人物小傳
林群:1935年出生,福建連江人。中國科學院數學與系統科學研究院研究員、中國科學院院士。在計算數學,特別是微分方程的高性能解法方面,進行了長期深入研究。他熱愛科普和教育事業,著有《畫中漫游微積分》《微分方程與三角測量》《微積分快餐》等科普讀物,被評為2019年十大科學傳播人物。
北京的冬天,空氣中夾雜著些許寒意。一個下午,身著深灰色夾克,頭戴白色帽子的林群緩緩向記者走來……因為前一陣子身體不適,他的身形比往日更顯瘦削。
“怎么讓普通人學會微積分?就得用他熟悉的知識來講。”到了辦公室還沒坐穩當,林群便從表面斑駁的黑色挎包里掏出一大摞資料,帶記者走進微積分的世界……
“學習也好,研究也好,一定要有刨根問底的決心”
從1952年考入廈門大學數學系算起,林群已經在數學的海洋里摸爬滾打了69年。數學,在普通人看來,晦澀難懂、推理復雜,林群卻說,“數學領域十分奇妙,你能從一行行公式和一串串數字中,找到樂趣與挑戰”。
讀高中時,林群的數學老師常常用一節課中一半的時間講公式定理,另一半時間講數學家的故事。牛頓、柯西、黎曼……這些數學家的故事,讓林群陷入了對數學的向往與著迷,“好老師,就是把書越講越薄,而不是越講越厚。”
“我對數學的熱愛,就是那個時候培養起來的。”1956年,廈門大學畢業的林群走入了中國科學院數學研究所的大門,進入了泛函分析和計算數學的研究領域。
那時的數學所,聚集了華羅庚、關肇直、陳景潤、吳文俊等一批著名的數學家。林群師從關肇直。那時,關肇直工作繁忙,林群就在快下班時,到老師辦公室門口靜靜等候。“我曾經計算過,老先生從辦公室走回家,大約有20分鐘路程,和老先生這20分鐘的交流,讓我收獲很多。”剛接觸泛函分析,林群覺得十分抽象,他問關先生怎么辦,關肇直回答得簡單利落:“你試著按照平面幾何的思路去想。”
“在科學家身邊,總能學到一些做學問的秘訣,這些秘訣書本上沒有,課堂上也沒有。”按照關老提示的思路,林群把泛函分析重新梳理了一遍,豁然開朗,“學習也好,研究也好,一定要有刨根問底的決心。”
“每取得一個階段性成功,就會化作下一次奮斗的動力”
林群總說,自己所做的工作,與前輩相比不值一提,實際上,林群取得的研究成果,也解決了不少實際應用的難題。
泛函分析中的相關算法,因為計算量大、操作難度大,一直以來都是數學界難啃的硬骨頭之一。在老師關肇直的提示下,林群開始將有限元方法結合起來深入研究。“那段時間,就把自己關在一個小屋子里面,桌面上擺著厚厚的稿紙,用掉的鋼筆墨水一瓶又一瓶,不分日夜、埋頭計算。”林群回憶,有時候沿著一種計算方法不斷前進,但是算到后來結果不對,這時候就會自我懷疑、自我否定……
探索的過程,雖然艱辛、孤獨,但林群最終得出結果,其間也收獲了很多快樂。通過努力,林群最終找到了有限元的加速方法,即迭代伽遼金方法。同樣的計算量,普通算法需要8個小時,采用迭代伽遼金方法只需1個小時。這一算法被廣泛運用到核電站和堆石壩等項目的計算中,使計算速度大大提高。
剛解完一個難題,另一個又擺在林群面前:有限元解能否通過外推,提高計算精度?經過日夜攻堅,林群聯合四川大學呂濤、蘇州大學沈樹民,共同提出了有限元外推法,大幅提高了計算精度。“解100個未知數方程,計算量僅是不使用有限元外推法的百分之九。解1萬個未知數方程,計算量是不使用有限元外推法的萬分之九。”呂濤說,“有限元外推技術”1989年獲得中國科學院自然科學獎一等獎。
“這便是數學的魅力,剛翻過一座高峰,就會看到下一座;每取得一個階段性成功,就會化作下一次奮斗的動力。”林群說,研究數學,有時候要試著“和自己較勁”,得出一種相對簡便的算法后,要再問問自己“能不能算得更快一些、更準一些,還有沒有別的算法”。
“為青少年的成長出一份力,是我們義不容辭的責任”
畫漫畫、開慕課、做直播、寫博客……林群年逾八旬,新潮的玩意兒卻樣樣精通。林群說,自己還有一個愿望,就是把晦澀難懂的微積分,通過科普等生動形象的方式,講給更多中小學生聽。1993年,林群當選為中科院院士;此后,他一頭“扎”進了科普的世界里。
“微積分向大眾宣傳,就得用大家懂的語言體系來做比喻。”林群說。上世紀90年代,林群隨團旅游時參觀一棵古樹。導游說,古樹年年都在長高,怎么測量樹高?有人說把樹砍倒了量,有人說爬到樹上量。林群立刻想到了可由斜率求樹高,而不必砍樹或爬樹。這不就是微積分的基本公式嗎?回到房間,林群馬上將這個故事寫下來,并配上圖畫,在媒體上發表后,有好幾本教科書用了這幅畫。此后,林群就開始用圖配文的方式來講授數學知識。
1999年,得知天文學家王綬琯倡議成立北京青少年科技俱樂部,林群第一時間在倡議書上簽字。此后無論多忙,只要俱樂部有活動,他總會盡力騰出時間,趕來和孩子們見面。次數多了,孩子們親切地叫他“微積分爺爺”。“為青少年的成長出一份力,是我們義不容辭的責任。”林群總是這么說。
“這么大歲數了,搞科普沒有名也沒有利,干嗎還堅持?”有人不解。“是不是科研搞不下去了才去搞科普?”有人誤解。林群不為所動:“雖然我做的是很普通的科普工作,但是我實在放不下……”
中科院成都計算所研究員張景中很是理解林群的堅持。早在1996年6月,張景中到北京參加會議。一天,他在吃早餐時恰好與林群同桌,“微積分的教學必須改革,要用簡單明了的方式讓它變得更容易理解,而不是讓人心生畏懼……”兩人越聊越投機,一南一北兩位數學家由此開始了長達20多年的科普合作。近期他們正醞釀寫一本名叫《微積分新講》的教材,“這本書會出不同版本,供給不同年齡段的讀者看。”張景中說,“我們平常都是通過郵件溝通,即便林群生病也沒有中斷。”
“他呀,除了數學,其他事都不上心。”說起老伴林群,妻子馮榮書很無奈:“整天坐在那兒寫寫畫畫,難得看一會兒電視,不大一會兒眼睛閉上了,但手還在腿上比劃不停……”
“一定要把孩子們的興趣搞起來。”林群說,“要做的事太多,我們只是做了一點點努力而已。”他希望,到90歲的時候,能讓微積分普及到中小學生和家長,普及到各行各業。(施芳)
免責聲明:市場有風險,選擇需謹慎!此文僅供參考,不作買賣依據。
上一篇:數說|為何中國能端牢自己的飯碗?
下一篇:時間從何而來?