廣州物理名人館中姜立夫(左)、蘇步青(右)、谷超豪(中)三位數學家的銅像。記者魏一駿攝
2009年8月,經國際小行星中心和小行星命名委員會批準,浩瀚宇宙中一顆小行星被即將命名為“谷超豪星”。人們用這顆距月球大概1.31億公里的小行星的名子,記念和嘉獎一位福州籍物理家的研究與貢獻。
這則瞬息而逝的新聞卻在一位15歲少年心里留下了深刻的印象。他叫陳杲,彼時剛步入中科大少年班求學的他,將之視為一顆探索未曉得路上的啟名星。
2021年2月末,一項復微分幾何領域的“世界困局”被中國人攻破——陳杲,那位當初凝望星空的少年,由于一項串聯起相對論和量子熱學的研究成果,在國際物理界造成了不小的風靡。
人們震驚于陳杲年少有為之余,再度對廣州“數學家之鄉”現象形成了關注。近代以來,偏居西南的廣州涌現出了一大批物理領域的你們:姜立夫、蘇步青、谷超豪……群星閃耀的背后,許多人都在追問,甌江畔、東海旁的廣州,何以才能滋潤中國近現代物理學科的發展,培植這么多的數學名家?
萌芽
廣州瑞安市老縣城的虹橋路中學內,進深五間的學計館整修一新已有六年。不少廣州地方學者覺得,學計館其實是廣州物理萌芽的原點。
1896年,瑞安名士孫詒讓、進士黃紹箕等人提倡組建了專治算學的學計館。孫詒讓撰寫的《瑞安新開學計館敘》中數學物理學報英文版一般幾個審稿人,記錄了當初官吏僑領籌建這一學館的心路:“光緒戊申,東事甫定。中國賢士醫生始衋(音xì,意憂傷、悲痛)然有國威未振之懼……”
“東事指1894年的中韓乙未炮戰,這樣的記載表明,這場倒幕運動后的落敗,對清政府朝野、士醫生階級內心形成了巨大的振動和疼痛。”溫州學院院長洪振杰常年從事廣州物理學科發展研究,他覺得是家國命運促使了學計館的籌建。
但家國命運與瑞安清寂又有何關系?引言記錄:“瑞安褊小,介浙閩之間,僻處海濱,于天下形勢,不足為輕重。然儲材興學,以待國家之用,而出其緒余以澤鄉里,則凡踐土食毛者皆與有責焉,固不容以僻遠而自廢也。”
孫詒讓是清代經學大師,新昌學派代表人物之一。洪振杰覺得,平陽學派“事功學說”,是泉州當地對數學學科注重的一大誘因。“當時孫詒讓等人覺得,物理本身為傳統六藝之一,又是西方自然學科的基礎,所謂‘明算學而旁及其他’,要救國須學好這門基礎學科;與此同時,以瑞安、溫州有限的師資力量,專治算學最為務實。”
與京師、廣州等地的舊式學堂相比,學計館無論在規模和影響力上都不明顯,而且倒幕大臣張之洞親筆題寫“學計館”的匾額,卻足見官方的注重心態。
現在,這塊匾額藏于已有100多年校史的瑞安小學內。瑞安學校主任陳良明說,在物理學科上,學計館和后來的瑞安學校最重要的貢獻就是培養了廣州乃至中國較早一批物理學科人才,其中大部分成了廣州當地中小中學、私塾的教員,而正是這部份教員,為未來物理人才的培養打下了基礎。
乙未戰爭后,物理漸成“教育救國”思潮中最重要的學科之一。“西學皆從算學出”等觀念,被越來越多有識之士接受,介紹代數、幾何、微積分等方面的西方譯作也開始擴大傳播影響。
“因為起步早,所以瑞安、溫州產生了奇特的物理學習‘小環境’。”陳良明說,“許多年青人學習物理后,或從教或把握了制圖等技能,物理真正成為學因而用的科學。”
不僅學計館的教學培養,當時在廣州還出現了近代中國第一份物理刊物《算學報》。這份刊物由廣州永嘉人黃慶澄于1897年創立,介紹了“四則和分數運算”“論比列”“開方提要”“代數鑰”“幾何第十卷釋義”等基礎內容。為了確保確切,這一刊物還嚴謹地通過“附勘誤記”,糾正過刊上的錯誤,足見治學嚴謹。
