華羅庚 統籌法


數學大師科學巨匠——華羅庚

 

   華羅庚,1910年11月12日出生於江蘇金壇縣。中共黨員。父親以開雜貨鋪為生。他幼時愛動腦筋,因思考問題過於專心常被同伴們戲稱為“羅呆子”。他進入金壇縣立初中后,其數學才能被老師王維克發現,並盡心盡力予以培養。初中畢業后,華羅庚曾入上海中華職業學校就讀,因拿不出學費而中途退學,故一生只有初中畢業文憑。
    此后,他開始頑強自學,每天達10個小時以上。他用5年時間學完了高中和大學低年級的全部數學課程。1928年,他不幸染上傷寒病,靠新婚妻子的照料得以挽回性命,卻落下左腿殘疾。20歲時,他以一篇論文轟動數學界,被清華大學請去工作。
    從1931年起,華羅庚在清華大學邊工作邊學習,用一年半時間學完了數學系全部課程。他自學了英、法、德文,在國外雜志上發表了三篇論文后,被破格任用為助教。1936年夏,華羅庚被保送到英國劍橋大學進修,兩年中發表了十多篇論文,引起國際數學界贊賞。1938年,華羅庚訪英回國,在西南聯合大學任教授。在昆明郊外一間牛棚似的小閣樓里,他艱難地寫出名著《堆壘素數論》。1946年3月,他應邀訪問蘇聯,回國后不顧反動當局的限制,在昆明為青年作“訪蘇三月記”的報告。1946年9月,華羅庚應紐約普林斯頓大學邀請去美國講學,並於1948年被美國伊利諾依大學聘為終身教授。不久,妻子帶着三個兒子來到美國與其團聚。
    1949年,華羅庚毅然放棄優裕生活攜全家返回祖國。1950年3月,他到達北京,隨后擔任了清華大學數學系主任、中科院數學所所長等職。50年代,他在百花齊放、百家爭鳴的學術空氣下著述頗豐,還發現和培養了王元、陳景潤等數學人才。1956年,他着手籌建中科院計算數學研究所。1958年,他擔任中國科技大學副校長兼數學系主任。從1960年起,華羅庚開始在工農業生產中推廣統籌法和優選法,足跡遍及27個省自治區直轄市,創造了巨大的物質財富和經濟效益。1978年3月,他被任命為中科院副院長並於翌年入黨。
    晚年的華羅庚不顧年老體衰,仍然奔波在建設第一線。他還多次應邀赴歐美及香港地區講學,先后被法國南錫大學、美國伊利諾依大學、香港中文大學授予榮譽博士學位,還於1984年以全票當選為美國科學院外籍院士。1985年6月12日,他在日本東京作學術報告時,因心臟病突發不幸逝世,享年74歲。

 

華羅庚
  1924年金壇中學初中畢業,后刻苦自學。1930年后在清華大學任教。1936年赴英國劍橋大學訪問、學習。1938年回國后任西南聯合大學教授。1946年赴美國,任普林斯頓數學研究所研究員、普林斯頓大學和伊利諾斯大學教授,1950年回國。歷任清華大學教授,中國科學院數學研究所、應用數學研究所所長、名譽所長,中國數學學會理事長、名譽理事長,全國數學競賽委員會主任,美國國家科學院國外院士,第三世界科學院院士,聯邦德國巴伐利亞科學院院士,中國科學院物理學數學化學部 副主任、副院長、主席團成員,中國科學技術大學數學系主任、副校長,中國科協副主席,國務院學位委員會委員等職。曾任一至六屆全國人大常務委員,六屆全國政協副主席。曾被授予法國南錫大學、香港中文大學和美國伊利諾斯大學榮譽博士學位。主要從事解析數論、矩陣幾何學、典型群、自守函數論、多復變函數論、偏微分方程、高維數值積分等領域的研究與教授工作並取得突出成就。40年代,解決了高斯完整三角和的估計這一歷史難題,得到了最佳誤差階估計(此結果在數論中有着廣泛的應用);對G.H.哈代與J.E.李特爾伍德關於華林問題及E.賴特關於塔里問題的結果作了重大的改進,至今仍是最佳紀錄。
  在代數方面,證明了歷史長久遺留的一維射影幾何的基本定理;給出了體的正規子體一定包含在它的中心之中這個結果的一個簡單而直接的證明,被稱為嘉當-布饒爾-華定理。其專著 《堆壘素數論》系統地總結、發展與改進了哈代與李特爾伍德圓法、維諾格拉多夫三角和估計方法及他本人的方法,發表40余年來其主要結果仍居世界領先地位,先后被譯為俄、匈、日、德、英文出版,成為20世紀經典數論著作之一。其專著《多個復變典型域上的調和分析》以精密的分析和矩陣技巧,結合群表示論,具體給出了典型域的完整正交系,從而給出了柯西與泊松核的表達式。這項工作在調和分析、復分析、微分方程等研究中有着廣泛深入的影響,曾獲中國自然科學獎一等獎。倡導應用數學與計算機的研制,曾出版《統籌方法平話》、《優選學》等多部著作並在中國推廣應用。與王元教授合作在近代數論方法應用研究方面獲重要成果,被稱為“華-王方法”。在發展數學教育和科學普及方面做出了重要貢獻。發表研究論文200多篇,並有專著和科普性著作數十種。

