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2022年11月04日
【中国教育报】在孤寂中探寻数学之光——记中国科学技术大学数学科学学院叶向东院士

本报记者 王志鹏

图为叶向东院士在天津大学作学术分享。学校供图

□“国之大者·科学家”系列

开栏的话:胸怀祖国、服务人民,他们打造出一张张闪亮的“国家名片”;勇攀高峰、敢为人先,他们在前沿科研领域探索着中国答案;淡泊名利、潜心研究,他们为推动国家科技发展与进步而奋斗;甘为人梯、奖掖后学,他们甘做科技教育路上的“点灯人”。

党的二十大擘画了宏伟蓝图,对科教兴国战略作出了全面部署。科技成就离不开精神支撑。党的二十大报告提出,培育创新文化,弘扬科学家精神,涵养优良学风,营造创新氛围。即日起,本版推出“国之大者·科学家”系列,聚焦科学大家,讲述科学家故事、传播科学家精神,敬请读者期待。

又到金秋、又到桂花开,中国科学技术大学校园里的一树树深绿中,米粒大小的花朵散发出浓郁的香气。叶向东最喜晚上林间散步,于移步换景之间和呼吸吐纳之中,驱散头脑中的昏昏沉沉,让自己过一会儿可以回办公室继续思索基础数学难题。

从16岁到即将步入花甲之年,除了留学的那几年,叶向东宝贵的青春年华都是在中国科大度过。在这里,他传承科大老一辈数学家的精神,辛勤耕耘事业,获得中国科学院院士等殊荣,也尽力散播数学的种子,培养了20多名博士。

愿为科教兴国奉献余热,叶向东说自己愿做一支“永不熄灭”的蜡烛。

“国家重视我,不能负了这份信任”

1963年,叶向东出生在安徽省宁国市一个知识分子家庭,母亲是语文老师,父亲是数学专业出身。年少时,正值国家处于特殊时期,高考还未恢复,他对于学好数学这件事懵懵懂懂。

“真正喜欢上数学是在高中时期。”1978年,国家恢复高考的第二年,正在乡镇中学读高一的叶向东,遇到了厦门大学毕业的数学老师,数学老师通过一段时间的接触,觉得他颇有数学天赋,十分惜才,一天找到正在干农活的他说:“别干活了,跟我学习去。”

之后,叶向东便和其他几个学习成绩较好的学生一起参加培训,并参加数学竞赛。没想到一鸣惊人,获得了徽州地区第一名,还代表区里参加省里的比赛。在一次次比赛中,能力得到了肯定,激情一下子就被点燃,叶向东花了一学期复习初中三年的数学,又花了一学期提前学完高二的数学,然后斗志昂扬地参加了高考。不出意外,数学考得相当不错,但由于没有复习其他课,整体成绩并不理想。于是,第二年他又将物理化学复习一遍,再战高考,被中国科大数学系录取。

1986年,随着中苏关系的缓和,叶向东有了去莫斯科大学数学和力学系继续深造的机会,他背上行囊,踏上了去异国他乡求学的道路。

在中国科大的硕士学习阶段,叶向东在导师的指导下从事动力系统方向的研究。在莫斯科大学留学时,他自然地选择了动力系统方向继续学习。苏联的动力系统研究方向有许多享誉世界的大师、优良的学术传统,在这样的学术环境熏陶下,他的学业也有了长足的进步。

毕业后,叶向东又到意大利理论物理中心从事博士后研究,并与同行建立了良好的合作关系。也就在这个时候,他面临一个关乎未来一生的抉择:是到西方高校当教授,领着一个月三四千美元的工资,还是回国到母校任教,一个月只有一千元人民币?

当年的大部分留学生选择前者,但是叶向东却毫不犹豫地选择后者!难道他不缺钱?

