他是数学界的“华罗庚第二”,为何结局却令人无限感慨?

青峰人物志 2024-12-17 14:48:21

1983年10月初,包头市九中校长突然收到一封来自加拿大多伦多大学的一封信。

包头市九中的校长很是奇怪:从来与加拿大从无往来,为何多伦多大学会写信给我呢?

带着众多疑惑,包市九中的校长折开了信件认真读了起来。信件内容不长,它是这么写的:

亲爱的的先生:

受门德尔逊教授之托,我给您写这封信。

门德尔逊教授讲:包市九中的陆家羲是闻名西方的从事组合理论的数学家,并且说,有必要应同意把他调到大学岗位。他要我告诉你们:这样的调动对发展中学的数学具有重要的作用,而且希望所表达的意愿能获得许可。

你的真诚的D.W.Straang

1983年9月30

然而,很显然多伦多大学校长斯特·格兰威根本不了解中国的教育体制,一个中学的校长怎么可能有能力将一位中学物理老师调到大学去任教呢?

该信自然石沉大海,没有激起一丝的浪花。

这一年,由于中国第四届数学年会即将在武汉举行,学术年会中有一个重要的主题——探讨组合数学国际数学界的最新研究成果。

于是我国数学界决定邀请在此领域颇富盛名的加拿大数学家门德尔逊来中国讲学,为此次数学年会作一次组合数学的热身与科普。

门德尔逊教授收到我国的邀请函后,有些诧异,并回信加以了婉拒。门德尔逊教授在回函中写道:“贵国在组合数学领域在国际上有顶尖的陆家羲博士在,为什么不请他讲学呢?他的研究成果是国际上组合数学中最近20年以来最重要的成果之一。”

收到门德尔逊回复函的中科院数学研究所一脸的懵然。

于是赶快查找陆家羲这个人,经过一番查找,终于找到了陆家羲这个人——包头市九中的一位普通物理教师。

可惜令人遗憾的是,谁也不曾预料,这位此时在国际该数学领域声名鹊起而在国内仍然无人知道的科学家生命会只有一个月的时光了。

为什么会出现这么奇特的事件呢?

这一切还得从头说起。

陆家羲是何许人也?他为何会走上冷门数学的研究之路的呢?

图:吉林师范大学求学时期的陆家羲

陆家羲,1935年6月10日出生于上海一个贫苦的市民家庭,他原本有四姊弟,由于前面的几个哥哥姐姐均因患病无力医治,在其很小的时候便相继夭折了,只要陆家羲长大成人。

陆家羲的父亲陆宝祥是一个走街串巷的小商饭,每天次销售一些酱油味精赚取一点生活费,一日不出门,家中连下锅的米也没有。

生长在这么赤贫困苦的家庭,让陆家羲从小就过早地体会到了生活的艰辛。

1941年,此时的上海还处于日军占领期间,6岁的陆家羲被父母亲送去上海南浔路正德小学读书。

知道这个机会来之不易的陆家羲十分珍惜,读书十分刻苦,成绩一直十分优秀。

1947年,陆家羲以优异的成绩考入麦伦中学(即今天上海市的继光高级中学)。该校是上海一家很著名的中学,蔡元培先生曾于1933年亲自为该校题写了“忠信勤勇”的四字校训,著名学者赵朴初、新中国成立后的驻苏联大使刘晓都曾在此执教过。

进入麦伦中学后的陆家羲仍然十分刻苦,成绩也一直名列前茅。

不料,1948年秋,陆家羲的父亲突然患上了重病,因无钱医治,于当年底便撒手人寰了。这对陆家羲是一个沉重的打击,他们一家从此失去了唯一的收入来源。

在其母亲东借西凑的情况下,陆家羲勉强读完了初中便被迫辍学了。

1950年9月,已是新中国成立快一年了,时年15岁的陆家羲在上海一个五金材料行当起了学徒,承担起了一家生活的重担。

但是,读书的种子一直埋在他的心中,当学徒工作之余,一直坚持利用一切时间自学阅读。

次年的11月,东北电器工业管理局统计处在上海招聘工人,陆家羲看到这个消息后,很顺利地考入统计训练班,并只身来到了东北的沈阳。

经过半年的当习,陆家羲以第一名的成绩结业,被分配到了新中国重要的工业企业——哈尔滨电机厂。

图:哈尔滨电机厂

从小受尽苦难的陆家羲十分珍惜这个来之不易的工作机会,在电机厂工作的五年多里二次获得先进工作者、一次获得防洪模范光荣称号。

工作之余,陆家羲以坚强的毅力自学完了高中全部过程。在自学过程中,他也阅读了不少自然科学方面的专著。

在阅读中深感自己外文水平不够的他,先后又为自己制订了俄语、英语、日语的学习计划。为了好俄语,他每天晚上坚持走很这的路去上夜校。半年后,他就可以与用俄语与老师们交流了。

