首届国家最高科技奖得主吴文俊逝世,他都有过哪些成就?(1)

吴文俊是中国最具国际影响的数学家之一,他对数学的核心领域拓扑学做出了重大贡献、开创了数学机械化新领域,对数学与计算机科学研究影响深远,其自动推理工作在国际自动推理界有着很重要的影响,也是中国首届国家最高科技奖获得者。2017 年 5 月 7 日 7 时 21 分,他在北京与世长辞,享年 98 岁。逝世消息是由中国科学院数学与系统科学研究院对外发布。


与数学结缘



1946 年,吴文俊在陈省身的带领下,才正式开始了中央研究院数学所的工作,并在陈省身指导下从事拓扑学研究。


从 1946 年到 1951 年,他主要从事施蒂费尔-惠特尼示性类的研究工作;从 1953 年到 1957 年,他主要从事庞特里亚金示性类的研究工作。其后,吴文俊转向示嵌类的研究。由于他在拓扑学示性类及示嵌类方面的杰出工作,吴文俊获 1956 年国家首届自然科学一等奖(另两位获得者是华罗庚与钱学森),并于 1957 年增选为中国科学院学部委员 (院士)。1958 年吴文俊被邀请到国际数学家大会作分组报告(因故未能成行)。


耳顺之年,老骥伏枥



进入耳顺之年,吴文俊放弃既有研究硕果,开创信息时代的数学研究。


1976 年,吴文俊在中国古算研究的基础上,开拓了机械化数学的崭新领域,研究几何定理的机器证明彻底改变了这个领域的面貌。在开始从事机器证明时,他已经六十左右,为验证自己所提方法的有效性,他从零开始学习编写计算机程序,每天十多个小时在机房连续工作,用 Fortran 语言实现了符号计算和几何定理证明的算法。


他提出的用计算机证明几何定理的方法(国际上称为吴方法),遵循中国传统数学中几何代数化的思想(与通常基于逻辑的方法根本不同),首次实现了高效的几何定理自动证明,显现了无比的优越性。他的工作被称为自动推理领域的先驱性工作,1997 年获得国际自动推理最高奖厄布朗(Herbrand)自动推理杰出成就奖。


在这段研究时期里,1986 年吴文俊曾被邀请到国际数学家大会作分组报告,1990 年荣获第三世界科学院数学奖,1993 年获陈嘉庚数理科学奖,1994 年获首届香港求是杰出科学家奖。


吴文俊还特别重视数学机械化方法的应用,明确提出「数学机械化方法的成功应用,是数学机械化研究的生命线。」他不断开拓新的应用领域,如控制论、曲面拼接问题、机构设计、化学平衡问题、平面天体运行的中心构形等,还建立了解决全局优化问题的新方法。他的开拓性成果,导致了大量的后续性工作。吴消元法还被用于若干高科技领域,得到一系列国际领先的成果,包括曲面造型、机器人结构的位置分析、智能计算机辅助设计(CAD)、信息传输中的图像压缩等。


吴文俊曾在「中国科学家人文论坛」上谈道,东方数学可以说是一种算法的数学。美国一位计算机数学大师说,计算机数学即是算法的数学。在这种意义之下,东方数学也就是一种计算机的数学。在我们进入到计算机时代,这种计算机数学或者是算法的数学,刚巧是符合我们时代的要求,符合时代的精神。从这个意义上来讲,我们最古老的数学也是计算机时代最适合、最现代化的数学。


2000 年,吴文俊由于对拓扑学与数学机械化的贡献,获得首届最高国家科学技术奖。2006 年,由于「对数学机械化新兴交叉学科的贡献」,吴文俊与美国数学家 David Mumford 共同获得了有东方诺贝尔奖之称的「邵逸夫数学奖」及一百万美元的奖金。评奖委员会认为:「通过引入深邃的数学思想,吴开辟了一种全新的方法,该方法被证明在解决一大类问题上都是极为有效的。」「吴的方法使该领域发生了一次彻底的革命性变化,并导致了该领域研究方法的变革。」他的工作「揭示了数学的广度,为未来的数学家们树立了新的榜样。」


一生成就



吴文俊的研究工作涉及代数拓扑学、微分拓扑学、代数几何学、对策论、中国数学史、数学机械化等多个数学领域,并做出重大贡献。多位菲尔兹奖获得者都引用过吴文俊院士的研究成果。


在国际上被誉为「吴方法」的数学机械化,广泛应用于人工智能、并联数控技术、模式识别等诸多领域取得的重大科研成果。作为一名「融汇中西,贯穿古今」的著名学者,他为计算机时代数学公理化符号证明做出了开创的、奠基性的工作,这些成果也成为吴文俊创新观的最好诠释。


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