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華羅庚——-"統籌法""優選法"

華羅庚把數學應用到科普工作中去,提高了基層的工作效率……

  一天,華羅庚在給中國科技大學應用數學系同學們上課時說道:"優選法是60年代新興的學科,它是以最少的試驗次數,迅速找到生產和科學實驗最優方案的一種數學方法。在國外,對於無約束條件的目標函數尋求最優值的問題,也相繼出現了許多名目繁多的方法。但是,這些方法在理論上能否站得住腳?在實踐中是否適用?能否創造出一些適合我國特點的更有效的方法?這一連串的問題,都需要作認真深入的研究。"

  接着他環顧一下課堂,又深沉地說:"同學們,現在我們的國家還很窮,管理工作和工藝流程都有待改進,因此我想親自到工廠去試試能不能用優選法和統籌法促進生產發展,促進工作效率的提高?

  "你們當中,有誰願跟我一起去嗎?"他問大家。

  華羅庚的話音剛落,同學們就紛紛舉手響應。下課以后,共有20多個學生連夜給應用數學系黨支部打了書面報告,表示不想關在房子里閉門作論文,願意跟隨華羅庚教授到工廠里去學習用數學的方法解決實際問題。華羅庚一看,年輕人里有這么多志同道合者,信心更足了。幾天后,他就帶領着這些年輕的大學生們走進了工廠的大門。

  干了幾個月,經歷了成功,也經歷了失敗。正在總結經驗教訓的時候,華羅庚突然收到了西南鐵路建設指揮部總指揮的邀請信,邀請他到大西南去,參加成昆鐵路的建設。幾天以后,他就上路了。

  1964年秋的一天,華羅庚出現在安順的西南鐵路建設指揮部里。正在修築的這條鐵路,逶迤於川滇兩省的無數溝壑山水之中,經川西平原,穿大小涼山,跨越大渡河、金沙江,直上滇中高地。沿線山高谷深,坡陡流急,奇峰絕壁,荊棘叢生,地形險峻,人煙稀少。

  "大專家從北京來作報告了,華羅庚來和我們一起修路了!"

  工地上人們熱烈地議論着、期待着。

  這是一個艷陽天,山坡上、山溝里坐滿了工人和解放軍戰士,他們目不轉睛地注視着這位久聞其名而未見過面的著名數學家,全神貫注地聽着他講的每一句話。華羅庚一改昔日在高等學府講課時書面化、理論化的語調,用大眾化、口語化的方法講着,一個小時過去了,兩個小時過去了……直講得口干舌燥,滿頭大汗,他依然毫無倦意,講完了,又耐心地一一回答工人和工程技術人員們提出的問題。

  會后,大家三五成群地組成統籌施工戰斗組和統籌運輸戰斗組,熱火朝天地干起來。

  看到這樣的情景,華羅庚自然非常激動,喜悅的心情真比過去發表了重要論文還要增加幾分。為了使人們更好地掌握這些方法,他把自己的學生和助手們也組織起來,分成統籌運輸戰斗組和統籌施工戰斗組,冒着生命危險艱苦跋涉,輾轉在各個施工地點和大家一塊兒干。白天,他們氣喘吁吁地出沒在高山險路和人跡罕至的"一線天"、"鬼見愁"、"摘帽溝"里;夜晚,拖着疲憊的身軀和工人一起睡在帳篷里。荒山野溝里,野獸的嚎叫、猿的哀鳴,不時傳到帳篷里,令人毛骨悚然。

