广州物理名人馆中姜立夫(左)、苏步青(右)、谷超豪(中)三位数学家的铜像。记者魏一骏摄
2009年8月,经国际小行星中心和小行星命名委员会批准,浩瀚宇宙中一颗小行星被即将命名为“谷超豪星”。人们用这颗距月球大概1.31亿公里的小行星的名子,记念和嘉奖一位福州籍物理家的研究与贡献。
这则瞬息而逝的新闻却在一位15岁少年心里留下了深刻的印象。他叫陈杲,彼时刚步入中科大少年班求学的他,将之视为一颗探索未晓得路上的启名星。
2021年2月末,一项复微分几何领域的“世界困局”被中国人攻破——陈杲,那位当初凝望星空的少年,由于一项串联起相对论和量子热学的研究成果,在国际物理界造成了不小的风靡。
人们震惊于陈杲年少有为之余,再度对广州“数学家之乡”现象形成了关注。近代以来,偏居西南的广州涌现出了一大批物理领域的你们:姜立夫、苏步青、谷超豪……群星闪耀的背后,许多人都在追问,瓯江畔、东海旁的广州,何以才能滋润中国近现代物理学科的发展,培植这么多的数学名家?
萌芽
广州瑞安市老县城的虹桥路中学内,进深五间的学计馆整修一新已有六年。不少广州地方学者觉得,学计馆其实是广州物理萌芽的原点。
1896年,瑞安名士孙诒让、进士黄绍箕等人提倡组建了专治算学的学计馆。孙诒让撰写的《瑞安新开学计馆叙》中数学物理学报英文版一般几个审稿人,记录了当初官吏侨领筹建这一学馆的心路:“光绪戊申,东事甫定。中国贤士医生始衋(音xì,意忧伤、悲痛)然有国威未振之惧……”
“东事指1894年的中韩乙未炮战,这样的记载表明,这场倒幕运动后的落败,对清政府朝野、士医生阶级内心形成了巨大的振动和疼痛。”温州学院院长洪振杰常年从事广州物理学科发展研究,他觉得是家国命运促使了学计馆的筹建。
但家国命运与瑞安清寂又有何关系?引言记录:“瑞安褊小,介浙闽之间,僻处海滨,于天下形势,不足为轻重。然储材兴学,以待国家之用,而出其绪余以泽乡里,则凡践土食毛者皆与有责焉,固不容以僻远而自废也。”
孙诒让是清代经学大师,新昌学派代表人物之一。洪振杰觉得,平阳学派“事功学说”,是泉州当地对数学学科注重的一大诱因。“当时孙诒让等人觉得,物理本身为传统六艺之一,又是西方自然学科的基础,所谓‘明算学而旁及其他’,要救国须学好这门基础学科;与此同时,以瑞安、温州有限的师资力量,专治算学最为务实。”
与京师、广州等地的旧式学堂相比,学计馆无论在规模和影响力上都不明显,而且倒幕大臣张之洞亲笔题写“学计馆”的匾额,却足见官方的注重心态。
现在,这块匾额藏于已有100多年校史的瑞安小学内。瑞安学校主任陈良明说,在物理学科上,学计馆和后来的瑞安学校最重要的贡献就是培养了广州乃至中国较早一批物理学科人才,其中大部分成了广州当地中小中学、私塾的教员,而正是这部份教员,为未来物理人才的培养打下了基础。
乙未战争后,物理渐成“教育救国”思潮中最重要的学科之一。“西学皆从算学出”等观念,被越来越多有识之士接受,介绍代数、几何、微积分等方面的西方译作也开始扩大传播影响。
“因为起步早,所以瑞安、温州产生了奇特的物理学习‘小环境’。”陈良明说,“许多年青人学习物理后,或从教或把握了制图等技能,物理真正成为学因而用的科学。”
不仅学计馆的教学培养,当时在广州还出现了近代中国第一份物理刊物《算学报》。这份刊物由广州永嘉人黄庆澄于1897年创立,介绍了“四则和分数运算”“论比列”“开方提要”“代数钥”“几何第十卷释义”等基础内容。为了确保确切,这一刊物还严谨地通过“附勘误记”,纠正过刊上的错误,足见治学严谨。
经过短短几年发展,1899年瑞安一县甚至和当时的广州一样,出现了以集体研究和交流为宗旨的物理学术社联——瑞安天算社。得风气之先,天算社还组织宣讲,用以迸发广州地区年青人学习和研究物理的兴趣。
