文/覃孟念 廖云路 图/陈明德
一块黑板、一张书桌、几把椅子和一堆堆书籍,这就是四川大学数学学院李安民教授的办公室。李安民主要从事辛拓扑与整体微分几何的研究,其杰出的研究成果,在国际数学界产生重要影响。2009年12月,李安民当选中国科学院院士。
面对笔者的采访,李安民非常谦逊,但每当谈到学术问题时,他又会马上兴奋起来,站起身,在黑板上画着我们陌生的示意图,向我们展示着神秘的数学殿堂……
执著数学
1946年,李安民出生于四川大竹。他在中学时就是一个勤奋的学生,学习成绩优异。在其妻子曾蜀英老师看来,他天生就是一个好学习的人,除了学习认真,成绩出众,他不善言辞,不会理会学习以外的事,也正是这一点,李安民在中学时期就深受老师和同学的喜爱。
1963年9月,李安民考入北京大学数学力学系学习。那个年代,“学好数理化,走遍天下都不怕”,学习成绩好的学生都以报考数理化等专业为荣。北京大学良好的学术氛围以及优秀的师资,使李安民受到系统的数学训练,为今后进一步的学习和研究奠定了基础。然而,“文化大革命”中断了李安民进一步深造的道路。大学毕业后,他被分配到四川省阿坝藏族自治州汶川县的草坡公社劳动锻炼,后调至汶川造纸厂工作。
即便在专业不对口的造纸厂,李安民还是找到了数学的用武之地,凭着良好的数学基础,他很快就担当起工厂绘制机械图纸,安装、调试造纸机自动化控制设备等重任。上世纪60年代,直流电动机的可控硅调速系统开始广泛应用于造纸机。当时,汶川造纸厂引进的造纸机可控硅自动控制设备在全国都属先进水平,然而却没有人懂得该设备的安装和调试。为了让先进设备能够顺利投入使用,李安民和另一个大学生决定一起攻克这项技术难关。他们找来相关书籍、资料详细阅读,凭借深厚的数理功底,很快攻克了技术难关,承担起了厂里可控硅造纸机的自动控制的安装调试工作,使这台先进设备得以顺利投入使用。这项技术也成为整个造纸厂最有技术含量的工作。由此李安民受到了造纸厂的重视,继而又负责了造纸厂磨木机自动控制系统的设计、安装和调试工作,成为了厂里的技术骨干。
造纸厂的工作经历并没有让李安民忘掉数学,数学的魅力仍一直吸引着他。空闲之时,他广泛阅读相关数学书籍,并对广义相对论与微分几何产生了浓厚兴趣,仍然做着数学学习与研究的好梦。
两次重要人生转折踏上数学研究之路
1978年,国家恢复招收研究生,李安民看到了实现他理想的机会,他决定报考北京大学数学系研究生。在北京大学吴广磊教授及其夫人的帮助下,他从汶川造纸厂借调到北京大学复习迎考,并顺利考上了研究生,迎来了他人生的第一次重要转折。
吴广磊教授是当时我国最好的微分几何专家之一,“吴先生对学生要求很严,进校就告诫我,读文章不是读懂就行,也不是当高级校对员,而是要读出自己的东西。”李安民说。“自己的东西”就是要发展和创新,到李安民自己招收研究生时,也常常用它来要求学生。
遇见几何学家陈省身教授是李安民学术生涯的第二次重大转折。“陈先生的学识和眼光让我明白了什么才是好的数学,数学领域的前沿方向在哪里。”李安民说。
李安民第一次见到陈省身先生是1978年夏季,陈先生应邀到中国科学院数学研究所作关于活动标架法方面的系列演讲,当时李安民刚刚被北京大学数学系录取为研究生。听说陈先生要到中国科学院数学研究所做系列演讲,他兴奋不已,每次都早早地赶到中科院。演讲中,陈先生首先介绍了Cartan的活动标架法,进一步介绍了用活动标架法研究子流形、Sine-Gorden方程和Backlund变换以及仿射微分几何。陈先生的报告深入浅出,并一直强调原始思想的简明性以及活动标架法的强大力量,不时地还幽默几句。
陈先生的报告给李安民留下了深刻的印象,并激起他浓厚的兴趣。可以说,是陈先生讲的活动标架法将李安民引进了现代微分几何研究的大门,至今他都还珍藏着那份油印的讲稿。