華羅庚拖着殘腿走在坎坷不平的山路上,生活和工作就越發困難了。

  日子一天天過去,華羅庚和他的學生們風餐露宿。山上沒有水洗澡,也沒有水洗衣服,他們的衣服上長滿虱子,只好晚上睡覺的時候把衣服脫下來抖一抖。

  一天,他們乘吉普車從成都出發,經過涼山彝族自治州的崇山峻嶺,到甘洛去。這里所謂的路,就是人們在險峭陡直的山腰里挖鑿的槽,汽車行駛在上面,如同走鋼絲,稍不小心,掉下去就會粉身碎骨。華羅庚在這樣的險路上顛簸,中途還要不時停下來給正在施工的人們作報告,講解統籌法。途中,有次汽車走着走着突然來了個急剎車,再前進一點就要連車帶人一起墜入萬丈深淵。見此情景,車里的人不禁面面相覷,出了一身冷汗。

  還有一天傍晚,太陽已經落山,華羅庚的助手和學生們還在山腰的險路上顛簸趕路。吉普車開着開着,突然翻了。附近的農民聞訊趕來一看,半天沒見動靜,非常難過,以為車里的人都摔死了。后來他們用鐮刀把車上的篷布割破,才發現人還活着。后經醫院搶救,這些人才安然脫險。而華羅庚和他的助手以及學生們,並不僅僅是作單純的探險旅行,他們每到一處施工的地方都停下宣講統籌法。華羅庚在山坡上席地而坐,一面打手勢,一面講,築路工人和工程技術人員就坐在周圍的山頭、山坡上聽。講完了,科技人員們便分成若干小組留在附近的施工現場和築路工人們一起干,直到把統籌法完全教會為止。然后,他們再向新的施工地點轉移。

  數月的奔波勞碌和艱苦生活的磨煉,華羅庚及學生們的皮膚曬黑了,人累瘦了,在粗獷的建設者當中,人們已分不清彼此。經過一番認真的調查研究,華羅庚還提出了從成都到甘洛的運輸方案。試行后,大大加快了施工進度。華羅庚和他的助手們因此受到了鐵路建設指揮部的嘉獎。

  華羅庚在此期間還遇到了這樣一件事情。一名班長和一名士兵,他們在爆破山洞時,一次放了22支雷管,其中的一支失靈,出現啞炮。戰士搶先沖進山洞追悼會已經結束,華羅庚的血液還在沸騰。他覺得,自己在純數學領域馳騁了幾十年,並沒認清數學的本質。此時,站在祖國西南的山坡上,面對肅穆的群山和戰士的血跡,他才悟出一個道理:數學和人民群眾是血肉相關的。后來,華羅庚在全國20幾個省市遍地開花的優選法,就是此時此刻,從腳下這塊土壤里萌發了思想幼芽。

  幾天后,華羅庚給中國科技大學全體師生做報告,講了大西南築路英雄們對他的教育,也講了祖國西南的大好風光,還講了他自己為什么下決心到實際生產中去、到工農群眾中去研究數學應用問題等等。

  華羅庚在實際工作中親眼看到了錯誤的數字可能導致的勞動人民的傷亡,可能給國家帶來的巨大損失。他說:"往往一位工人弟兄、革命戰士不惜生命以求的東西,可能就是我們計算時所忽略的小數點后的第二位。這些體會是書齋里、教室里如何設想也設想不到的,但在一滴水投進大海的時候,它就會發現要求變了,不再局限於如何不使自己干涸的問題,而是服從滄海的要求了。"

  接着,華羅庚又向同學們講了他從艱苦生活中和生產一線提煉出的數學應用問題。他說:"我們這次在基層發現,實際生活中有兩類問題:一類關於組織管理,一類關於產品的質量。把生產組織好,盡量減少窩工現象,找出影響工期的原因,合理安排時間,統籌人力物力,使產品生產得更好更快更多,在這方面,統籌法大有可為。再就是優選法,它能以最少的試驗次數,迅速找到生產的最優方案,也就是盡快找出有關產品質量因素的最佳點,達到優質,減少浪費。事實證明,'雙法'合理、可行,有助於打開生產的新局面。"


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