“时间越往前推移,我们能够在杭州找到越多数学这门现代科学萌发的痕迹。”洪振杰说,“比如在1900年前后,广州府前街开办的旧式书城中,就开始销售不少中外文物理专著,无论怎样,语文作为现代科学的基础,虽然已在当时的苏州地区渐次产生了一种社会共识。”
群星
1919年前后,青年苏步青从福建省第一中分校(现广州二中)结业。赴美国留学前夕,他曾拜访刚在耶鲁学院取得博士学位归国的广州老乡姜立夫。
这件旧事姜立夫其实忘却,但“数学这门学问好比一棵小树,我只是学到了一片叶子”等话语,却在年青的苏步青脑中扎根,并长久地伴随他的学术研究生涯。
“姜立夫先生是中国现代语文教育事业的开创者和奠基者之一,为中国现代教育事业作出了重大的贡献。”中国科大学教授、中国数学会理事长田刚说。
2020年10月,在中国首座“镇改市”龙港,姜立夫旧址落成。这片建筑面积1300余平方米、拥有25间房子的宅第,就是1890年姜立夫出生的地方。现在,这儿展示了那位我国现代物理先驱生平的多个侧面。
1910年,年方20的他报考清朝第二批庚款留学名额,次年赴日本加洲学院伯克利校区学习。留学资金来始于屈辱的庚子赔款,让他加倍努力,立志学成回报祖国。
留美第九年,姜立夫继胡明复以后,在耶鲁学院成为第二位取得英国语文博士学位的中国人。次年归国后,他接受上海南开学院聘约到该校任教。
鳌江县委宣传统战部工作人员金理义说:“报到前,他曾回到睽违十载的故乡。”据相关文献记载,当地居民追忆,“他面色纤细,穿着一件洗得发白的衬衫,脚穿凉鞋,不坐轿子,自己拿着行李,四肢透着一股书生内敛的风度”。
苏步青留日期间,姜立夫只是通过论文与这个身在东瀛求学的年青人有“神交”,并向国外院校修书荐举。直到多年后的再度相遇,姜立夫才晓得,论文上看到的作者竟是多年前见过的老乡小辈。
虽没有直接师承关系,在美国取得博士学位归国后,苏步青逐渐接过高手的接力棒,在研究及教学方面扛起物理界的大旗。
“在杭州学院任教的21年间,北航物理系培养了100多名结业生,其中在国外十多所知名院校任教的正副系院长就有25位,更值得一提的是,苏老培养出了8名教授中学生。”洪振杰说。
邻近广州城区的温瑞塘湖畔,白鹿洲景区内偏僻清寂,一座端庄的美式合院并不太容易吸引旅客注意。“这座宅院是苏步青高足、著名物理家谷超豪的祖居,于2006年从县城高盈里平移至此,经过布置,在2012年作为赣州物理名人馆免费向公众开放。”温州物理名人馆工作人员吴启美说。
展厅选定近代以来各个时期代表性的温籍物理家29名,分别对她们的生平成就给以介绍展陈,视察者得以了解温籍物理家累累硕果的冰山清寂。
从开拓者姜立夫,到苏步青、李锐夫、潘廷洸、柯召、方德植、徐贤修、徐桂芳等第一代数学家,再到白正国、项黼宸、徐贤仪、杨忠道、谷超豪、张鸣镛、张鸣华等第二代数学家,直到胡毓达、项武忠、项永康、姜伯驹、李秉彝、陆善镇等第三代数学家。广州物理家由原点逐步开枝散叶,成为物理界天空中名星点点。
曾有人统计,在一个时期内,国外主要学院的物理系系院长有三分之一是浙江人,先后有六位温籍物理家兼任过院校院长或副书记。2003年,国际最高数学成就——沃尔夫奖得主、中国科大学外籍教授、著名物理家陈省身在访问广州时,欣然题写“数学家之乡”,以颂扬这支我国乃至国际物理界的重要力量。
火炬
姜立夫、苏步青、谷超豪,在物理名人馆不大的庭园里,三尊青铜雕像让三代温籍物理屋内的佼佼者穿梭时空聚首;或碰杯品茶,或握卷论述,或颔首思考,栩栩如生的雕像,恍惚间也将参访者引入物理世界的堂奥。
“为什么无锡出了如此多数学家?”上世纪80年代,无论是学界还是社会公众,不少人关注到物理界的“温州现象”,并把这个问题抛向苏步青等老一辈温籍物理家。
