華羅庚挑戰權威
20世紀20年代的一天,江蘇省金壇縣一所中學的初二班正在上數學課。老師講了課本上的內容後說:“現在,我出一道有趣的題給大家做。”
同學們新奇地看著老師。
“這是道難題,大家仔細聽好了!”老師道,“今有物不知其數。三三數之剩二,五五數之剩三,七七數之剩二,問物幾何?”
誰知老師的話才講完,一個學生就站起來回答:“是23。”
“啊!”老師十分驚訝,“解開這道難題,需要用到‘孫子定理’,你學過這個定理嗎?”
學生說:“我沒學過這個定理。我是這樣算的:一個數,3除餘2,7除也餘2,那必定是21加2。21加2等於23,不剛好是5除餘3嗎?”
這個在數學方麵表現出異常天賦的學生,就是以後成為著名數學家的華羅庚。
華羅庚讀小學時成績一般。進入初中後,他在數學老師王維克的鼓勵和幫助下,開始自學數學,一有空便鑽到數學書裏,自學的內容已經遠遠超出普通中學的範圍了。
華羅庚初中畢業後,考進上海中華職業學校讀了一年。這時他父親開的小雜貨鋪生意不好,沒錢繼續供他外出讀書。盡管這所學校讓他免交學費,他還是因付不起飯費,隻得退學回家。
華羅庚失去了上學的機會,每天在鋪子裏幫忙做上門板、下門板、掃地、站櫃台等雜活。然而他堅持自學。當時他隻有一本《大代數》,一本《解析幾何》,還有一本很薄的50頁的《微積分》,就這樣進行獨立鑽研。
為了透徹理解,他要求不僅知其然,而且知其所以然;對書上的原理、定律、公式,都自己一一作出證明,而後與書上的證明相對照。他做習題,總是白天將公式記住,夜裏在黑暗中用腦子一遍遍地演算,真到有了滿意的結果,才點燈看書上的答案。他還重視總結、改進自己的學習方法,如他曾經有過讀書貪多而受挫折的時候,通過總結,明白了循序漸進的道理,便加以改進。
當時他的努力不被人們理解,而且還影響到鋪子的生意。一次顧客問價錢,他腦子裏正在做數學運算,卻把運算的答案報給人家;一次也是因為想著數學題,多找給顧客一塊大洋……為此他常受到父親的嚴厲訓斥。
他在困難的環境中頑強地自學,誰知厄運又降臨到他頭上。18歲那年,他染上了傷寒症。在當時的舊中國,人得了傷寒非死即殘。華羅庚逃脫了死亡,但因病魔侵入關節,左腿變形彎曲,成了個瘸子。而且為了給他治病,家中把所有值錢的東西都賣了。
華羅庚隻得撐著拐棍,拖著殘疾的身體,到中學裏當會計養家糊口。可他研究數學的決心不但沒有絲毫動搖,相反更加堅定了,他決心把一生獻給數學,用“健全的頭腦,代替不健全的雙腿”。他白天努力工作,晚上忍住殘腿刺心的疼痛,在昏暗的煤油燈下捧著數學書苦苦鑽研。
華羅庚小時候就有股刨根究底的勁。有一年春天金壇縣雀行廟會,小羅庚擠在人群裏,看一些從城外青龍山來的“菩薩”騎著馬在街上遊行。廟會散了,“菩薩”走了,可小羅庚卻不見了,父母、姐姐急得到處找,怎麼也找不到。原來,他跟著“菩薩”走了幾裏路,直到看清楚“苦薩”是人裝扮的才罷休回家。
他遇事獨立思考,不管對什麼事、什麼人,絕不盲從和迷信。他認為正確的就堅持,錯誤的就反對,不怕得罪人。在初中讀書時,有位老師很崇拜胡適,他把個人收藏的胡適著作一一分給學生,要學生看後寫篇感想。華羅庚分到的是胡適自己最得意的《嚐試集》。其中有首詩:
“‘嚐試成功自古無’,放翁這話未必是。我今為下一轉語,‘自古成功在嚐試’”。
華羅庚邊讀邊想,他認為陸遊“嚐試成功自古無”中的“嚐試”,與胡適“自古成功在嚐試”中的“嚐試”含義不一樣;而胡適是用自己的概念否定別人的概念,是犯了偷換概念的邏輯錯誤。他把這一想法寫出來交給老師,老師大為光火,將這個膽敢冒犯文化權威的學生列入“劣等”。華羅庚也並不因為得罪了老師,而對自己的上述態度有絲毫改變。
他對數學的刻苦鑽研,更使他在這方麵勇於創新,勇於挑戰權威。在初中時,他曾經試著去證明世界難題——費馬定理,雖然他沒有成功,卻也說明了他敢創新、敢攀登的誌向和勇氣。在上海中華職業學校時,他又因為堅持用自己創造的方法去解答數學題,被老師在課堂上訓斥了一刻鍾,他也依然我行我素。
1928年,18歲的華羅庚看了當時數學界權威蘇家駒在《學藝》雜誌上發表的論文《代數的五次方程之解法》。他經過運算認為這位教授的解法是不對的,就寫了他的第一篇重要論文《蘇家駒之代數的五次方程式解法不能成立之理由》,向鼎鼎有名的數學家蘇家駒提出了挑戰。論文寄給了上海的《科學》雜誌。該雜誌由中國著名數學家熊慶來組織的中國科學社主辦。1930年,這篇論文在《科學》第15卷第2期上發表。熊慶來對論文深為讚賞。華羅庚也因而被熊慶來邀請到清華大學數學係工作。這是華羅庚一生中的重大轉折。
華羅庚進清華大學後的進步是驚人的。在一年半時間裏,他不僅學完了數學係的全部課程,還自學了英、德、法文,並且有3篇用英文寫的論文在國外數學雜誌上發表。為此,最高學曆隻有初中三年級的華羅庚,被破格由數學係助理提為助教,給大學生講微積分。1934年,24歲的華羅庚已在國外數學雜誌上發表了十幾篇數論方麵的論文,引起了外國數學家的注意。1936年,華羅庚由清華大學推薦到英國劍橋大學深造。
在劍橋大學的兩年間,華羅庚參加了一個由世界有名數論學家組成的研究小組,就華林問題、奇數的哥德巴赫猜想問題等,寫了18篇論文,發表在英、蘇、法、德等國的數學刊物上,他的聲望在國際數學界日益提高。1938年他回國任西南聯大教授。1946年他應邀出訪美國,受聘為研究員、教授。1949年新中國成立時,華羅庚已被伊利諾大學聘為終身教授,擁有令人羨慕的地位待遇,可他毅然放棄了這一切,想方設法,以去英國講學為名,取道歐洲,橫穿地中海,渡過印度洋,奔向我們的祖國。
從此,華羅庚投身於新中國的建設和發展。他1955年被選聘為中國科學院院士(學部委員),成為我國理論數學研究的創始人與開拓者、應用數學為國民經濟服務的先驅者。他一生曾發表論文200篇,10部專著,其中8部在國外出版,還寫了10餘部科普作品。論文《典型域上的多元複變數函數論》被國際學術界稱為“華氏定理”、“布勞威爾—加當—華定理”、“華王(元)方法”。被選為美國科學院外籍院士、第三世界科學院院士、德國巴伐利亞科學院院士等,是國際數學界公認的“絕對第一流的數學家”。
張佐周勇擔重任
當一條條平坦寬暢的公路鋪展在大地上,當一座座高大雄偉的橋梁屹立在江河上,當一幢幢金碧輝煌的大廈呈現在人們眼前時,你能不為祖國日新月異的發展感到自豪嗎?可是,你是否理解這裏麵溶化了多少建設者的心血、可貴的創見,特別是建築涉及到保護祖先留下的,散落在各處的珍貴文化遺產時,他們會遇到比建築本身更大的困難。而我國著名公路專家張佐周,60多年前就在這方麵為我們作出了榜樣。
