無標(biāo)題文檔應(yīng)用數(shù)學(xué)對中國科技未來的發(fā)展舉足輕重
——就清華大學(xué)成立周培源應(yīng)用數(shù)學(xué)研究中心訪林家翹教授和謝定裕教授
●新聞中心記者 劉冬梅
１９３７年畢業(yè)于清華大學(xué)物理系的林家翹教授在成為國際公認(rèn)的力學(xué)和應(yīng)用數(shù)學(xué)權(quán)威之后,，于２００１年１１月回返母校工作，被正式聘為清華大學(xué)教授,。在去年１１月至今年１月這段時(shí)間里,，他結(jié)合自己的經(jīng)歷，親自與清華大學(xué)數(shù)學(xué)、生物,、生醫(yī),、物理、信息和力學(xué)等學(xué)科的教授們進(jìn)行研討,，并在今年１月下旬先后正式向清華大學(xué)顧秉林,、龔克兩位副校長提出倡議：今年８月在清華大學(xué)成立“周培源應(yīng)用數(shù)學(xué)研究中心”。從他決定到清華大學(xué)工作時(shí)起,，他就多次表達(dá)他回清華工作的目標(biāo)是，仿照他當(dāng)年在美國ＭＩＴ創(chuàng)建和發(fā)展應(yīng)用數(shù)學(xué)學(xué)科的經(jīng)驗(yàn),，在清華創(chuàng)建和發(fā)展具有特色的一流水平的應(yīng)用數(shù)學(xué)學(xué)科,。今年５月２３日，清華大學(xué)２００１－２００２年度第１５次校務(wù)委員會(huì)討論通過了關(guān)于成立“周培源應(yīng)用數(shù)學(xué)研究中心”的決定,，并決定聘請林家翹教授擔(dān)任中心名譽(yù)主任,。同時(shí)經(jīng)林家翹教授親自推薦，聘請美國布朗大學(xué)榮休教授,、著名應(yīng)用數(shù)學(xué)家謝定裕博士擔(dān)任中心主任,。為什么要成立周培源應(yīng)用數(shù)學(xué)研究中心？應(yīng)用數(shù)學(xué)的地位,、影響以及在中國目前的發(fā)展?fàn)顩r如何,？等等，帶著這些問題,，值此首屆應(yīng)用數(shù)學(xué)前沿問題國際研討會(huì)——紀(jì)念周培源百歲誕辰暨清華大學(xué)周培源應(yīng)用數(shù)學(xué)研究中心成立之際,，記者采訪了林家翹教授和謝定裕博士。
記者：清華大學(xué)已經(jīng)有數(shù)學(xué)科學(xué)系,，為什么還要成立周培源應(yīng)用數(shù)學(xué)研究中心,？
謝定裕：清華大學(xué)現(xiàn)在的數(shù)學(xué)系中的應(yīng)用數(shù)學(xué)，和周培源應(yīng)用數(shù)學(xué)研究中心想發(fā)展的應(yīng)用數(shù)學(xué)并不一樣,。清華大學(xué)現(xiàn)有的應(yīng)用數(shù)學(xué)是數(shù)學(xué)的一支,，和純數(shù)學(xué)差不多。周培源中心的應(yīng)用數(shù)學(xué)卻超越數(shù)學(xué)的范圍,，是一個(gè)交叉學(xué)科?，F(xiàn)在到處都在強(qiáng)調(diào)學(xué)科交叉，建立應(yīng)用數(shù)學(xué)研究園地,，使清華大學(xué)學(xué)科交叉的風(fēng)氣日益建立并加強(qiáng)起來,，與世界一流大學(xué)接軌，是我們的初衷,。
林家翹：清華大學(xué)建應(yīng)用數(shù)學(xué)研究中心是學(xué)校發(fā)展的需要,，國外一流大學(xué)都有應(yīng)用數(shù)學(xué)專業(yè)，不能只做應(yīng)用數(shù)學(xué)方法,。我們成立應(yīng)用數(shù)學(xué)研究中心的目的,，就是要提高中國應(yīng)用數(shù)學(xué)研究的水平,。對于中國來說，發(fā)展應(yīng)用數(shù)學(xué)是使中國科技有可能躋身世界一流水平的一條重要“通道”,。