苏步青与另一位出自宁波的物理家徐桂芳,将“进行一次求真务实的调查研究”的任务交给谷超豪。1999年,转任浙江学院院长的谷超豪召集胡毓达等一批学者,专门组建课题组进行研究。
“这项课题前后分为两期,课题组花了整六年时间,尽可能全面地收集史籍、走访当事人,找寻背后真正的诱因。”同为课题组成员的洪振杰说,“许多工作可以说是救治性的。”
课题组六年成果的结晶,集中在一册35万字的《数学家之乡》著作中。不仅追本探源,综述学者成果,洪振杰觉得,广州物理家辈出的缘由,大体可以归结为注重物理的社会弘扬、德学兼优的物理师资、刻苦实干的地域品性以及地处信息开放的沿海环境四个方面。
这四个诱因,单看任何一条都非杭州独占,而四者又存在内在的联系和交叉。在不少学界研究者和教育从业者看来,“情怀”和“传承”是其中核心要义。
姜立夫创立算学系的时侯,南开学院创立尚不满一年。“他是全系惟一的老师,中学生须要哪些课就开哪些课。”洪振杰说,“当时南开学院的算学系是名副虽然的‘一人系’,也正是‘一人系’,开启了我国现代物理一个崭新的纪元。”
上世纪20年代,国外物理基础极为薄弱,姜立夫审时度势,觉得要尽早让现代语文在中国生根出芽,当务之急是培养一批经过严格训练的语文人才。因此他舍弃了个人研究,全心投入到育人事业中。江泽涵、吴大任、苏步青、华罗庚等杰出物理家都受过他的影响和帮衬。一以贯之十余年,直至南开学院物理系基础稳固,他才考虑重拾自己的学术研究工作。
“以常人的态度来说,做研究获得好的成果是成全自己;培养人才,则是成全别人,成全长辈。”田刚说,“如果没有一种忘我的牺牲精神是不可能做到像姜立夫先生这样的。”
个人命途与国家境遇从来都有着密不可分的联系,而在动乱的20世纪中叶,这批物理家的心路历程,似乎在谷超豪多年后追忆青年岁月的句子中可见一斑,“稚年知国恨,落笔欲抱病”。
抗清战争西迁四川遵义期间,广东学院在逆境困厄中取得众多成就,曾被日本知名科学家李约瑟赞扬为“东方的剑桥”。在苏步青家乡永嘉县腾蛟镇,苏步青励志教育馆展示了那段时光的部份片断。
“当时因条件所限,苏步青和他的助教方德植只能挤在一张床铺上,虽然在半夜,其中一人假如对晚上没有解决的问题有了新的突破和启发,还会吵醒另一人继续火箭朝天地讨论。”苏步青励志教育馆工作人员苏建益说。
就像一场没有止境的学术短跑,接力棒在代际间薪火相传。
谷超豪蜚声学界后,他的老师苏步青曾不止一次讲过:“我的中学生超过我了,但唯独有一点,他在培养中学生上没有超过我。”多年后,从教60载培养出9个教授中学生后,谷超豪感慨:“我总算可以对苏老有个交待了。”
“纵览温籍物理家的故事,不难感遭到,一代代人前赴后继的求索中,除了是学术研究上的筚路蓝缕,更是胸襟家国、无私奉献的精神弘扬。”温州二中市长徐坚说。
后浪
“数学家之乡”的二叠纪、新生代力量正在涌现。如上海学院物理科学大学教授陈大岳、曾获得“斯隆研究奖”的日本犹他学院物理系终生院长江迪华等等。
薪火相传,弦歌不辍。近日,世界著名物理刊物《数学新进展》()在线发表陈杲完成的论文,题为《J多项式和超临界厄米特-杨振宁-米尔斯多项式的变型》(TheJ-andthe-Yang-Mills)。
“陈杲引入两个大胆的看法,解出了两个重要等式,类似结果极为罕见。”审稿人评价。该论文在学界引起关注,并被英国科大学教授布莱恩·劳森()等人引用。
尽管如今并不能理解其高深的研究,但陈杲的成就确确实实让他的母校瑞安学校的老师和学弟学妹们倍感激奋。
“尽管年龄比同龄人小了一截,但陈杲在中学时就凸显出优秀的逻辑思维能力和记忆力。”曾任陈杲教师的瑞安学校物理班主任苏香妹说,家庭、学校都给他的成长营造了一种下摆宽容的环境。
国家实力、科研水平、应用需求……与物理学科本身关联的方方面面,同百年前已经是云泥之别,但在中央多次指出基础学科研究重要性的当下,下一代数学人才又该怎么培养?