張佐周出生於1910年,1932年他以優異的成績畢業於天津北洋大學土木工程係。那時,中國公路交通剛剛起步。他一出校門,就參加建設連接江蘇、浙江、安徽三省的滬杭公路和杭徽公路。不久,又參加了中國第一次穿越秦嶺的西漢公路的建設。
建築從陝西省內的西安到漢中的西漢公路,是當時我國抗日戰爭軍事上的緊迫需要。由於西安至寶雞原有大車道可利用,主要興建的是寶雞到漢中的一段,此段全程254公裏,內234公裏全在秦嶺山脈之中,工程的艱巨可想而知。1934年6月開始測量、設計。測量者要攀登狹窄、陡險的崎嶇山路,穿越草葉鋒利、馬蜂叮刺的原始叢林;而且氣候越來越炎熱難忍,夜裏飽受被蚊蟲、跳蚤咬的煎熬。24歲的張佐周不久即被授以重任,負責從其中的留壩至漢中80公裏的測量、設計和施工。
張佐周十分激動。他了解修築的是一條關係國家存亡的軍事命脈,更清楚公路界師長們對他的期待,深感肩頭重擔的分量。
留壩至漢中的這條線基本上沿著褒水前進。為了把80公裏沿線的山水溪流、洞崖坡嶺摸透,拿出一條科學、合理、省工省錢的最佳方案,他不辭勞苦,白天和測工們一起爬坡越嶺,晚上在蠟燭下整理數據,翻看各種有關資料、書籍。
根據史料,他知道測量進入了曆史上著名的棧道——褒斜道地段。古代劉邦、張良、蕭何、韓信、曹操、陸遊……一個個名垂青史的人物都經過這條古道,諸葛亮創製的木牛流馬也曾在此道行走,道旁古跡重重。
他沿棧道徐徐前進,仔細觀察山形水勢。一天,眼看山道將盡,即出穀口,突然,千裏棧道最險峻的地方——石門,橫在張佐周和他的夥伴麵前。
自此將近十裏,都是令人心驚的陡然直立、如兵森列的山崖,被擠壓的河水湍急似箭,發出陣陣悶雷般的吼聲。早在一千九百年前的東漢時代,為了棧道的暢通,人們就用6年時間在這裏開鑿出一條長達15米的穿山隧洞,稱之為“石門”。它是世界上最早的通車隧洞。由於山石奇險,千姿百態,曆史上不少名人在此留下墨跡,鑿成石刻傳至今日,十分壯觀。
張佐周深為中國古代交通的壯舉所震撼。可與此同時他想到了一個十分棘手的問題:西漢公路從留壩開始的測量,一直沿著褒水西岸,與石門恰在同岸,並與古棧道處於一個水平線上,如開山修路,石門必遭毀壞,祖先留下的這些文化珍寶將蕩然無存!
這時,他第一個念頭就是:文化遺產一定要保護好,石門決不能碰!
然而,修築公路也不得耽誤啊!一連數日,他在石門前後徘徊,撫摸著布滿四周的石刻;在公路建設中護衛國寶的決心更加堅定。他反複查看地形,朝思暮想,終於,一個大膽的設想在腦中閃過:是不是可以在褒水上遊改道,通過架橋,把公路由河西移到河東呢?
但接著他又考慮到,這樣做,且不說褒水寬闊、山洪頻繁,造橋談何容易;重要的是,即使改道河東,修築公路時開山放炮,也勢必危及石門及附近的石刻。
“如何解決?……對了!”張佐周想到了好辦法:改道後,在河東像古石門那樣開鑿山洞,供汽車通行。如此不僅石門、石刻和周圍景色不會損壞,而且“新石門”與老石門隔河相對,還可以增加壯麗的景色哩!