記者：應(yīng)用數(shù)學(xué)的內(nèi)容是什么,？目標(biāo)是什么？它與純數(shù)學(xué)之間的關(guān)系如何,？
林家翹：實(shí)際上現(xiàn)在有許多人對應(yīng)用數(shù)學(xué)并不了解,。應(yīng)用數(shù)學(xué)是利用數(shù)學(xué)來發(fā)展經(jīng)驗(yàn)科學(xué)的學(xué)科。它始于經(jīng)驗(yàn)性事實(shí),，止于對經(jīng)驗(yàn)性事實(shí)進(jìn)行規(guī)律性預(yù)測,，這些規(guī)律性預(yù)測還必須被其他的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)所證實(shí)。
應(yīng)用數(shù)學(xué)方法只是應(yīng)用數(shù)學(xué)的一部分,，而應(yīng)用數(shù)學(xué)的主體則是建立科學(xué)概念,、構(gòu)造數(shù)學(xué)模型和公式，以及發(fā)展數(shù)學(xué)理論,，并作科學(xué)上的預(yù)測,。善于采用切實(shí)可行的假設(shè)是應(yīng)用數(shù)學(xué)成功的關(guān)鍵。在一個(gè)理論被完成之前還必須有大量的實(shí)驗(yàn)核實(shí),。
用數(shù)學(xué)理論來發(fā)展經(jīng)驗(yàn)科學(xué)往往會(huì)帶來新的純數(shù)學(xué)的發(fā)展,，其中最典型的示例就是Ｖｏｎ Ｎｅｕｍａｎｎ為研究經(jīng)濟(jì)學(xué)而創(chuàng)立了博弈論。不久前,，Ｊｏｈｎ Ｎａｓｈ由于博弈論定理的證實(shí)而獲得了經(jīng)濟(jì)學(xué)諾貝爾獎(jiǎng),。
因此，純數(shù)學(xué)與應(yīng)用數(shù)學(xué)是科學(xué)研究領(lǐng)域的兩個(gè)完全不同的學(xué)科,。雖然兩者相互交叉,，但并不相互隸屬。經(jīng)驗(yàn)科學(xué)是應(yīng)用數(shù)學(xué)的核心,，而邏輯架構(gòu)是純數(shù)學(xué)的核心,，它們都從屬于數(shù)學(xué)科學(xué)。但是,，人們必須認(rèn)識到,，它們在幾個(gè)基本特征上有著重大差別，如目標(biāo)和對象,、用以判斷其有效性的標(biāo)準(zhǔn)以及方法論,。它們的本質(zhì)區(qū)別在于價(jià)值判斷的標(biāo)準(zhǔn)不同，實(shí)驗(yàn)證實(shí)在應(yīng)用數(shù)學(xué)中起著舉足輕重的作用,?？磾?shù)學(xué)必須從兩面看，一方面是科學(xué)性，另一方面是數(shù)學(xué)性,，要發(fā)展應(yīng)用數(shù)學(xué),，數(shù)學(xué)家應(yīng)學(xué)很多科學(xué)，科學(xué)家應(yīng)學(xué)很多數(shù)學(xué),，這樣才能維持平衡,，使應(yīng)用數(shù)學(xué)健康發(fā)展。
謝定裕：應(yīng)用數(shù)學(xué)是兩個(gè)詞的合成,，一個(gè)是“應(yīng)用”,，一個(gè)是“數(shù)學(xué)”。它也包括兩部分,，一部分是與應(yīng)用有關(guān)的數(shù)學(xué),，另一部分是將數(shù)學(xué)應(yīng)用到科學(xué)中去。前一部分是數(shù)學(xué)里邊的一支,，這部分清華大學(xué)已經(jīng)有相當(dāng)?shù)某删?。另一部分國?nèi)幾乎沒有,，雖然把數(shù)學(xué)應(yīng)用到其他科學(xué)中也有很多人在做,，但沒有掛這一招牌。
