海默的电报说:“如果我们可以做什么事便利你来美,请告知。”我两年来忙于所事,没有注意国内政情的变化。翻阅一下英文报纸,很快就了解南京的局面不能长久,便作去美的计划。

我们一家四人于1948年12月31日乘泛美机离上海,经东京、关岛、中途岛、檀香山,于1949年1月1日抵旧金山。

六、芝加哥大学(1949-1960)

我于1949年1月底抵普林斯顿高级研究所。虽宾至如归,而西望故国,归去无日,感慨万千,唯藉工作以忘情。现在有了家室,需要一个长期的职业,便应芝加哥大学之聘为教授。

芝加哥大学由石油大王洛克菲勒创办,经费充裕,注重研究,是美国第一流的大学。她的数学系产生了美国初期好几个领袖的数学家,尤负盛名。当时的物理系有费米教授,是物理学的圣地。我1949年夏间就任,杨振宁、李政道都在那里。系中最有名的教授,当是法国人韦伊。我们是多年老友,重聚切磋为乐。芝大有很多优秀的研究生,后来遍布美国数学界。

1950年夏国际数学家大会在美国坎布里奇的哈佛大学集会,我被邀作1小时的演讲。这是第二次世界大战后的首次会议,显见世界数学的变化:重心由西欧移到美国,领导人物也大大地年轻化。许多数学观念,战前是不存在的。在芝大十一年,多次到他校或他研究所作几个月的访问,如哈佛大学、麻省理工大学,巴黎、汉堡、瑞士等。在我的指导下完成博士学位的有10人。芝大是一个开明的学校,人才荟萃,思想前进。惜地处城内,学校附近的治安,不如理想。网罗及保留杰出的教员,均渐感困难。

七、伯克利加州大学(1960- )

伯克利加大的数学系,由G.C.埃文斯主持多年,能维持最高的标准。他们感到系内几何内容的缺陷,埃文斯退休后,便多次邀我。我去加大的原因有二:一是加大正在发展阶段,可以聚一些几何学家;二是加州的天气与环境。当然空运发达,加州不再孤立,也是一个重要的因素。

几年的努力,确使加大成为一个几何和拓扑的中心。我的学生很多,完成博士学位的有31人。

1961年我当选美国全国科学院院士。这事有一段插曲:院土须是公民,我的公民资格虽已通过,但迟迟未去宣誓。当选有些迹兆,所以赶紧去宣誓,两者相距不到一个月。

我在国际数学家大会又作了两次演讲:一次半小时,在苏格兰爱丁堡,1958年。一次一小时,在法国尼斯,1970年。
1979年我从加大退休,学校举行了一个学术会议,历时一周,出席者三百余人,许多重要的几何学家都来了。我续教到1984年。

八、美国数学研究所所长(1981- )

第二次大战后美国政府的科学经费激增。创办数学研究所的计划,时常有人提出。但聚讼纷坛,竞争激烈,迄无成议 。1981年国家基金会宣布在伯克利成立数学研究所是二十多年争论的结果。我受任所长。这在美国也是创举。我们没有永久性的研究员,因为政府经费随时可因政策改变而切断。我们的活动集中在某些专题,逐年轮流。对于促进研究,起了作用,赢得数学界的赞赏和支持。我于1984年退休,由芝加哥大学教授I.卡普兰斯基继任。

九、南开数学研资所(1984-1992)

天津南开大学胡国定教授请我帮助南开的数学。南开是我的母校,我自然很高兴。我们于1984年成立南开数学研究所,得到教育部的强力支持。经过15年的努力,有了一些值得报导的成绩。

我们的目的,要在国内成立一个基地,培养第一流的数学人才。那基地须有优良的设备,友善的空气,使人工作其中,觉得快乐。南开已有好几个有国际水平的年青数学家。在国内它已是一个数学中心。希望20年后可成为国际中心之一。可惜我不会看见了。

“一朝数学大国日,家祭无忘告乃翁。”

十、晚年生活

一辈子弄了数学,别的多不会了,晚年尤甚,只是精力差些。但我无意做热闹的问题。集中在两方面:

l)芬斯勒几何;

2)复投影几何。

两个都是很有前途的方向。所谓芬斯勒几何,其实始于黎曼。我定义了一个连络,推广了黎曼的情形。很有意思,当时黎曼没有看到此点。

投影几何有极为光荣的历史。现在缺人注意,十分可惜。复数微分几何,结构丰富,是一个极有前途的方面。这当然也是复变函数论的一个主要方向。

因为个人关系,我长期访问休斯顿大学,得到两位年轻数学家鲍大维和嵇善瑜的合作。我同鲍大维、沈忠民合写了一本“黎曼芬斯勒几何”的书,由斯普林格公司出版。相信这种几何是有前途的。

——陈省身一生概述

此文原在《南开周报》1986年10月 13 日、20日连载。 1999年补写两节,即文中的(九)(十)。