李安民第二次见到陈先生是1980年春季,陈先生应邀为北京大学数学系的研究生开设微分几何基础课程。李安民被安排做课程的辅导工作,跟陈先生交流和学习的机会更多了。听这门课的人很多,包括当时来自全国各地的许多优秀青年数学工作者,大家都渴望借此机会掌握现代数学研究的基本工具,了解国际数学研究的动态。“文革”10年使中国的数学研究与世界研究前沿产生很大的差距,大家对连络、纤维丛、流形等概念都感到陌生。由于担任陈先生课程辅导的工作以及自己的努力学习,李安民的才华和能力渐渐受到陈先生的赏识。
1985年,在陈省身的推荐下,李安民从四川大学申请获得德国洪堡基金到德国研究访问,并于1991年获得德国柏林技术大学博士学位。此后的几年中,他和陈省身的交流更加密切。当时,陈省身定居在美国加州伯克利,李安民每次到美国访问,都去拜访陈先生。在与陈先生的对话与交流中,他逐步形成了新的研究思路与方向,着重开展了辛拓扑与整体仿射微分几何的研究。
研究成果跻身国际数学研究前沿
“‘文革’10年使中国的数学研究停滞不前,我们这一代人都想靠自己的努力,尽快弥补与世界研究前沿的差距。”李安民说。带着这个理想,李安民选取基本的问题开展研究。通过自己的不断努力,他在辛拓扑和整体仿射微分几何两个领域都取得了优异的成绩。
在辛拓扑领域,GW不变量的研究是近20年来国际数学热点方向,其核心问题是发展计算GW不变量的方法,研究GW不变量的性质以及与其他领域的深刻联系。1993年,李安民应陈省身教授之邀到美国加州伯克利数学研究所访问时,遇到当时在美国犹他大学的四川大学校友阮勇斌博士(现为美国密歇根大学教授,四川大学长江数学中心首席科学家之一、教育部长江学者讲座教授,国家杰出青年科学基金〈B〉获得者),两人决定合作针对此问题开展研究。经过多年的思考和探索研究,李安民和阮勇斌成功地建立了相对GW不变量理论,从而建立了一种计算GW不变量的方法。该理论于2001年发表在国际顶尖数学杂志之一Invent. Math上。李-阮的成果在国际数学界得到了广泛的引用和应用。
李安民在整体仿射微分几何领域做出系列优异的研究成果,引起国际数学界的重视。李安民等在德国出版的专著Global Affine Differential Geometry of Hypersurfaces上总结了仿射微分几何近几十年的成就和他本人在该领域的系列工作。《美国数学评论》书评认为:“该书试图填补30年的空白,它以优美的风格做到了这点,我真正地欣赏这本优秀的著作,它对每一个有志于仿射微分几何的人都有巨大的价值。”
所有这些研究成果都是辛拓扑与整体仿射微分几何领域基本而重要的问题,充分显示了李安民在数学研究领域出众的才华。
李安民(右)和学生在一起。
三十年为人师表将治学之道相传
“学高为师,德高为范”。1981年,李安民研究生毕业后分配到四川大学数学系任教。1986年,他在整体仿射微分几何领域的研究成果已经引起国际数学界的重视,这一年,他从讲师被破格晋升为教授。4年后,李安民招收了自己的第一批博士研究生。
在培养学生方面,李安民要求学生做一些基础性的学术工作,研究相关领域中的基本问题。“做学问好比修建一幢大楼,只有地基牢靠,框架结构结实,才能经受住考验。”李安民鼓励学生要敢于研究数学这幢大厦的“支撑墙”,而不是为了发论文去搞“装璜”,把精力花在细枝末节的地方。
为了尽快让学生具备独立研究的能力,李安民常常不给学生限定论文题目,只是提供一个大致的研究方向,鼓励学生们去寻找自己感兴趣的研究题目,阅读相关方面的文献。直到学生形成了自己的研究思路后,李安民再与他们一同交流,指出该领域中的核心研究价值,以及需要解决的难点问题。
“如果做研究有什么窍门儿,那就是持之以恒。”李安民说。锲而不舍的精神是做好学问的关键,在他眼中,有的学生思维敏捷,但往往博而不专,相比而言,他更喜欢学生有咬定青山不放松的精神。他常常告诫弟子,研究中遇到失败和挫折是家常便饭,要从不同角度探索解决办法,不能轻易放弃,“既然是难题,肯定很多人都想过,自然没那么容易。”