記者：為什么要組成應(yīng)用數(shù)學(xué)這樣一個(gè)圈子,？
謝定裕：美國麻省理工學(xué)院,、加州理工學(xué)院、英國劍橋大學(xué)等世界一流大學(xué)都有與我們理念相同的應(yīng)用數(shù)學(xué)系,，我們想使清華大學(xué)與這些頂尖學(xué)?？待R，撒點(diǎn)兒“種子”,，這是我們想要達(dá)成的理想目標(biāo),。有一些人由于個(gè)人的興趣和志向，愿意加入到這個(gè)圈子中來,，我們就歡迎,。
記者：為什么要以周培源先生的名字來命名該中心？周培源先生不是著名的物理學(xué)家嗎,？
謝定裕：長期以來大家一直認(rèn)為周培源先生是著名的物理學(xué)家,，實(shí)際上周培源先生也應(yīng)該被認(rèn)定為應(yīng)用數(shù)學(xué)家，他是用數(shù)學(xué)來解決物理學(xué)方面的問題,，他的指導(dǎo)教師就是一名數(shù)學(xué)家,。同時(shí)，周先生還是清華大學(xué)的校友,、林家翹先生的老師,。
林家翹：周培源先生在美國拿的是應(yīng)用數(shù)學(xué)博士學(xué)位，他研究的問題是宇宙論，采用的是數(shù)學(xué)方法——張量分析,。實(shí)際上力學(xué)是應(yīng)用數(shù)學(xué)的一部分,，周培源先生研究的是湍流理論。再加上正趕上周培源先生百周年誕辰,。
記者：為什么要發(fā)展應(yīng)用數(shù)學(xué),？
林家翹：大家都對應(yīng)用數(shù)學(xué)有興趣，究竟應(yīng)該怎樣發(fā)展,？是從科學(xué)開始發(fā)展,，還是從數(shù)學(xué)開始發(fā)展？我認(rèn)為應(yīng)該大家都來發(fā)展,，各盡所能,。但一定是又要有科學(xué)，又要有數(shù)學(xué),。
謝定裕：３０年前,，計(jì)算機(jī)科學(xué)屬于應(yīng)用數(shù)學(xué)范疇，經(jīng)過一段時(shí)間的發(fā)展,，最終成為了一個(gè)獨(dú)立的學(xué)科,。統(tǒng)計(jì)學(xué)也屬于應(yīng)用數(shù)學(xué)領(lǐng)域的一部分，還有科學(xué)計(jì)算,，隨著發(fā)展,，將來很有可能從應(yīng)用數(shù)學(xué)領(lǐng)域分離出去。從一些學(xué)科的發(fā)展歷程不難看出,，應(yīng)用數(shù)學(xué)在培育新興學(xué)科中的地位舉足輕重,，是培育和滋生新興學(xué)科的園地，很多學(xué)科的幼年時(shí)代是在應(yīng)用數(shù)學(xué)領(lǐng)域,，長大了就獨(dú)立了,，就開花結(jié)果了。說到底,，應(yīng)用數(shù)學(xué)是探索者,，可以培養(yǎng)出許多新的學(xué)科。
記者：你們想怎樣發(fā)展周培源應(yīng)用數(shù)學(xué)研究中心,？
林家翹：應(yīng)用數(shù)學(xué)是一門交叉學(xué)科,，怎樣組織是關(guān)鍵。中國大學(xué)的組織專業(yè)性太強(qiáng),，用中國老的治學(xué)方法講：治學(xué)要博大精深,，但現(xiàn)在有時(shí)精深有余，博大不足,。把人的走向定死了,，發(fā)展的空間就有限了,。還有的變成專家就不再學(xué)了。其實(shí),，學(xué)無止境,，做應(yīng)用數(shù)學(xué)的人必須采取學(xué)無止境的態(tài)度。我現(xiàn)在還在學(xué),，學(xué)什么,？學(xué)你要應(yīng)用對象的科學(xué)。現(xiàn)在最紅的是生物學(xué),，而現(xiàn)在生物學(xué)和數(shù)學(xué)的關(guān)系還不夠密切,，我們所要做的就是推動(dòng)數(shù)學(xué)應(yīng)用到生物學(xué)等領(lǐng)域。