不得不说陆家羲在语言上也颇有天赋,在俄语有一定基础后,通过自学他又掌握了英语和日语。

这为他日后走上科学研究之路打下了外文基础。

如果他照此走下去,他一定可以成为一位优秀的工程师,然而一个偶尔的事件完全改变了他的人生轨迹。

一本数学科普著作,让陆家羲走进了数学的海洋,完全改变了他的一生;

上图:组合数学科普著作

1956年春,陆家羲购得了一本由现代数学家孙泽瀛编著的科普著作《数学方法趣引》。

该书深入浅出地介绍了八个世界著名难题,如哥尼斯堡七桥问题、欧拉三十六军官问题、柯克曼女生问题等。陆家羲被书中柯克曼组合深深吸引,开始整天沉浸在对这一世界性数学难题的思考之中。

人们常说,兴趣是最好的老师。这句话一点也不假。

为了破解这一世界性数学难题,陆家羲作出了一个惊人的决定——准备报考大学进大学深造。

当他把这个决定向哈尔滨电子厂的领导说出后,厂里的领导说什么也不同意他去带薪读书。当时陆家羲的月收入64元,这在那个年代已经是十分不错的了,妥妥的工人阶级中“白领”阶层。

见领导不同意,陆家羲只好决定辞职报考大学。

由于其文化基础扎实,他报考了吉林师范大学(即现在的双一流大学东北师范大学),并且很顺利地被吉林师范大学57级物理系录取。

在吉林师大的四年求学中,陆家羲仅凭一点微薄的助学金生活。尽管物质生活相对清苦,但是他的精神世界却从此完全自由了。

由于他母亲已于几年前去世了,孤身一人的他,四年中连寒暑假也没回去过上海一次,他同时在物理与数学两个领域刻意钻研。在阅读大量的外文原版数学专著中,他记下了大量的数学笔记。

他的这一行为引起了身边同学们的好奇。

因为他学的是物理学专业,而他在数学上花费了太多的时间。尽管物理与数学是一枚硬币的两个面,但是作为物理学专业的学生,陆家羲对数学研究的领域已经远远超越了其所学物理专业需要的数学知识范畴。

后来他对亲友们谈起过这件事,他说:

我自己真正喜爱的是物理学,并愿意把它作为终生的专业,以期为人类做出更加直接的贡献。但是,搞物理学需要的物质条件太多,所以只能搞数学了。

功夫不负有心人,经过四年的刻苦钻研,每天都与“柯克曼女生问题”的对话,凭借一支笔和无数的演算纸,他终于解决了这个在1850年由英国数学家柯克曼提出的困扰了数学界一百多年的组合问题上的著名难题。

为了慎重起见,陆家羲决定不忙于发表,等再斟酌修改完善一下后去发表。

图:组合数学图示

1961年秋,陆家羲以全优秀的专业成绩从吉林师大毕业,被分配到了内蒙古包头钢铁学院任助理教师。

经过多次修改完善后,同年的12月30日,陆家羲将凝聚了自己整整五年心血的数学论文处女作《柯克曼系列与斯坦纳系的构造方法》与《应用组合系列制作正交拉丁方》二篇论文寄往中国科学院数学研究所,同时寄去了一封信。信中他以极其谦虚的态度请求研究所的数学前辈们审定,以期得到肯定并予以在《数学学报》上发表。

这一年,陆家羲26岁。

如果该论文能够在次年初(即1962年初)就发表了,也许陆家羲一生的命运会完全不一样了,我国可能又多了一位“华罗庚”。

然后,遗憾的是历史不能假设。

直到论文寄出去一年零一个月后,陆家羲才收到了中国数学研究所的复信。

信中介绍了一些国际最新的文献资料,希望他自己去核实一下论文,并且指出:

如果结果是新的,可以直接投稿给《数学学报》等学术刊物。

于是陆家羲趁着春节休息的时间再次改写论文,于3月12日将两篇论文投寄给中国数学会与北京师范大学主办的《数学通报》。

在继续研究数学的日子里,陆家羲苦盼着北京的来信。

日子一天天过去,在经历了一年的等待煎熬后,1963初才收到来信并答应道:

“由于论文篇幅较长和所用的数学工具,建议另投真他刊物。”