當然,需要增加開支。但為了保護祖先留下的無價之寶,這是完全必要的。
他興奮地向總工程師孫發瑞和主持興築西漢公路的趙祖康彙報,他們都讚賞和同意,並把督建大橋的任務也交給了他。
大橋采用中國工程師錢予格、郭增望設計的曲弦式鋼桁架大橋方案。橋梁鋼架由上海建造,運到山中。沒有吊車,隻好用人字架、人工絞車的辦法吊裝。施工場地狹小,抬頭隻見一線天,下麵是急流深淵,一不小心就會出事故或留下隱患。張佐周和工人們一起,起吊時全神貫注,有時一連工作十幾個小時,汗水打濕了腳下的山石。他們曆盡千辛萬苦,這座長457米、寬6米,可並行兩輛汽車的大橋建成了。全橋無墩,一孔跨過,上有曲線鋼梁懸吊,無論造型和質量,在當時都是一流的。
1937年6月,西漢公路最後完工。張佐周的建議全被采納:改道了的公路完全避開了石門古跡;在石頭峰、翠雲屏等石峰開鑿了通車的連環三洞,總長66米,四倍於古石門。中國交通界元老葉恭綽題寫了“新石門”三個大字,鏤刻於石,與古石門遙相呼應。
張佐周竭力保留下來的珍貴石刻與古棧道遺跡、石門隧洞等融為一體,形成一座舉世公認的藝術寶庫,1961年被公布為全國第一批重點文物保護單位。可惜的是“文革”期間,它被無知的人興修水利毀去大半,僅搶救出珍稀的“石門十三品”,於20世紀80年代初興建了《石門十三品專題展覽室》。
張佐周那時雖然年輕,卻以淵博的知識、高度的責任心、敢於創新的精神,不但為祖國建設出力,而且為國家、為人類保存了文化瑰寶,他是建設者們學習的楷模。
錢學森攻堅不畏難
1934年暑假,23歲的上海交通大學機械工程係畢業生錢學森,通過考試取得了公費留學美國的資格。他痛感國家的貧弱、列強的欺淩和人民的苦難,決心不留戀在家人和親友關懷下的安逸生活,遠渡重洋去國外學習先進科學技術,走科學救國的艱難道路。
錢學森進了美國麻省理工學院航空係。他十分用功,學習成績優異,比同班所有美國和其他國家的同學都好,他為自己是一個中國人而感到自豪。之後他曾講過:“我跟美國的好朋友都不客氣地說,雖然當時中國是個苦難的國家,跟你們美國不能比。但,我錢學森這個中國人,論單個,人比人,就要跟你們比賽!”
1936年,錢學森拿到碩士學位後,到加州理工學院航空係繼續深造,成了美國著名航空學家馮·卡門教授領導的航空試驗室的一名研究生,在卡門教授指導下撰寫有關高速空氣動力學方麵的博士論文。
為了站到現代科學的最前沿,他經常一天工作十幾小時。為使自己的基礎理論知識更加深厚,他不但按學校要求選修了複變函數論和微分幾何,還旁聽了相對論、統計力學等物理理論課,為以後從事噴氣技術理論研究打下了紮實的基礎。他很快得到老師的讚揚,成為加州理工學院引人注目的出色人物。
在卡門教授的指導下,錢學森學術上有了較快的成長和發展。
卡門教授的教學方法很民主,總是鼓勵年輕學生,不論資曆、年齡,在學術上都可平等討論,相互切磋爭論。他自己也常與學生爭論,爭得麵紅耳赤都不要緊,如果發現自己錯了便坦率承認。有一次他和錢學森爭論到深夜沒有結果,兩人不歡而散。第二天他主動敲開錢學森的房門說:“昨晚你是對的,我錯了。”並表示歉意。這些都培養、鍛煉了錢學森勇於創新,敢於向權威挑戰的精神。
如在一次學術討論會上,錢學森宣讀了自己的一篇研究論文。接下來討論時,一位老學者發表了不同的看法。從會場的氣氛看,人們顯然對這位老學者十分尊重。然而錢學森認為,老學者的看法並不正確。他站起來,大膽地為自己的觀點辯護,指出老學者論點的錯誤所在,使在場的人大為吃驚。錢學森的觀點確實是對的,而這位老學者,乃是當時的一位力學權威。
在卡門教授影響下,錢學森對火箭技術產生了濃厚的興趣。他參加了被稱為“火箭俱樂部”的火箭小組,進行火箭發動機試驗研究活動。這是由三個年輕人發起,得到卡門教授支持的五人航空實驗室火箭小組,錢學森擔任技術顧問。試驗全在業餘時間進行。
試驗屢屢失敗。
有一天,忽聽試驗室裏“轟”的一聲巨響,頓時整個大樓彌漫了有味的氣體。
“出了什麼事了?!”師生們紛紛議論開了。
“唉!還不是他們火箭小組搞的,這樣的爆炸也不止一次了!”