那个年代,身在异国他乡,连跟父母报声平安都是件奢侈而困难的事。首先得去莫斯科邮局预约通话时间,以防打过去国内无人接听,待确定后再来到邮局排队,然后按照工作人员的指示,来到一面挂满电话的墙壁,拿起固定编号的电话与家人沟通。这种交流方式不仅过程烦琐,而且话费不菲。

后来,叶向东开始写信寄回家。为了省钱,他每次飞莫斯科时会随身携带厚厚一沓信封与信纸,想家的时候就写上一封,攒足了厚厚一沓,便去学校附近的中国大使馆,拜托工作人员回国时把这些信带到北京,再寄出。

交流不畅只是异乡生活不易的一部分,很长一段时间,叶向东连吃上可口的饭菜都是奢望。那时,苏联还没有百货商店,买鸡蛋是一个店,买土豆又是另一个店,常常要排好几个队才能把东西买齐。毕业前,赶上苏联解体,食物短缺、物价飞涨,叶向东到处都买不到米,作为一个地地道道的南方人,有几个月没能吃上一口米饭,每天只能变着烹饪方式做土豆吃,以至于后来见到土豆就想吐,这种生理反应直到回国十几年后才稍稍缓解。

没钱,为什么还选择回国?他坦然地说:“国家重视我啊!还没下飞机,就给我评上了副教授,并委以重任。这在国外是难以想象的。”

“基础数学追求简洁、优美,充满着魅力”

国家委以重任,必不负所托。回到中国科大任教后,他更是一门心思扑在研究数学上。在叶向东眼里,这是一门艺术,就像美术作品之于画家、文学作品之于作家。有时,他拿起一本书,坐在靠窗的椅子上,沉浸在数学的世界中,任白天换了黑夜;有时,他抽根烟,翘着腿,坐在沙发上苦苦思索,寻求解题方向;有时,灵光乍现,他会猛地站起来,走到黑板前写写算算,也会与其他人探讨交流,“基础数学追求简洁、优美,充满着魅力。”

不久以后,他又扛起行政重担,陆续任理学院副院长、数学系主任、校党委副书记、副校长、纪委书记等,“我特别担心自己分身乏术,把科研落下,幸好其间获得了国家杰出青年科学基金资助,组建了团队,靠着他们坚持了下来。”

30多年来,他一直从事基础数学中拓扑动力系统、遍历理论及其应用的研究,与合作者在动力系统的结构定理、多重遍历平均的收敛、熵的理论、动力系统的复杂性及其在组合数学的应用等方面进行了深入研究,取得了一系列深刻的结果。

到目前为止,他在国际高水平数学杂志上发表论文110多篇,多次在国际数学会议上作邀请报告,担任多个国际数学杂志的编委,是所从事领域有国际影响的学者。1996年,他获得国家杰出青年科学基金资助;2011年,获安徽省科学技术一等奖(第一完成人);2013年,获得第十四届陈省身数学奖;2018年,获国家自然科学奖二等奖(第一完成人);2019年,当选中国科学院院士;2020年获得何梁何利基金科学与技术进步奖。

叶向东在科研上取得了累累硕果,在培养学生上也是颇费苦心。基础数学要研究的问题多如瀚海,若不多加指点,很容易迷失方向,遭遇挫折。因此,他前期深度参与,从选题的确定到论文字句的修改,事无巨细;后期则放手让学生独立做课题,在大方向上为学生做指引,因为科研必须要有独立的过程,让学生自己摸索,也是成长的过程。

20多年前,黄文上大三,正为毕业论文选题而烦恼。这时,叶向东如一道光闯进了他的世界。“老师的课旁征博引、脉络清晰,把枯燥的数学讲得很透彻,还会指明前沿研究问题与方向,我十分受益。”

“老师不仅教授我们知识,还让我懂得何为坚持。”在基础数学领域,99%的时间都是在碰壁,很多时候黄文走到绝境,想放一放、歇一歇,但叶向东仍旧主动找他聊一下最新进展,探讨交流研究心得,看到老师咬定青山不放松,花上十几年,甚至更长时间研究一个问题,黄文深受感染,坚持研究,终在动力系统领域熵与Sarnak猜想、多重回复性与多重遍历平均和Fokker-Planck方程稳态测度等方面取得突出成就,荣获第十八届陈省身数学奖。

当黄文成为教授,开始带自己的学生时,猛然惊觉原来指导学生要付出那么多的心血,方知叶向东当年的不易,“他花在学生身上的心血比女儿还多。”