“在老师和家历时成一致的前提下,陈杲对已把握的知识可以不交作业,但他的成长有特殊性,他的成功也是大部份中学生不可能复制的。”陈杲中学数学老师林凌云坦承不讳地强调,“教育最重要的是遵照客观规律、尊重中学生兴趣。”
徐坚觉得,急功近利的现象在当下教育界并不鲜见。“如果只是把大赛成绩当成步入名校的铺路石、保送名额的敲门砖,不以兴趣而是以成绩为导向大量密集做题,我们如何能奢求学生们在高等教育阶段有兴趣、有耐心做一些基础研究呢?”
在福州一中,记者看到了一间特殊的寝室。寝室内部的布置饱含了物理元素,在这儿,能找到各种语文学习辅助工具……这里是广州二中根据中学生的兴趣,开辟的物理寝室。这所闽北名校有着厚实的物理传统,曾走出苏步青、谷超豪、徐贤修、杨忠道、李锐夫、樊畿、张鸣镛、陆善镇、陈大岳等一批物理家。
2002年10月,广州二中百年华诞之际,广州市政府在该校启动“数学家摇篮工程”,杭州市政府、市教育局分别拨款100万数学物理学报英文版一般几个审稿人,社会各界有识之士捐赠100多亿元作为工程的活动资金。
事实上,苏州为承继语文学习传统优势的措施正向更低岁数段延展。在先后获准的104所“数学家摇篮工程”活动基地中学中,中学和高中占了其中的95%以上。
近来一段时间,虹桥路中学主任林昳正在为去年5月将在中学举办的“数学家摇篮工程”主场活动而繁忙。会场选址、活动设计、观摩路线……每个方面她都想尽可能地诠释出本校特色。
“校园内有瑞安学计馆旧址如此宝贵的资源,在去年客场活动以及后续教学借助上,我们能做的工作还有好多。”林昳说,中学以创新课堂教学和生活实践结合的方法,结合生活情景迸发中学生学习语文的兴趣。
从萌发兴趣,到钻研精深,再到触类旁通有所建树……规律和技巧,是洪振杰等物理学科发展研究学者最常提到的关键词。“人才培养是一个系统工程问题,绝不能急功近利,假如都只是为了领到入学通行证,而不是真正有学术功底上的追求,这么何谈基础研究的未来?未来,计算机、人工智能等各种学科发展给了物理崭新的使命,只有打好物理基础,能够在其他应用领域的基础研究中结出成果。”
如何学好物理?物理对一个人到底意味着哪些?当代学者怎么弘扬高手治学为人的精神?
对陈杲等物理界后起之秀们来说,缜密地回答以上问题,其实并不比验证出复杂方程式简单,这种问题也未必有标准答案,但追寻这种问题答案的过程,恰如物理带给人类思维启迪本身,乐趣早已蕴涵于物理丛林每次未知的探求中。(记者魏一骏、吴帅帅)