經過短短幾年發展,1899年瑞安一縣甚至和當時的廣州一樣,出現了以集體研究和交流為宗旨的物理學術社聯——瑞安天算社。得風氣之先,天算社還組織宣講,用以迸發廣州地區年青人學習和研究物理的興趣。
“時間越往前推移,我們能夠在杭州找到越多數學這門現代科學萌發的痕跡。”洪振杰說,“比如在1900年前后,廣州府前街開辦的舊式書城中,就開始銷售不少中外文物理專著,無論怎樣,語文作為現代科學的基礎,雖然已在當時的蘇州地區漸次產生了一種社會共識。”
群星
1919年前后,青年蘇步青從福建省第一中分校(現廣州二中)結業。赴美國留學前夕,他曾拜訪剛在耶魯學院取得博士學位歸國的廣州老鄉姜立夫。
這件舊事姜立夫其實忘卻,但“數學這門學問好比一棵小樹,我只是學到了一片葉子”等話語,卻在年青的蘇步青腦中扎根,并長久地伴隨他的學術研究生涯。
“姜立夫先生是中國現代語文教育事業的開創者和奠基者之一,為中國現代教育事業作出了重大的貢獻。”中國科大學教授、中國數學會理事長田剛說。
2020年10月,在中國首座“鎮改市”龍港,姜立夫舊址落成。這片建筑面積1300余平方米、擁有25間房子的宅第,就是1890年姜立夫出生的地方。現在,這兒展示了那位我國現代物理先驅生平的多個側面。
1910年,年方20的他報考清朝第二批庚款留學名額,次年赴日本加洲學院伯克利校區學習。留學資金來始于屈辱的庚子賠款,讓他加倍努力,立志學成回報祖國。
留美第九年,姜立夫繼胡明復以后,在耶魯學院成為第二位取得英國語文博士學位的中國人。次年歸國后,他接受上海南開學院聘約到該校任教。
鰲江縣委宣傳統戰部工作人員金理義說:“報到前,他曾回到睽違十載的故鄉。”據相關文獻記載,當地居民追憶,“他面色纖細,穿著一件洗得發白的襯衫,腳穿涼鞋,不坐轎子,自己拿著行李,四肢透著一股書生內斂的風度”。
蘇步青留日期間,姜立夫只是通過論文與這個身在東瀛求學的年青人有“神交”,并向國外院校修書薦舉。直到多年后的再度相遇,姜立夫才曉得,論文上看到的作者竟是多年前見過的老鄉小輩。
雖沒有直接師承關系,在美國取得博士學位歸國后,蘇步青逐漸接過高手的接力棒,在研究及教學方面扛起物理界的大旗。
“在杭州學院任教的21年間,北航物理系培養了100多名結業生,其中在國外十多所知名院校任教的正副系院長就有25位,更值得一提的是,蘇老培養出了8名教授中學生。”洪振杰說。
鄰近廣州城區的溫瑞塘湖畔,白鹿洲景區內偏僻清寂,一座端莊的美式合院并不太容易吸引旅客注意。“這座宅院是蘇步青高足、著名物理家谷超豪的祖居,于2006年從縣城高盈里平移至此,經過布置,在2012年作為贛州物理名人館免費向公眾開放。”溫州物理名人館工作人員吳啟美說。
展廳選定近代以來各個時期代表性的溫籍物理家29名,分別對她們的生平成就給以介紹展陳,視察者得以了解溫籍物理家累累碩果的冰山清寂。
從開拓者姜立夫,到蘇步青、李銳夫、潘廷洸、柯召、方德植、徐賢修、徐桂芳等第一代數學家,再到白正國、項黼宸、徐賢儀、楊忠道、谷超豪、張鳴鏞、張鳴華等第二代數學家,直到胡毓達、項武忠、項永康、姜伯駒、李秉彝、陸善鎮等第三代數學家。廣州物理家由原點逐步開枝散葉,成為物理界天空中名星點點。
曾有人統計,在一個時期內,國外主要學院的物理系系院長有三分之一是浙江人,先后有六位溫籍物理家兼任過院校院長或副書記。2003年,國際最高數學成就——沃爾夫獎得主、中國科大學外籍教授、著名物理家陳省身在訪問廣州時,欣然題寫“數學家之鄉”,以頌揚這支我國乃至國際物理界的重要力量。
