作者:李文林 魏蕾 来源: 中国科学报 发布时间:2021-7-22
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战火中诞生的数学名著

《堆垒素数论》俄、德、匈、中、英等文本。中国科学院数学与系统科学研究院供图

 

李文林 魏蕾

故事要从1938年讲起。

华罗庚在世界数学中心——英国剑桥大学访问。这个来自东方的年轻人只有初中学历,但他在华林—哥德巴赫问题上做出的研究成果,尤其是他对高斯提出的三角和估计问题的解答,在当时的数学界引起了强烈的反响。

为了纪念取得的成绩,华罗庚把二儿子的名字改成了华陵(林)。

他的心中开始有了一本专著《堆垒素数论》的腹稿,并计划第二年应苏联科学院邀请访苏,与数学研究所所长维诺格拉多夫进一步讨论改进韦尔和估计这一根本问题。

彼时,万里之外的中国爆发全面抗战,华罗庚毅然选择回到灾难深重的祖国与同胞共赴国难。这是华罗庚的第一次回国选择。

1938年秋,华罗庚历尽旅途艰难,来到了抗战烽火中的西南联大。究竟应以何种名义聘请华罗庚,一时成为西南联大当局相当棘手的一件事。按照当时教育部规定,正教授必须由助教、讲师、副教授一级一级提升而来。曾任西南联大理学院院长的叶企孙力排众议说道:“清华出了个华罗庚是好事,不要被资格所限定!”最终仅持有初中文凭、学术研究居于世界前列的华罗庚被破格提任西南联大数学系正教授。这不仅破了清华的例,也破了全国教育界的例。

在西南联大, 华罗庚面临的是极度艰难的战时环境。

日本飞机开始空袭昆明后,华罗庚一家开始了“跑警报”的日子。在疲劳轰炸下,生与死仅在咫尺之间。战争中的华罗庚有比常人更困难的地方,那就是他的一条腿是残疾的。华罗庚的残腿每次伸出去,都要先在地上画个半圆圈,然后才能站稳,换另一条腿。每次“跑警报”来回十几公里,步履维艰,走得很慢,等回到家,天都快黑了。他只能经常在郊外野地备课、做研究。

后来一家人搬到郊区一个叫黄土坡的小村子,住在两间小厢楼里,楼下是牛圈猪圈,旁边挖了个防空洞。洞有半人高,里面有土墩,可以坐人,躲警报时可以在里面看书。即使躲在防空洞里,华罗庚也从未让时间白白流失。他手不释卷,不是读书就是演算,炸弹把土震了下来,依然面不改色,抖落书上的灰土继续读书。白天,他拖着残疾的腿去给学生们上课;晚上,回到小屋,点上一盏小油灯,在微弱的灯光下研究数学问题。所谓灯,乃是一个破香烟管子,放上一个油盏,摘些破棉花做灯芯。为了节省灯油,芯子捻得小小的。到了夏天,各种各样的蚊虫纷至沓来,晚上楼下的牛被蚊虫叮得不耐烦了,就靠在柱子上使劲蹭痒痒,瞬间,楼上的华罗庚一家地动山摇,危楼欲倒。

就是在这样的条件下,华罗庚埋头读书,苦心钻研,开始了他人生中最重要的一部著作《堆垒素数论》的写作。这是继他当年在哈代门下研究华林—哥德巴赫猜想之后,在数论方面的又一个全新突破。

一天,日本飞机扔下的炸弹把华罗庚家炸毁了,幸好华罗庚当时在防空洞。但是防空洞也被震塌了,把华罗庚埋了大半截。“投弹百余枚,雾烟大起,火光迸铄,响震山谷,较上两次惨重多多”,吴宓在他的日记里这样描述当天的惨状。炸弹炸过的土由于空气的压缩,特别紧,不好刨,也不能用工具,最后大家硬是用手抠了两三个小时,才把华罗庚救出来了。华罗庚的眼镜没了,大褂也扯掉了后半截,耳朵震出了血,一段时间里失聪了。经此“活埋”,险些丧生。

正在走投无路之时,华罗庚的好友,著名史学家、爱国诗人闻一多把自家住房的正房腾出一半让华罗庚全家住下,正房中间用一块床单隔开,一边是闻一多的八口之家,另一边是华罗庚的六口之家。华罗庚曾赋诗一首描述这段经历:

挂布分屋共容膝,岂止两家共坎坷。

布东考古布西算,专业不同心同仇!

战时的昆明,物价飞涨,货币贬值。西南联大教授的薪津实值为后方最低。为了维持家庭生活,很多教授只能典卖衣物书籍、卖文卖稿、兼职代课。华罗庚一家六口,仅靠他一人挣工资养家糊口,日子过得十分艰难。1945年,华罗庚的工资为475.3元,可一市斗中等熟米的价格竟高达2768.89元。为了一家人能够吃饱,华罗庚把烟戒了。

不久,第三个孩子在昆明郊外的茅屋里出生了。儿子出生那天,华罗庚花光了家里最后一分钱,当光了家里一切能够典当的东西,依然付不起妻子的医药费,病床上的妻子一天只能得到几顿稀粥,奶水严重不足。面对这无奈的生活窘境,华罗庚唯有以自嘲相慰,他给第三个儿子起名——华光,意即钱全部花光了!

这是一段艰难而贫困的生活。华罗庚称这一时期为自己生命中的“第二劫难”。

除了生活的窘迫,敌人的封锁和资料的缺乏更使得科学研究举步维艰。很多大学教授不得不放弃科研和教学工作,离开中国。但是华罗庚始终没有向困难低头,在如此艰难的情况下,他依旧完成了20多篇论文,开展了数学专题的研究和讨论活动,终于完成了辉煌巨著——《堆垒素数论》。该书大大发展、完善了当时世界顶级数论专家哈代、维诺格拉多夫等在圆法、三角和估计及其应用等方面的工作,并展示了华罗庚本人获得的一系列创新结果。书稿被寄到苏联科学院院士维诺格拉多夫手里,这位数论大师阅后不禁拍案叫绝,经维诺格拉多夫的推荐、帮助,《堆垒素数论》首先在苏联科学院用俄文出版(1947),后被译成德文、匈牙利文、英文、中文和日文。

这部在抗战烽火中诞生的《堆垒素数论》,成为20世纪的数论经典名著之一,产生了广泛、持久的国际影响。华罗庚也被美国伊利诺伊大学数学系主任哈贝斯坦评价为那个时代(1945年前后)的领袖数论学家之一。

从剑桥到昆明,华罗庚在一条烽火连天的爱国路上,完成了一位大数学家的蜕变!炮火中踉跄的脚步、逃生的狼狈以及生活的窘迫,不但没能阻止他的数学研究,而且还激励着他走出书斋、弦歌不辍、读书救国。抗战期间,他用数论当中的默比乌斯函数破解了日军的密码,用数学为抗战做出了贡献。

抗战胜利后,西南联大三校复员。1946年9月,华罗庚从黄浦江畔登上了“美格将军”号邮轮,前往美国访问,他任教于美国普林斯顿大学,继续从事着数学领域的研究。

(作者单位:中国科学院数学与系统科学研究院)

 

《中国科学报》 (2021-07-22 第6版 读书)
 
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