謝定裕：想提供一個(gè)園地,。交流對研究人員來講是很重要的,，我們不想在清華關(guān)起門來“孤軍奮戰(zhàn)”，而是要與各系建立起聯(lián)系,，甚至也可以超越清華,，超越北京。希望各地的學(xué)者都參與到我們的事業(yè)中來,，也希望培養(yǎng)出一批年輕人,。記得我１９７５年赴劍橋大學(xué)應(yīng)用數(shù)學(xué)系訪問時(shí)，當(dāng)時(shí)該系里有許多博士,。該系讓他們鉆進(jìn)一個(gè)新的領(lǐng)域,，不受干擾地工作五六年,，他們就都有所成就了,。如果我們也能有一批這樣的年輕人，給他們提供機(jī)會(huì)和條件,，請有地位的學(xué)者來指點(diǎn),，也可以培養(yǎng)出世界領(lǐng)先的人物。這是我們的愿望,，優(yōu)秀人才不一定非要在國外才能培養(yǎng)出來,，但前提是他們要有信心，要耐得住,，堅(jiān)持在國內(nèi),。
記者：要想成為周培源應(yīng)用數(shù)學(xué)研究中心的研究人員需要具備哪些素質(zhì)？
謝定裕：我個(gè)人的想法是他們不需要具備什么,，清華的學(xué)生都很優(yōu)秀,，但要耐下心來，要有信心,，第一流的研究最重要的是自信心,。在一所好的學(xué)校里,，研究人員在做這項(xiàng)工作的時(shí)候，就曉得這項(xiàng)工作是世界前沿性的工作,。而二三流學(xué)校往往是看別人在做什么,，自己就跟著做什么。我們將給研究人員提供與世界一流大學(xué)研究人員進(jìn)行交流的機(jī)會(huì),，使他們能在與科學(xué)前沿的接觸中快速成長,。
記者：你們是怎樣與應(yīng)用數(shù)學(xué)結(jié)緣的？
謝定裕：其實(shí)我能夠與應(yīng)用數(shù)學(xué)結(jié)緣也是我最初沒有想到的,，我個(gè)人的經(jīng)歷代表了跨學(xué)科的過程,。我大學(xué)本科學(xué)的是土木工程，攻讀碩士學(xué)位期間研讀的是偏向力學(xué)的工程,，攻讀博士學(xué)位期間研讀的是工程科學(xué),。開始工作時(shí)教的是工程科學(xué)，后來才轉(zhuǎn)到應(yīng)用數(shù)學(xué)領(lǐng)域,。十多年前到香港科技大學(xué)數(shù)學(xué)系擔(dān)任包括純數(shù)學(xué)的系主任,，沒有想到現(xiàn)在會(huì)被清華大學(xué)周培源應(yīng)用數(shù)學(xué)研究中心聘為中心主任。我的興趣很雜,，對文學(xué),、社會(huì)科學(xué)都很有興趣，出版過十幾本書,，只有５本是專業(yè)書,。我認(rèn)為各學(xué)科之間是完全可以互補(bǔ)的，這次成立大會(huì)所邀請的主講人有涉足生物醫(yī)學(xué)工程,、免疫學(xué),、非線性波動(dòng)、爆炸力學(xué),、天文學(xué),、天體構(gòu)造問題等領(lǐng)域的科學(xué)工作者，他們其實(shí)都屬于應(yīng)用數(shù)學(xué)領(lǐng)域的探索者,。