投稿又一次失败,这并没有让陆家羲灰心,他对自己的论文充满了信心。

这一年,由于包头钢铗学院改组下马了,陆家羲被调往包头市九中任物理教师。

对数学一往情深痴心不改的陆家羲在教学之余,仍然一心钻研组合数学。他的脑袋一丝也不曾停止思索,行为举止有时难免异于常人。

有一次大白天,他在校园边走边思考问题,直接把头撞在了机械杠上,血流不止,去医院缝了五针。周围的人也笑话他,受到不少人的非议与冷嘲热讽。

1965年3月14日,他将论再次改写后,重新命名为《平衡不完全区组与可分解平衡不完全区组的构造方法》后,再一次寄给了《数学学报》。

这也是他对该论文的最后一次修改,历时一年多。

为了这次修改,他又给论文增添了一些新内容,论文长达100张印刷页面,文中自创了55个数学公式与引理。一年中他几乎将自己一切工作之余的时间都投了进去。为了核对资料,他跑遍了包头市所有图书馆,还利用暑假期间到北京图书馆。为了节约一点费用,他有时就住在火车站。

令人遗憾的是,这篇闪耀着数学光辉的论文于1966年2月再一次被退回了。

然而,打击永远还没有停止。

一篇国外组合数学论文的发表,几乎击垮了陆家羲的精神。他坚强站力起来,重新出发;

图:上世纪八十年代初的陆家羲,从照片中可以看出此时的陆家羲已经有些苍老了

进入1966年以后,因为那个特殊的年代,陆家羲的一切学术活动都搁浅了下来。他感觉到自己似乎离数学越来越远了。从1966年初到1977年秋,整整11年他再也没有投寄出过任何一篇论文。

1979年,一个偶然的机会,陆家羲从借来的由美国出版的数学期刊中,看到“柯克曼问题”与数学组会中的四元组系列被意大利数学家查德哈里和威尔在1971年和1972年度解决了,并且在美国数学期刊《组合论杂志》上发表了。

看着自己已于1965年就解决了的“柯克曼问题”被外国人发表了,陆家羲欲哭无泪,大受打击。

1984年9月,中国科学院专门组织了一个关于陆家羲学术工作评审会议小组,就陆家羲关于柯克曼(Kirkman)问题的遗作进行审查。参加这次审查的委员有苏州大学的吴利生、朱烈与河北师大的康庆德三位教授,他们都是组合设计方面的专家。

评审的权威结果是:在经过近一年的反复审核和研讨,小组专家一致认为陆家羲同志1965年的遗作《平衡不完全区组与可分解平衡不完全区组的构造方法》中,确已先于查德哈里和威尔逊至少6年解决了有名的Kirkman(柯克曼)问题。就是说关于Kirkman问题,陆家羲同志的工作是在世界上领先的。

中国科学院的审查报考一锤定音,充分肯定了陆家羲在世界数学难题Kirkman问题上的重大学术成果。

不过,由于众所周知“第一时间发表原则”的原因,国际数学界还是公认该成果是属于查德哈里与威尔逊二人所有。

这不能不说是我国数学界与陆家羲个人一个无法弥补的重大损失。

然而,传奇的人生总有传奇的故事,陆家羲的传奇还在后面。

冲击数学另一座组合数学高峰——斯坦纳系列大集,一举世界成名;

受此打击后的陆家羲很快从伤痛中站了起来,开始了樊登组合数学的另座高峰。

此时的陆家羲已经有了一个幸福温暖的家庭,又感受到自己科学的春天似乎又来了。

图:陆家羲(右)与包市九中同事物理教学刘子愈

1972年,单身多年的陆家羲给同事也是包市九中物理教师的刘子愈牵线,认识了包头市狼山医院大夫张淑琴。张淑琴此时己离婚几年还带着一个2岁的女儿张惠中,但是二人一见如故,一向内敛少言的他与张淑琴在一起时总有说不完的话。同年底二人结为伉俪,37岁的陆家羲终于告别了单身。

十分难得的是,张淑琴尽管对丈夫研究的数学难题完全不懂,但是他十分支持丈夫陆家羲对数学的研究事业。结婚后她包揽了家中大小家务,为丈夫创造一个安宁舒适的环境,以便让丈夫安心研究他的数学。

每当研究累了,陆家羲就陪继女儿玩耍,父女二人十分的亲昵温馨。

1976年2月,他们又有了一个女儿,取名陆登。这个名字也许寄予了自己的期望——要继续攀登数学的高峰。

不过陆家羲要攀登的另一座数学高峰“斯坦纳系列大集”并不是那么容易。

这一问题自从瑞士数学家斯坦纳1853年提出以来,近130年中吸引了世界上许多数学家,在付出巨大努力后,结果仍然支离破碎,看不到最后的结果。直到1981年,国际数学界认为完全解决这一问题还很遥远。

1978年,陆家羲又开始了新的一轮攀登。

他白天教学,晚上研究“斯坦纳系列”问题。他又进入了其一生中最为紧张的阶段。

1981年9月,国际《组合论杂志》陆续收到陆家羲题为《论不相交斯坦纳三元系大集》的系列文章,并很快发表了出来。

这一年,陆家羲有4篇关于组合数学的论文发表在《组合论杂志上》,其中有一期杂志上,他的论文占据了该杂志一半的页面。当加拿大著名数学家门德尔逊看到后惊叹道:“这是二十多年来组合设计中的重大成就之一。”