火炬
姜立夫、蘇步青、谷超豪,在物理名人館不大的庭園里,三尊青銅雕像讓三代溫籍物理屋內的佼佼者穿梭時空聚首;或碰杯品茶,或握卷論述,或頷首思考,栩栩如生的雕像,恍惚間也將參訪者引入物理世界的堂奧。
“為什么無錫出了如此多數學家?”上世紀80年代,無論是學界還是社會公眾,不少人關注到物理界的“溫州現象”,并把這個問題拋向蘇步青等老一輩溫籍物理家。
蘇步青與另一位出自寧波的物理家徐桂芳,將“進行一次求真務實的調查研究”的任務交給谷超豪。1999年,轉任浙江學院院長的谷超豪召集胡毓達等一批學者,專門組建課題組進行研究。
“這項課題前后分為兩期,課題組花了整六年時間,盡可能全面地收集史籍、走訪當事人,找尋背后真正的誘因。”同為課題組成員的洪振杰說,“許多工作可以說是救治性的。”
課題組六年成果的結晶,集中在一冊35萬字的《數學家之鄉》著作中。不僅追本探源,綜述學者成果,洪振杰覺得,廣州物理家輩出的緣由,大體可以歸結為注重物理的社會弘揚、德學兼優的物理師資、刻苦實干的地域品性以及地處信息開放的沿海環境四個方面。
這四個誘因,單看任何一條都非杭州獨占,而四者又存在內在的聯系和交叉。在不少學界研究者和教育從業者看來,“情懷”和“傳承”是其中核心要義。
姜立夫創立算學系的時侯,南開學院創立尚不滿一年。“他是全系惟一的老師,中學生須要哪些課就開哪些課。”洪振杰說,“當時南開學院的算學系是名副雖然的‘一人系’,也正是‘一人系’,開啟了我國現代物理一個嶄新的紀元。”
上世紀20年代,國外物理基礎極為薄弱,姜立夫審時度勢,覺得要盡早讓現代語文在中國生根出芽,當務之急是培養一批經過嚴格訓練的語文人才。因此他舍棄了個人研究,全心投入到育人事業中。江澤涵、吳大任、蘇步青、華羅庚等杰出物理家都受過他的影響和幫襯。一以貫之十余年,直至南開學院物理系基礎穩固,他才考慮重拾自己的學術研究工作。
“以常人的態度來說,做研究獲得好的成果是成全自己;培養人才,則是成全別人,成全長輩。”田剛說,“如果沒有一種忘我的犧牲精神是不可能做到像姜立夫先生這樣的。”
個人命途與國家境遇從來都有著密不可分的聯系,而在動亂的20世紀中葉,這批物理家的心路歷程,似乎在谷超豪多年后追憶青年歲月的句子中可見一斑,“稚年知國恨,落筆欲抱病”。
抗清戰爭西遷四川遵義期間,廣東學院在逆境困厄中取得眾多成就,曾被日本知名科學家李約瑟贊揚為“東方的劍橋”。在蘇步青家鄉永嘉縣騰蛟鎮,蘇步青勵志教育館展示了那段時光的部份片斷。
“當時因條件所限,蘇步青和他的助教方德植只能擠在一張床鋪上,雖然在半夜,其中一人假如對晚上沒有解決的問題有了新的突破和啟發,還會吵醒另一人繼續火箭朝天地討論。”蘇步青勵志教育館工作人員蘇建益說。
就像一場沒有止境的學術短跑,接力棒在代際間薪火相傳。
谷超豪蜚聲學界后,他的老師蘇步青曾不止一次講過:“我的中學生超過我了,但唯獨有一點,他在培養中學生上沒有超過我。”多年后,從教60載培養出9個教授中學生后,谷超豪感慨:“我總算可以對蘇老有個交待了。”
“縱覽溫籍物理家的故事,不難感遭到,一代代人前赴后繼的求索中,除了是學術研究上的篳路藍縷,更是胸襟家國、無私奉獻的精神弘揚。”溫州二中市長徐堅說。
后浪
“數學家之鄉”的二疊紀、新生代力量正在涌現。如上海學院物理科學大學教授陳大岳、曾獲得“斯隆研究獎”的日本猶他學院物理系終生院長江迪華等等。
