周毓麟：采數(shù)學(xué)之美為吾美

吳明靜

在他身上有一種不顧世俗名利的執(zhí)著不懈，有一種力求完美的堅(jiān)定不移，有一份慷慨擔(dān)當(dāng)?shù)氖姑閼?，還有一份坦蕩從容的人生智慧。

周毓麟是我國(guó)核武器設(shè)計(jì)中數(shù)學(xué)研究工作早期的主要組織者和開(kāi)拓者之一，為我國(guó)核武器事業(yè)的發(fā)展作出了重大貢獻(xiàn)；在非線性偏微分方程領(lǐng)域，他是我國(guó)早期的主要開(kāi)拓者之一，在長(zhǎng)期的研究生涯中獲得了系統(tǒng)的杰出成果；基于科學(xué)計(jì)算實(shí)踐，他建立了離散泛函分析的方法和理論。為此，作為主要完成者之一，他獲得了國(guó)家自然科學(xué)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)及國(guó)家科技進(jìn)步獎(jiǎng)特等獎(jiǎng)各一項(xiàng)。他還獲得了華羅庚數(shù)學(xué)獎(jiǎng)、何梁何利基金科技進(jìn)步獎(jiǎng)及蘇步青應(yīng)用數(shù)學(xué)獎(jiǎng)特別獎(jiǎng)等獎(jiǎng)項(xiàng)。

弄堂里走出小數(shù)學(xué)家

1923年的2月12日，正值臘月二十七，周毓麟出生在上海市大沽路一條普通的弄堂里。周家是個(gè)小康之家，周毓麟的父母勤儉樸實(shí)，古板守舊，對(duì)子女要求十分嚴(yán)格。

按照父親的安排，周毓麟5歲半進(jìn)入私塾啟蒙，一年后轉(zhuǎn)入弄堂口的青華中小學(xué)校接受新式教育。周毓麟在小學(xué)和初中的成績(jī)平平。初中畢業(yè)后，父親要他輟學(xué)去做學(xué)徒，經(jīng)過(guò)苦苦哀求，周毓麟獲得上高中的機(jī)會(huì)，進(jìn)入大同大學(xué)附屬中學(xué)高中部就讀。在大同大學(xué)附中，他在數(shù)理化方面的潛力被發(fā)掘出來(lái)，尤其是對(duì)數(shù)學(xué)極有興趣，通過(guò)自學(xué)，他發(fā)現(xiàn)了一系列圓幾何的新定理，被班上同學(xué)戲稱為“中國(guó)的巴斯科爾”。

高中畢業(yè)前夕，周毓麟立志要上大學(xué)繼續(xù)攻讀數(shù)學(xué)。有人勸他說(shuō)：學(xué)數(shù)學(xué)畢業(yè)后不好找工作，應(yīng)該讀工科，以后好找飯碗。周毓麟?yún)s不為所動(dòng)，他對(duì)數(shù)學(xué)的熱愛(ài)已經(jīng)到了不能舍棄的地步。

1940年夏，周毓麟考入大同大學(xué)數(shù)學(xué)系。數(shù)學(xué)系和物理系合并上課，他和徐亦莊、鄭振華三名同學(xué)同進(jìn)同出，人稱“劉關(guān)張”。因?yàn)橥瑫r(shí)上了數(shù)學(xué)系和物理系的全部課程，尤其是受到了朱公瑾、高揚(yáng)芝、葉蘊(yùn)理等一批名師的傾心指導(dǎo)，周毓麟的眼界大為開(kāi)闊，為日后參與科學(xué)研究打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。后來(lái)他從純理論研究轉(zhuǎn)向應(yīng)用研究，特別是國(guó)家重大工程需求牽引的應(yīng)用基礎(chǔ)研究，都得益于在大學(xué)時(shí)期豐富而廣博的學(xué)習(xí)。

跟隨陳省身先生學(xué)習(xí)拓?fù)鋵W(xué)

