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数学大师林家翘

【编者按】林家翘,原籍福建福州,1916年7月7日生于北京。1933年毕业于北京师大附中,1937年毕业于清华大学物理系。美国国家科学院院士,力学和数学家,当代应用数学学派的领路人。1994年当选为中国科学院外籍院士。2001年11月被聘为清华大学教授。

在清华校园的中心地带,有三栋白色小别墅紧紧地挨在一起,这里就是清华著名的大师别墅,其中一栋里就居住着国际应用数学大师林家翘。

林家翘(Chia-Chiao Lin),1916年7月7日生于北京,原籍福建省福州市。1937年毕业于清华大学物理系。1941年获加拿大多伦多大学硕士学位。1944年获美国加州理工学院博士学位。1953年迄今历任美国麻省理工学院数学教授、学院教授、荣誉退休教授。美国艺术和科学院院士(1951年),美国国家科学院院士(1962年),台湾“中央研究院”院士(1960年)。林家翘教授是当代应用数学学派的领路人。40年代开始的流体力学流动稳定性和湍流理论方面的工作,带动了整整一代人在这一领域的研究探索。从60年代开始,进入天体物理的研究领域,开创了星系螺旋结构的密度波理论,并为国际学术界所公认。他在应用数学领域做出了多方面的重要贡献,特别是发展了WKBJ方法。林家翘教授曾担任美国数学会应用数学委员会主席、工业和应用数学协会主席。他曾获得美国机械工程师学会Timoshenko奖,美国国家科学院应用数学和数值分析奖,美国物理学会流体力学奖。

1933年,21岁的林家翘第一次走进了清华的校门,当时他以全校第一的成绩考入物理系。七十年前的清华园只是一个方圆几百米的小学堂,但是,这里却汇集了一大批从海外留学归国的著名学者,这个时期,清华可谓是大师辈出,人才济济。当时林家翘所在的物理系尤其繁荣,近代著名物理学家叶企孙、周培源和吴有训等人都曾经是林家翘的老师。在所有的老师中,对林家翘影响最深最广的,是后来被称为中国应用数学鼻祖的周培源先生。当时的周培源正投身国际上热门的航空学,他首次在国内将数学应用到航空上。1937年,日本发动了对中国的侵略战争,当时的物理学家都觉得中国之所以很吃亏,就是因为中国根本没有飞机,所以他们说,爱国就应该学航空。周培源先生引导林家翘走上了应用数学的道路,跟着他学习湍流问题。而周老严谨的治学态度和学无止境的精神深深的影响了林家翘,使他一生受益匪浅,一生难忘。

作为著名的应用数学家,林家翘先生的地位和声望是在不断与难题挑战中建立起来的。他似乎与争议有“不解之缘”。

美国航空工程界的首席领导人冯•卡门是林家翘先生的博士生导师,同时也是应用数学及力学界的大师。在人才济济的加州理工冯•卡门实验室,林家翘这位华人弟子成绩非常突出。在冯•卡门的指导下,他撰写了一系列关于应用数学在航空学领域的研究论文,林家翘在美国应用数学领域的地位不断抬升。冯•卡门交给林先生的博士论文课题就是世界有名的一个多年有争议的课题。这个课题是当年著名物理学家海森伯格做的论文题目,但许多人对海森伯格的研究结果产生了严重的争议。对海森伯格争议问题的证明,更让他有了与另外两位科学大师接触的机会。

冯•卡门有一位密友叫John Von Neumann,是近代最有名的应用数学大师、美国原子能委员会委员,他在应用数学领域有多方面的贡献。就在林家翘先生毕业的那一天,冯•卡门请林家翘和John Von Neumann一起吃饭,将这位著名的应用数学家介绍给林家翘,希望他们之间能进行合作。后来,John Von Neumann就领导一组有名的学者,证实了林先生的研究结果,结束了学术界这一多年的疑案。当时林家翘做的这一课题是一块难啃的硬骨头,林家翘通过自己的研究,证明了海森伯格的研究结果基本是对的。于是,海森伯格就写信给他的导师,说有争议的问题其实是对的,是一位中国人证明了他的研究结果。为此,当时年仅30岁的林家翘先生就获得了美国麻省理工学院副教授的职位。

这之后,林家翘继续在湍流理论研究方面探索,没想到在研究过程中与一位瑞典力学家各执一词,相同的问题研究结果却相去甚远,这位瑞典力学家为此在一次与别人的争执中得脑中风而亡。林先生在他去世前曾去医院看望他,对他讲,复杂的问题自然会有争议,不是你研究的结果与我的不一样你就不对,其实两人都对,复杂问题是多方面的,不同的研究结果可以应用到不同方面。他们这一学术理念最后变成了一个大题目——复杂性。有一种杂志专门取名为《复杂性》,对此类问题进行探讨。

数学被誉为是科学的皇冠,这是人们对它的赞美,也是对它的敬畏。纯数学更是皇冠上的明珠,在普通人的眼中是高处不胜寒。但应用数学家们却走下了圣坛,将数学思想和方法渗透到自然科学、实用科学、工程科学、经济学和社会学等人类生活的各个领域,促进这些学科的进步和发展。林家翘教授一生致力于应用数学的研究和发展,并身体力行积极倡导应用数学学科的发展,被誉为当代应用数学学派的领路人。

林家翘教授对中国科技事业十分关心。他本人自1972年以来曾多次回国作学术访问,邀请众多美国知名专家来华讲学,接受多位学者去美国麻省理工学院深造,为国内培养了一批有造诣的学者,推动了应用数学与流体力学的许多新领域在中国的发展,为中国科技事业的发展做出了突出贡献。2002年,86岁的林家翘教授携夫人回北京清华大学参加为纪念周培源先生百岁诞辰举行的纪念活动,后在他的建议下清华大学成立了周培源应用数学研究中心。对于林家翘来说,上个世纪三十年代的清华园是学习的天堂,能聆听大师的教诲,能感受学术的繁荣。以当年老师的名字命名数学研究中心,不仅是对已逝恩师的怀念,更是对七十年前那段学习岁月的深切留恋。

(根据中央电视台《大家》 栏目《应用数学大师林家翘》、清华大学网站《林家翘教授》等综合改编)