“什麼火箭俱樂部,簡直是自殺俱樂部嘛!”
“這怎麼行,不能讓他們再這樣胡搞下去,太危險了!”
許多人指責他們,致使校方要求停止這一試驗活動。
真是萬事開頭難。第一個吃螃蟹的人需要足夠的勇氣。
在卡門教授支持下,火箭小組的試驗沒有中止,他們把試驗活動搬到與實驗室建築連接的無人使用的水泥平台。
科學需要冒險精神。試驗繼續進行著,仍發生過意外的爆炸,幸而小組成員安然無恙。為了尋求真理,獲取成果,錢學森等一往無前,無所畏懼。
錢學森與好友馬林納對火箭發動機進行一係列的試驗,對試驗結果作了精心的分析研究,終於完成了火箭發動機噴管擴散角對推力影響的計算,促進了高速空氣動力學和噴氣推進技術的發展。
1939年,錢學森取得了航空和數學博士學位,留在加州理工學院任教,與卡門教授成了親密的同事。他們共同提出了著名的“卡門-錢學森”公式,即“亞音速氣流中空氣壓縮性對翼型壓強分布的修正公式”。
原來設計飛機過程中,必須計算其飛行時翼型承受的氣動壓力。這種計算是有個公式的。但原先的公式隻能適應飛機飛行速度較低時的情況。隨著科學技術的發展,飛機飛得越來越快,當時已能達到亞音速或接近音速。那公式就不正確了,與實際的空氣動力試驗結果誤差較大。為此,1939年,28歲的錢學森經過反複研究,在發表的論文中對原公式進行了修正。1941年卡門教授和錢學森一起正式提出這一新的公式。它第一次闡明在壓縮的氣流中,機翼在亞音速飛行時的壓強和速度之間的定量關係,在人類噴氣推進技術上寫下了光輝的一頁。至今我們以亞音速飛行的飛機,其設計仍需用上這一公式。
同時,錢學森參加的火箭研究小組卓有成效的工作,為美國的火箭研製開了先河。1934年第二次世界大戰期間,他受美國軍方委托,與馬利納一起開始研究用火箭發動機推進導彈這一重大軍事課題。他們寫出了《遠程火箭的評論和初步分析》的研究報告,提出了三種火箭導彈的研究設想,受到高度重視。在卡門教授指導下,他們完成了美國第一枚軍用導彈的設計。大戰結束前夕,錢學森又承擔了探索用核能作為飛機能源的任務,從而為世界反法西斯戰爭的勝利,為世界科技的發展作出了巨大貢獻。
錢學森在美國學習和工作,成為國際知名學者,擁有優裕的工作和生活條件,但新中國成立不久,他就衝破重重阻力,堅決投向祖國懷抱參加建設,表現了對社會主義祖國的無限熱愛。他是世界上享有很高聲譽的我國傑出科學家,被譽為“中國航空航天之父”“火箭導彈之王”,在科學技術的許多領域作出了卓越的貢獻,曾被授予“世界級科技與工程名人”“國家傑出貢獻科學家”等榮譽稱號。他那高度的愛國熱情、嚴謹的科學精神和優秀的道德品格,始終是人們學習的榜樣。