1945年夏，周毓麟大學(xué)畢業(yè)?？谷諔?zhàn)爭(zhēng)的勝利卻沒(méi)有迎來(lái)國(guó)家建設(shè)的振興，他四處尋找機(jī)會(huì)無(wú)果，深深感到現(xiàn)實(shí)的無(wú)奈。年底，在葉蘊(yùn)理教授的推薦下，他和好朋友徐亦莊獲得了南京臨時(shí)大學(xué)補(bǔ)習(xí)班助教的職位。臨時(shí)大學(xué)解散后，又以失業(yè)之身回到上海。

他和徐亦莊決定去國(guó)立中央研究院上海分院碰碰運(yùn)氣，看看物理研究所和數(shù)學(xué)研究所是否招收研究生。結(jié)果兩個(gè)所都不招生，徐亦莊失望而歸，周毓麟?yún)s幸運(yùn)地獲得了旁聽(tīng)陳省身先生講課的機(jī)會(huì)。

那時(shí)，受姜立夫所長(zhǎng)的委托，陳省身代理籌辦數(shù)學(xué)研究所。陳省身希望以拓?fù)鋵W(xué)為起點(diǎn)，將數(shù)學(xué)主流作為研究項(xiàng)目的內(nèi)容，并計(jì)劃將數(shù)學(xué)所創(chuàng)建為國(guó)內(nèi)拓?fù)鋵W(xué)研究的基地，因此，他在數(shù)學(xué)所注重培養(yǎng)新人，開(kāi)設(shè)了一系列講座。周毓麟認(rèn)真學(xué)習(xí)，善于領(lǐng)悟，他的進(jìn)步很快，引起了陳省身先生的注意。雖然沒(méi)有名師推薦，但周毓麟還是于1946年11月正式進(jìn)入數(shù)學(xué)研究所，并接替赴法留學(xué)的吳文俊擔(dān)任圖書管理員一職。

周毓麟順利進(jìn)入了拓?fù)鋵W(xué)研究的大門。陳省身先生指導(dǎo)他研究“判斷多維空間的雙曲面可定向問(wèn)題”，1948年初，論文《關(guān)于可微流形的可定向性（英文）》在清華大學(xué)《科學(xué)報(bào)告》第五卷上發(fā)表。

這項(xiàng)課題的研究給周毓麟很大鼓舞，他說(shuō)：“陳省身先生指導(dǎo)我，我好像突然就開(kāi)了竅似的，對(duì)工作對(duì)學(xué)習(xí)都好像很有信心，很有辦法了。他接著把問(wèn)題拓展到空間中的兩次曲面的可定向性，甚至是同倫群。陳先生又讓他做Grassman流形的可定向問(wèn)題。他寫成了一篇《實(shí)二次超曲面同調(diào)性質(zhì)之研究》的報(bào)告和一篇摘要，在南京舉辦的中國(guó)數(shù)學(xué)大會(huì)上作了報(bào)告。

也就在1948年下半年，中央研究院決定搬遷到臺(tái)灣，數(shù)學(xué)所的研究員們紛紛尋找后路。陳省身要去美國(guó)，臨行前他找到周毓麟，表示要帶他去美國(guó)攻讀學(xué)位，讓周毓麟先去臺(tái)灣等著。周毓麟沒(méi)有過(guò)多考慮，當(dāng)即謝絕。陳先生又推薦他去大同附中任教，周毓麟也不愿意，他覺(jué)得自己最好還是到大學(xué)里去做研究。

最終，陳省身先生給清華大學(xué)數(shù)學(xué)系段學(xué)復(fù)先生寫信，將包括周毓麟在內(nèi)的5名弟子推薦到清華大學(xué)工作。

從清華到北大，萌生“數(shù)學(xué)要有用”的念頭

1949年9月30日，周毓麟攜夫人徐明月北上抵達(dá)清華園。第二天，他驚奇地發(fā)現(xiàn)應(yīng)該很熱鬧的校園里沒(méi)什么人：中華人民共和國(guó)中央人民政府宣告正式成立，人們都去參加開(kāi)國(guó)大典了。