林家翹：我以前學(xué)的是物理學(xué),，最有興趣的是理論物理學(xué)。當(dāng)年并不知道理論物理學(xué)在英國又叫應(yīng)用數(shù)學(xué),，牛頓就既是數(shù)學(xué)家,，又是物理學(xué)家，微積分就是牛頓發(fā)明的,。在英國有著純數(shù)學(xué),、應(yīng)用數(shù)學(xué)與把數(shù)學(xué)應(yīng)用到其他學(xué)科三位一體的精神。周先生在加州理工學(xué)院的導(dǎo)師是數(shù)學(xué)家,，此人受的是英國的教育,。我當(dāng)時(shí)考的是應(yīng)用數(shù)學(xué)專業(yè)留英庚款,，但由于１９３９年英德戰(zhàn)爭而沒去英國，被轉(zhuǎn)派到加拿大,，在加拿大多倫多大學(xué)拿的應(yīng)用數(shù)學(xué)碩士,，然后轉(zhuǎn)到美國，周培源先生建議我到馮·卡門門下研究湍流,。
過去三十年,，我所研究的是星系的結(jié)構(gòu)，也做過湍流理論研究,，但主要是天體物理研究,。此次回來，我希望把這種精神帶回中國,，把應(yīng)用數(shù)學(xué)看成應(yīng)用范圍比較廣的一種研究方法,。而現(xiàn)在大家都感覺應(yīng)重視把數(shù)學(xué)用到生物學(xué)領(lǐng)域，目前美國已經(jīng)建立起了由生物學(xué)和數(shù)學(xué)研究雙方人員組成的研究中心,，專門從事這方面的研究工作,。
記者：清華現(xiàn)在的數(shù)學(xué)科學(xué)系以前也叫應(yīng)用數(shù)學(xué)系，請問該應(yīng)用數(shù)學(xué)系與今天的周培源應(yīng)用數(shù)學(xué)研究中心有什么區(qū)別嗎,？
謝定裕：清華大學(xué)以前的應(yīng)用數(shù)學(xué)系是一個(gè)很奇怪的產(chǎn)物,，是１９５２年院系調(diào)整時(shí)，數(shù)學(xué)系被調(diào)到北大,，把剩下的一個(gè)基礎(chǔ)課教研組叫成了應(yīng)用數(shù)學(xué)系,，并不是實(shí)際上的應(yīng)用數(shù)學(xué)系。
林家翹：應(yīng)用數(shù)學(xué)并不等同于實(shí)用數(shù)學(xué),，應(yīng)用數(shù)學(xué)應(yīng)當(dāng)為社會(huì)服務(wù),，但同時(shí)更重要的是要為科學(xué)本身服務(wù)，既服務(wù)于基礎(chǔ)科學(xué),，又服務(wù)于應(yīng)用科學(xué),。不斷推動(dòng)科學(xué)前沿的發(fā)展,，這一點(diǎn)對清華大學(xué)來說尤為重要,，這也是我來這里的初衷。
與數(shù)學(xué)有關(guān)的學(xué)科,，可以依照它的主要目的分為三大類型：
（一）純粹數(shù)學(xué)（中心數(shù)學(xué)或基礎(chǔ)數(shù)學(xué)）——它的目的是研究數(shù)學(xué)原理及基礎(chǔ),。
（二）應(yīng)用數(shù)學(xué)——它的主要目的是以數(shù)學(xué)為工具，來推進(jìn)各種學(xué)科的中心發(fā)展,。應(yīng)用數(shù)學(xué)方法（包括自然科學(xué)及實(shí)用科學(xué)）的發(fā)展,，甚至于有關(guān)的純數(shù)學(xué)的產(chǎn)生自然也會(huì)成為重要研究目標(biāo)。
（三）實(shí)用數(shù)學(xué)——其主要目的是滿足社會(huì)上的需要,，如導(dǎo)彈的發(fā)射以及太空人登月球,。
第三類工作,，不是一個(gè)大學(xué)可以擔(dān)承的，應(yīng)該另組公司或適當(dāng)法人機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé),，邀請專職數(shù)學(xué)家為他們服務(wù)（如大規(guī)模計(jì)算）,。