现任四川大学数学学院副院长的王宝富教授,是李安民的硕士和博士研究生。谈到对老师李安民最深刻的印象时,王宝富说:一是李老师的宽广的学术视野和深厚的数学功底,另外一个就是对学生培养的耐心和严格要求。刚进入硕士研究生学习阶段时,由于在知识水平和学术视野上都很缺乏,所做的读书或研究报告也常常不尽如人意,但李老师坚持每周都安排半天时间,耐心地坐下来听每个学生的的读书报告,及时指出报告中的不足之处,与学生一起讨论、修改,启发、告诫学生如何从报告中汲取营养,发现问题、寻找解决问题的办法,特别是,让学生明白什么是基本的问题、重要的问题。所有学生都会觉得,跟着李老师读书,很苦,但收获很大,进步很快。
四川大学数学学院陈柏辉教授于1991年跟随李安民攻读硕士。陈柏辉觉得,李安民当年的指导让他受益匪浅——从不会强迫学生做不愿意的事,而是顺应学生的发展。“每个研究生都有独立搞研究的一天,李老师培养了我们发现问题、解决问题的能力,拓展了我们的学术视野。”陈柏辉说。
享受数学研究的快乐
迄今,李安民发表的论文和著作并不多,但每项工作都反映了他严谨的治学精神和独到的研究思想。李安民先后荣获国家教委科技进步奖一等奖、国家自然科学奖三等奖、首届香港求是科技基金会杰出青年学者奖等。
这些年来,李安民先后被邀请到德国柏林技术大学数学系、美国加州伯克利数学研究所、美国威斯康辛大学数学系、美国密歇根大学数学系、美国犹他大学数学系等国内外著名大学、研究所讲学,开展合作研究。他是教育部长江学者特聘教授,并担任中国数学会副理事长,以及国内外重要数学期刊Results in Mathematics(德刊)及《数学学报》(中、外文版)编委。
李安民说,数学揭示了宇宙间很多深刻的规律,任何一门学科发展到了高级阶段都需要运用数学知识进行定量研究,“学好数学是其他学科研究的基础”。正因如此,要在数学领域做出一个世界公认的研究成果,往往需要很多年不断的探索研究。这个艰苦而漫长的过程,在李安民眼中已经是一种享受。每当接近真理一步,他就会感受到数学研究的乐趣。有时候,李安民会为一个问题冥思苦想很久,甚至睡不着觉,但一旦解决这个问题时,他又会兴奋得难以入眠。
为了保持头脑清醒,李安民有时会独自到公园散步,一边走一边思考问题。他先在头脑中构思出问题的大致框架,等思考成熟后,再写到纸上。当难题化解为一行行简单而精辟的公式时,当难题与其他问题联系起来时,李安民觉得眼前豁然开朗,呼吸舒畅。
一个研究课题常常要持续几年,李安民能记住其中的每个阶段论证环节。但对日常生活中的事情,他却时常丢三拉四。有好几次,妻子叫他下班时顺路买些馒头回家,但下班后,李安民仍然不忘思考数学题,两手空空地回家了。
如今,当选院士的李安民,仍然如以往一样,每天早早地到办公室享受着数学研究的快乐,连节假日都很少休息。一个“落伍”到刚刚学会使用手机的学者,每天思考着数学问题、听学术报告、开讨论班,带着学生畅游在数学的殿堂。 (封面摄影/陈明德)
李安民,四川大学教授、博士生导师、教育部长江学者特聘教授。
1946年出生,1963年9月~1969年7月在北京大学数学力学系学习,1969年8月~1978年8月被分配至四川省阿坝藏族自治州汶川造纸厂工作,1981年7月获北京大学数学系硕士学位,1991年10月获德国柏林科技大学数学系博士学位。1999年被聘为教育部长江学者特聘教授。
长期从事辛拓扑、整体微分几何研究,主持和承担过多项国家级科研项目。在整体微分几何方面,他率先提出了相对GW不变量理论,该研究引发了一系列后续的重要研究成果,得到国际同行的充分肯定,并被广泛引用。曾应邀到德国、美国、法国、日本等世界著名大学和研究所作学术报告,是国际著名杂志《数学评论》(美国)和《数学文摘》(德国)的评论员以及中国《数学学报》(中、外文版)和《数学进展》等刊物的编委。
2009年12月当选中国科学院数学物理学部院士。
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