他的生活安定下來(lái)，工作起來(lái)也動(dòng)力十足。他繼續(xù)深入拓?fù)鋵W(xué)研究，華羅庚先生和段學(xué)復(fù)先生給予他很大的鼓勵(lì)與支持。在1951年的《數(shù)學(xué)學(xué)報(bào)》上他發(fā)表了四十多頁(yè)的論文《假流形同倫群與流形同倫群（英文）》。

在清華大學(xué)的研究工作，帶給他精神上極大的愉悅。一次，他深刻領(lǐng)會(huì)到偶數(shù)維單位球上的連續(xù)而又處處不為零的切向量場(chǎng)是不存在的，并由此聯(lián)想到了一個(gè)問(wèn)題：地球上不可能處處有和風(fēng)，如果每一點(diǎn)都有風(fēng)的話，一定會(huì)有旋風(fēng)。當(dāng)時(shí)他非常激動(dòng)，沒(méi)想到那么偉大、高妙、抽象的拓?fù)鋵W(xué)與人們生活空間發(fā)生如此密切的關(guān)聯(lián)，能夠化作對(duì)萬(wàn)物和諧、生命美好的具象感受。

他覺(jué)得自己還應(yīng)該把工作做得更具體一些，這時(shí)，院系調(diào)整開(kāi)始了，他被調(diào)整到北京大學(xué)數(shù)學(xué)力學(xué)系高等數(shù)學(xué)教研室。在北京大學(xué)，他認(rèn)真教學(xué)，也誠(chéng)懇地參加政治學(xué)習(xí)和思想改造，感悟到了國(guó)家建設(shè)需要什么樣的數(shù)學(xué)家，需要什么樣的數(shù)學(xué)工作。他逐漸萌發(fā)了“數(shù)學(xué)要有用”的念頭，計(jì)劃要學(xué)一點(diǎn)計(jì)算，而且拓?fù)鋵W(xué)也應(yīng)該搞一點(diǎn)應(yīng)用。

負(fù)笈莫斯科大學(xué)

1953年夏天，周毓麟被北大數(shù)力系推薦參加留蘇生選拔考試，順利考入俄語(yǔ)?？茖W(xué)校。經(jīng)過(guò)一年的學(xué)習(xí)和考察，他順利獲得留蘇推薦名額。這時(shí)，他決定放棄已小有所成的拓?fù)鋵W(xué)專業(yè)，改學(xué)能直接服務(wù)于社會(huì)主義建設(shè)的計(jì)算數(shù)學(xué)。他的選擇對(duì)許多同學(xué)觸動(dòng)很大。

1954年夏，周毓麟抵達(dá)莫斯科大學(xué)，因?yàn)橥瑢W(xué)黃敦的一句戲言，他選擇了攻讀偏微分方程專業(yè)，導(dǎo)師是著名的女?dāng)?shù)學(xué)家?jiàn)W列伊尼克。

因?yàn)橹茇棍胫安](méi)有學(xué)習(xí)過(guò)偏微分方程，起初，導(dǎo)師對(duì)這個(gè)比自己還大一歲的中國(guó)學(xué)生充滿顧慮，特意為他制定了一個(gè)很詳細(xì)的學(xué)習(xí)計(jì)劃。周毓麟理解老師的苦心，他決心抓緊每一分鐘學(xué)習(xí)，于是自制效率手冊(cè)，將每天的學(xué)習(xí)與鍛煉都一一記錄：每周學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的時(shí)間必須達(dá)到七十個(gè)小時(shí)，如果不夠，下周要補(bǔ)回來(lái)。他很快就適應(yīng)了研究工作。