于是就出现了本文开头戏剧性的一幕。

陆家羲在其数学论文中以高屋建瓴的俯瞰视野和气概,独立创造了55个定理和引理,以10万字的篇幅来证明了一个数学世界性难题。这放在古今中外数学史上都是极其罕见的,他的成果是开创性的,也是架构性的,这也一举奠定了他在组合数学上国际性的地位。

迟来的鲜花与掌声

1983年,对陆家羲来说既是收获的一年也是令后世悲伤的一年。

这一年陆家羲48岁,正值英年的岁月。但是,谁也不曾预料这是这位从民间基层奋斗起来的著名数学家生命的最后一年了。

1983年10月27日,陆家羲作为特邀嘉宾出席在我国武汉举办的第四届中国数学会年会。

在大会上陆家羲作了45分钟的报告。他的学术成果得到了大会的充分肯定,对于他孤军奋斗勇攀科学高峰的奋斗精神予以了极大的褒奖。

在报告中,他谦逊地回顾了自己在“斯坦纳系列大集”研究的一些方法与创见,并且兴奋地指出对于其中六个例外值也已经找到了解决的途径,正在抓紧时间整理,有望在明年发表。

然而,上天最终给他开了一个玩笑。

10月月29日下午,武汉会议结束,为了返校上课,陆家羲从武汉启程到北京后经过几小时的等待,马上匆匆转车乘坐硬席赶往内蒙包头。10月30日下午6时回到了包头市,一进家门他就兴奋地对妻子说:“这次可见大世面啦!”

当天晚饭后他和家人们聊了小一阵后说:“太累了,太累了,早些休息吧。”

谁也不曾预料到这是陆家羲生命中最后一句话。次日凌晨1时许,陆家羲心脏病突发,来不及抢救,猝然与世长辞。

临终前的一刻,他已经讲不出一句话了,只是深情地望了妻子一眼,便闭上了眼睛,永远离开了他无比热爱的数学,还有他不舍的妻子与一对女儿。

这一年,他48岁,大女儿13岁,小女儿才7岁。

陆家羲的猝然离世震动了整个数学界,人们对他的不幸表示无比的悲痛。著名数学家中国拓扑学的奠基人与开创者吴文俊先生在了解到陆家羲的成长经历与奋斗历程后,这位大数学家无比的悲伤,他提笔给中国科学院写了一封信。信中他无比沉痛地写道:

“我对陆的生平遭遇、学术成就与品质为人都深有感触。虽然最近社会上对陆的巨大贡献已终于认识并给予了确认,但损失已无法弥补。值得深思的是:这件事要通过外国学者提出才引起了重视,否则陆可能还是依然贫病交迫,埋没以终。

怎样避免陆这类事件的再一次出现,是应该深长考虑的。”

1984年,我国《数学学报》第4期发表了一篇由陆家羲从1979年2月24日到7月20日先后报稿的三篇论文中的一篇——《关于可分解平衡不完全区组设计的存在性理论》。

这是他在国内数学期刊上发表的第一篇论文,也是其一生最后一篇论文。发表时,距离他去世已经9个多月了。

在人们遗憾震惊之余,有人讲:他为什么不爱惜自己的健康呢?若是再活几十年,不是可以为我国科学创造更多奇迹与辉煌吗?

其实这个问题早在1981年已经有人劝陆家羲道:“老陆啊,你研究的数学难题既然已基本解决了,你应该好好休息休息,要注意身体啊!”

陆家羲答道:“我已快50岁了,留下的时间不多了,我还得抓紧时间干。”

长年的熬夜挑灯苦钻,加之缺乏必要的营养,使这位数学奇才过早地凋谢了。

1989年3月,张淑琴代表陆家羲参加在北京人民大会堂举行的“1987年国家自然科学奖颁奖大会”,接受了中国自然科学界的最高荣誉——国家自然科学奖一等奖。

文章结语

陆家羲的生命是短暂的,一生只活了48岁,然而在这48年的生命历程中,他在我国科学的历史上谱写了他无比灿烂的人生,不仅攀登上了组合数学的巅峰,而且还培养了不少后来成名成家的学生弟子。

其一生坎坷不平的经历,不仅没有让他自甘平凡,而是把短暂的一生燃烧到了生命的极至。

其命运与结局虽然令后世伤感,但是他没有辜负他所处的时代,他以高尚的人格和对科学的热爱给了我们无限的精神财富。

他生命的密度与厚度是一个时代的脚印,他在数学王国的巨大成就是那一代人不屈奋斗下的缩影。

回望近一百年历史,我们不应该忘记他。

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青峰人物志

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