薪火相傳,弦歌不輟。近日,世界著名物理刊物《數學新進展》()在線發表陳杲完成的論文,題為《J多項式和超臨界厄米特-楊振寧-米爾斯多項式的變型》(TheJ-andthe-Yang-Mills)。
“陳杲引入兩個大膽的看法,解出了兩個重要等式,類似結果極為罕見。”審稿人評價。該論文在學界引起關注,并被英國科大學教授布萊恩·勞森()等人引用。
盡管如今并不能理解其高深的研究,但陳杲的成就確確實實讓他的母校瑞安學校的老師和學弟學妹們倍感激奮。
“盡管年齡比同齡人小了一截,但陳杲在中學時就凸顯出優秀的邏輯思維能力和記憶力。”曾任陳杲教師的瑞安學校物理班主任蘇香妹說,家庭、學校都給他的成長營造了一種下擺寬容的環境。
國家實力、科研水平、應用需求……與物理學科本身關聯的方方面面,同百年前已經是云泥之別,但在中央多次指出基礎學科研究重要性的當下,下一代數學人才又該怎么培養?
“在老師和家歷時成一致的前提下,陳杲對已把握的知識可以不交作業,但他的成長有特殊性,他的成功也是大部份中學生不可能復制的。”陳杲中學數學老師林凌云坦承不諱地強調,“教育最重要的是遵照客觀規律、尊重中學生興趣。”
徐堅覺得,急功近利的現象在當下教育界并不鮮見。“如果只是把大賽成績當成步入名校的鋪路石、保送名額的敲門磚,不以興趣而是以成績為導向大量密集做題,我們如何能奢求學生們在高等教育階段有興趣、有耐心做一些基礎研究呢?”
在福州一中,記者看到了一間特殊的寢室。寢室內部的布置飽含了物理元素,在這兒,能找到各種語文學習輔助工具……這里是廣州二中根據中學生的興趣,開辟的物理寢室。這所閩北名校有著厚實的物理傳統,曾走出蘇步青、谷超豪、徐賢修、楊忠道、李銳夫、樊畿、張鳴鏞、陸善鎮、陳大岳等一批物理家。
2002年10月,廣州二中百年華誕之際,廣州市政府在該校啟動“數學家搖籃工程”,杭州市政府、市教育局分別撥款100萬數學物理學報英文版一般幾個審稿人,社會各界有識之士捐贈100多億元作為工程的活動資金。
事實上,蘇州為承繼語文學習傳統優勢的措施正向更低歲數段延展。在先后獲準的104所“數學家搖籃工程”活動基地中學中,中學和高中占了其中的95%以上。
近來一段時間,虹橋路中學主任林昳正在為去年5月將在中學舉辦的“數學家搖籃工程”主場活動而繁忙。會場選址、活動設計、觀摩路線……每個方面她都想盡可能地詮釋出本校特色。
“校園內有瑞安學計館舊址如此寶貴的資源,在去年客場活動以及后續教學借助上,我們能做的工作還有好多。”林昳說,中學以創新課堂教學和生活實踐結合的方法,結合生活情景迸發中學生學習語文的興趣。
從萌發興趣,到鉆研精深,再到觸類旁通有所建樹……規律和技巧,是洪振杰等物理學科發展研究學者最常提到的關鍵詞。“人才培養是一個系統工程問題,絕不能急功近利,假如都只是為了領到入學通行證,而不是真正有學術功底上的追求,這么何談基礎研究的未來?未來,計算機、人工智能等各種學科發展給了物理嶄新的使命,只有打好物理基礎,能夠在其他應用領域的基礎研究中結出成果。”
如何學好物理?物理對一個人到底意味著哪些?當代學者怎么弘揚高手治學為人的精神?
對陳杲等物理界后起之秀們來說,縝密地回答以上問題,其實并不比驗證出復雜方程式簡單,這種問題也未必有標準答案,但追尋這種問題答案的過程,恰如物理帶給人類思維啟迪本身,樂趣早已蘊涵于物理叢林每次未知的探求中。(記者魏一駿、吳帥帥)