第二學(xué)年，他在導(dǎo)師指導(dǎo)下開(kāi)始研究非線性拋物型方程的第二邊值問(wèn)題。他巧妙地運(yùn)用拓?fù)鋵W(xué)不動(dòng)點(diǎn)定理研究整體解的存在性。他和導(dǎo)師合作研究的成果公開(kāi)發(fā)表，這就是著名的滲流方程的論文。這篇論文揭示了一個(gè)重要的事實(shí)：即滲流方程的解關(guān)于擾動(dòng)的傳播速度是有限的。滲流方程是非線性退化拋物型方程，而一般非退化拋物型方程的解關(guān)于擾動(dòng)的傳播速度是無(wú)窮大。他們的理論很出人意料，也很有應(yīng)用價(jià)值，被公認(rèn)為是具有開(kāi)創(chuàng)性的經(jīng)典性工作。

這篇文章至今還被不斷引用，并作為重要的研究成果收入1957年出版的《蘇聯(lián)數(shù)學(xué)四十年·偏微分方程》。

在北大開(kāi)創(chuàng)非線性偏微分方程研究中心

1957年夏，周毓麟順利獲得副博士學(xué)位后，重新回到北京大學(xué)執(zhí)教。

他從蘇聯(lián)帶回了對(duì)非線性橢圓型方程和拋物型方程的最新認(rèn)識(shí)。非線性橢圓型和拋物型方程是當(dāng)時(shí)國(guó)際上最前沿的領(lǐng)域，在國(guó)內(nèi)也是一個(gè)全新的領(lǐng)域，周毓麟帶著學(xué)生們廣泛閱讀文獻(xiàn)、追根究底，力求掌握文獻(xiàn)中的內(nèi)容。按照他的要求，學(xué)生們理論課學(xué)得扎實(shí)，積極參加社會(huì)實(shí)踐，專門化學(xué)習(xí)班和討論班很快成為了國(guó)內(nèi)非線性偏微分方程研究的著名群體。

1959年夏，周毓麟編寫了一本名為《非線性橢圓型方程與非線性拋物型方程理論選講》的講義，把非線性橢圓型、拋物型方程研究的最主要的內(nèi)容做了簡(jiǎn)要的描述和刻畫，使得讀者能夠了解非線性偏微分方程研究框架，了解核心問(wèn)題是要做出先驗(yàn)估計(jì)。這本因?yàn)闀r(shí)代原因而未能正式出版的講義體現(xiàn)了當(dāng)時(shí)非線性偏微分方程最現(xiàn)代的思想，標(biāo)志著中國(guó)的數(shù)學(xué)家在1959年已經(jīng)將非線性偏微分方程研究發(fā)展到了世界一流的高度。

從北大專門化學(xué)習(xí)班中走出了一批高水平的教學(xué)和科研人才。如同濟(jì)大學(xué)數(shù)學(xué)研究所所長(zhǎng)、原蘇州大學(xué)校長(zhǎng)姜禮尚、北京理工大學(xué)原數(shù)學(xué)系主任葉其孝、北京大學(xué)原數(shù)學(xué)系主任應(yīng)隆安以及滕振寰教授、清華大學(xué)數(shù)學(xué)科學(xué)系韓厚德教授等。在隨后的三四十年間，這批弟子活躍在非線性偏微分方程研究的前沿，獲得了眾多成就。他們也始終感懷周老師的教導(dǎo)與鼓勵(lì)。

建功核武，功勛卓著

1960年5月的一天，結(jié)束了上午教學(xué)任務(wù)的周毓麟，剛走出教室，就接到調(diào)動(dòng)通知：國(guó)家要調(diào)他參加一項(xiàng)重要的國(guó)防工作。周毓麟干脆利落地回答說(shuō)：

“沒(méi)問(wèn)題，黨叫干啥就干啥”。

他的新工作單位是二機(jī)部九所。在北京海淀區(qū)一個(gè)沒(méi)掛牌子的大院里，鄧稼先熱情地接待了他，但是只言不提具體工作。隨后的一段時(shí)間，他按照鄧稼先等人的安排開(kāi)展學(xué)習(xí)和調(diào)研，慢慢了解到，九所原來(lái)是搞原子彈的。