“遇到一个优秀的学生非常幸运,当然得好好培养。”叶向东介绍,1958年著名数学家华罗庚教授亲自主持创办中国科大数学系,并任首任系主任,关肇直、吴文俊、冯康等一大批知名专家曾在此任教。先辈们严谨的治学精神和宝贵的学术传统深深地影响着一代代学生,学生们有着为科研献身的自觉。

到目前为止,叶向东已经培养了20多名博士,其中2名分别获得国家杰出、优秀青年科学基金资助,2名获得全国优秀博士学位论文奖,3名获得中国科学院优秀博士学位论文奖,1名获中国科学院院长特别奖。

“数学对我就像空气一样不可或缺”

用“数学世家”形容叶向东的家庭,一点不为过,他的父亲是数学教师,他自己是数学教授,他妻子也是数学教授,就连他唯一的女儿也是学数学的。

研究生时期,叶向东认识了校友张梦萍,结下了一生情缘;莫斯科读博期间,万里山河未能阻隔绵绵情意;留学的最后一年,两人孕育了爱情的结晶。完成意大利博士后研究、乘坐飞机回国时,妻子一直相伴左右;在中国科大任职后,他常常在晚饭后与妻子并肩走在学校的校园里,一起赏景、一起聊天、一起度过悠悠岁月。

在家里,他喜欢看纪录片,特别是科普片,这源于他对未知世界的好奇。科普纪录片中看得最多的要数动物世界和起源两大类,因为看其他生物如何繁衍生息能反思人类的做法,看太阳系是和宇宙如何诞生的会思考人类将走向何方。“以前我不太了解理论物理和天文学,觉得他们的研究有点虚,观看科普节目后发现不是那样,他们的研究有理论、有实验和观察的验证,成果影响着人类的未来。有时候,人得跳出专业领域,看看外面的世界。”

女儿准备读大学时,叶向东极力推荐她学数学,女儿毕业后有意转向念金融博士,他又劝道:“数学学好了,再干其他领域会比较轻松。”这些年来,女儿眼见着他早上在办公室、下午在办公室、晚上还在办公室,做科研压力很大,不愿意过这样的生活。有一次,女儿给叶向东发了张讨论班的现场照,台上讲话的教授秃了顶,台下也是一排油光锃亮的后脑勺,附言道:“爸,你难道希望我成为这样的专家吗?”

叶向东哑然失笑。做研究苦,他心里怎会不明白,有时候基础数学领域的一丁点突破要耗费几年、几十年,甚至几代人的努力。在漫长的岁月里,研究者几乎每一天都在受挫,看不到希望的曙光。即使研究出成果,也不像应用数学能够很快转化为科技,运用在具体领域。

“女儿过得好就行,学不学数学,随她。”叶向东觉得女儿出身数学世家,但不意味着要把这传承下去,每个人有每个人的选择,她干她想干的,自己做自己热爱的。

这样包容的态度,不仅是对女儿,对自己的学生也是如此。有的学生跟了叶向东后,发现自己并不适合他的方向,想换导师,叶向东二话不说,点头同意;有的学生学成之后却放弃了基础数学,转攻其他领域,叶向东不仅尊重他的选择,还多处联系帮学生找相关领域入门导师。

近年来,国内一些高校找到叶向东,有的以高薪动员他去工作,都被他婉言谢绝了。“我平日没什么大的开销,要那么多钱做什么,待在自己喜欢的地方做自己喜欢的事,不好吗?”他指了指自己,绿色条纹衬衫、黑色长裤,脚下是老人头式的凉鞋,“我就两身西装,在外面参会穿的,因为代表的是中国科大,代表的是中国,必须得注意礼仪。”

叶向东对中国科大充满了感情。说到底,两个原因:一是跟母校感情深厚,无法割舍,纵观叶向东的大半辈子,除了年少时期和留学的那几年,绝大多数时间都是在中国科大度过的。二是心系自己的研究团队,享受与他们一起做研究的时光。

有人说,他今年59,明年就可以退休享享清福了。他笑着纠正道:“院士70岁才退休。再说退不退休有什么区别?我退休之后还是跟现在一样,继续研究基础数学,它就像空气,已经成为我生活中不可或缺的一部分。”


《中国教育报》(2022年11月04日

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