周毓麟?yún)⑴c了第一顆原子彈理論突破時(shí)的“九次計(jì)算”。作為數(shù)學(xué)工作的指導(dǎo)者和組織者之一，他首先著力解決原子彈爆轟過(guò)程的一維精確計(jì)算問(wèn)題。他帶領(lǐng)科研人員，通過(guò)調(diào)研學(xué)習(xí)，選定了馮·諾依曼方法，在流體力學(xué)方程組中增加一個(gè)人為黏性項(xiàng)，將沖擊波的間斷面變成有限寬度的連續(xù)區(qū)，在該區(qū)域內(nèi)方程變成拋物型，從而解決了計(jì)算問(wèn)題。

1961年底，他指導(dǎo)科研人員完成了內(nèi)爆動(dòng)力學(xué)過(guò)程一維總體計(jì)算程序的編制并正式提供使用。

1962年起，周毓麟先后組織開(kāi)展了關(guān)于斷裂、爆轟波、點(diǎn)爆炸等問(wèn)題的數(shù)值計(jì)算方法研究和編程工作。

在長(zhǎng)達(dá)20年的時(shí)間里，周毓麟一直主管核武器數(shù)值模擬和流體力學(xué)方面的研究工作，該領(lǐng)域涉及數(shù)學(xué)、物理與力學(xué)等學(xué)科的交叉以及基礎(chǔ)與應(yīng)用的結(jié)合，深刻體現(xiàn)了研究工作的綜合性、復(fù)雜性和集體性。他在研究隊(duì)伍的組織、數(shù)學(xué)模型的建立、數(shù)值方法的設(shè)計(jì)以及解決應(yīng)用中的大量數(shù)學(xué)問(wèn)題，包括系列計(jì)算程序的研制與成功應(yīng)用等方面作出了眾多重要貢獻(xiàn)。

另外，他在長(zhǎng)期從事大規(guī)模科學(xué)計(jì)算的基礎(chǔ)上，對(duì)大型計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)提出了一系列要求。他研究了計(jì)算機(jī)字長(zhǎng)與舍入誤差的關(guān)系，建立了相應(yīng)的概率模型；研究了網(wǎng)絡(luò)平均短程與網(wǎng)絡(luò)乘積問(wèn)題，對(duì)復(fù)雜計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)及其優(yōu)化問(wèn)題作出了貢獻(xiàn)。

他和鄧稼先、周光召、于敏、黃祖洽、秦元?jiǎng)?、江澤培、何桂蓮等科學(xué)家密切合作，協(xié)同攻關(guān)，他們被稱為理論部八大主任。

作為項(xiàng)目《原子彈、氫彈設(shè)計(jì)原理中的物理力學(xué)數(shù)學(xué)理論問(wèn)題》的主要完成者之一，他獲得了國(guó)家自然科學(xué)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。

開(kāi)辟基礎(chǔ)研究新領(lǐng)域

1978年之后，在改革開(kāi)放精神的鼓舞下，周毓麟結(jié)合核武器理論研究工作的實(shí)際情況，又重新回到基礎(chǔ)研究領(lǐng)域，開(kāi)展與專業(yè)相關(guān)的應(yīng)用數(shù)學(xué)研究。

在人生邁入60歲之際，周毓麟開(kāi)始了對(duì)非線性發(fā)展方程及其差分方法的研究，創(chuàng)造性地開(kāi)辟了多條行之有效的途徑。這一時(shí)期他的一項(xiàng)重大成就是建立了離散泛函分析的方法和理論，并成功地運(yùn)用于非線性發(fā)展方程差分方法，形成了獨(dú)樹(shù)一幟的系統(tǒng)理論。

在他創(chuàng)立離散泛函分析方法并應(yīng)用于有限差分方法研究之前，人們?cè)谘芯糠椒ㄉ?，比較多地重視離散化后得到的代數(shù)方程組的“代數(shù)”性質(zhì)，常常忽略了它所具有的微分方程屬性。

周毓麟提出了一個(gè)新的、非啟示性的、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)姆椒?，仔?xì)研究了這種非線性偏微分方程（組）有限差分格式的基本性質(zhì)和對(duì)非線性偏微分方程（組）的近似問(wèn)題，獲得了一系列完整而深刻的結(jié)果，形成了一個(gè)新的體系，并于1990年出版了英文版專著《離散泛函分析在有限差分方法中的應(yīng)用》。

這一時(shí)期，他的研究成果噴涌而出。從1980年到2003年，他與合作者發(fā)表論文共130余篇，豐碩的研究成果展現(xiàn)了他雄厚的理論基礎(chǔ)與豐沛的研究激情。

三次轉(zhuǎn)變，三次提升

在70多年的數(shù)學(xué)生涯中，周毓麟曾三次轉(zhuǎn)變研究方向，每一次都取得了重大成就。

1954年，為學(xué)習(xí)對(duì)國(guó)家更有用的微分方程，他放棄了已小有成就的拓?fù)鋵W(xué)研究；1960年，當(dāng)國(guó)家征調(diào)他去參加核武器理論研究時(shí)，他又毫不猶豫地離開(kāi)了自己一手開(kāi)創(chuàng)的中國(guó)偏微分方程研究與教學(xué)中心；當(dāng)國(guó)家改革開(kāi)放后，他又回到基礎(chǔ)研究領(lǐng)域，著力以理論研究提升應(yīng)用研究。

他馳騁在相當(dāng)廣闊的領(lǐng)域：拓?fù)鋵W(xué)、偏微分方程、計(jì)算數(shù)學(xué)、計(jì)算流體力學(xué)等。他總是本著一個(gè)基本理念：數(shù)學(xué)源于實(shí)際，數(shù)學(xué)研究應(yīng)基于實(shí)際，并提升為數(shù)學(xué)方法和理論，回歸指導(dǎo)實(shí)際。

這個(gè)基本理念成就了他基礎(chǔ)研究與應(yīng)用研究緊密結(jié)合、多個(gè)學(xué)科交叉融合的學(xué)術(shù)特點(diǎn)，成為國(guó)內(nèi)少有的在基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研究等方面都作出卓越貢獻(xiàn)的大家。

當(dāng)別人稱贊他為國(guó)家三次犧牲專業(yè)時(shí)，他卻認(rèn)為自己經(jīng)歷了三次提升。他曾告訴年輕同志“國(guó)家需要我，是我的榮幸。實(shí)際上，我也總是想從更廣闊的視野上，不斷提高自己對(duì)數(shù)學(xué)的認(rèn)識(shí)。這一點(diǎn)是推動(dòng)我勇于去改變、去作研究的動(dòng)力。”

進(jìn)入20世紀(jì)90年代，榮譽(yù)紛紛涌向這位默默奉獻(xiàn)的數(shù)學(xué)家。1991年，當(dāng)選中國(guó)科學(xué)院院士；1996年10月，榮獲何梁何利科技進(jìn)步獎(jiǎng)；1997年4月，榮獲第三屆華羅庚數(shù)學(xué)獎(jiǎng)；2006年，榮獲蘇步青應(yīng)用數(shù)學(xué)獎(jiǎng)特別獎(jiǎng)。

面對(duì)這些數(shù)學(xué)界至高榮譽(yù)，他卻特別的冷靜。他推崇誠(chéng)懇地工作，誠(chéng)實(shí)地生活，也從不以專業(yè)領(lǐng)域的大師自居，更沒(méi)有門派之見(jiàn)，所以他從不曾禁錮自己的腳步和眼光，雖年屆高齡，他依然持續(xù)關(guān)注我國(guó)的核武器數(shù)值模擬，持續(xù)關(guān)注計(jì)算數(shù)學(xué)學(xué)科發(fā)展。

在這位94歲老人的身上，有一種不顧世俗名利的執(zhí)著不懈，有一種力求完美的堅(jiān)定不移，有一份慷慨擔(dān)當(dāng)?shù)氖姑閼?，還有一份坦蕩從容的人生智慧。