物理大师视频全集_大师林家翘:七十年,从清华到清华

　　 在清华大学校园的中心地带，有三栋精致的白色别墅，这就是被誉为“清华大师别墅”的地方。有三位科学家受邀入住这里，他们分别是诺贝尔物理学奖得主杨振宁、著名应用数学家林家翘和国际计算机界最高奖“图灵奖”首位华人获奖者姚期智。
　　在中国，九十五岁的林家翘不是个大众熟悉的人物。
　　 这位世界著名的应用数学家、美国科学院院士回国九年来很少面对媒体。
　　 但是，这并不影响他受人敬仰的程度。在应用数学界，二十九岁时他就已经“暴得大名”。
　　 2010年7月30日，和林家翘一同出国留学的同学钱伟长去世。记者随即辗转联系到林先生。先生坦言：“与伟长是两个领域，没法去评价他。”他解释了很多，言语中夹杂着美式英语。
　　 他在国外生活了六十四年之久，他的办公室里堆满了英文材料。
　　 2002年，林家翘从美国麻省理工学院回到了他的母校清华大学。他是继杨振宁之后，清华大学邀请回来的第二位世界级大师。这距他20世纪30年代在清华读书，已经七十年。
　　 2011年的一天，在清华大学“周培源应用数学研究中心”，林家翘坐着轮椅从幽暗的楼道驶过来。
　　 “四时可爱唯春日，一事能狂便少年”，清华四导师之一的王国维，以其《晓步》诗句，寓意把握光阴追寻梦想，被誉为“春天的拥护者”。
　　这恰如林家翘的人生。
　　 林家翘缓步走到窗户旁边，面向镜头留下自己的身影。此刻，他的导师、航空航天时代的科学奇才冯・卡门拿着烟斗朝他微笑着，冯・卡门的画像就悬挂在紧靠窗户的墙壁上。
　　考取国立清华大学物理系，
　　遇到影响我一生的周培源先生
　　 我原籍福建省福州市，1916年7月7日生于北京。
　　 1933年，我考进了当时的国立清华大学物理系，当时的清华园只是一个方圆几百米的小学堂，但是，这里却汇集了一大批从海外留学归国的著名学者。包括著名物理学家叶企孙、吴有训和数学家周培源等人。后来者将清华大学物理系的20世纪30年代誉为“黄金十年”（包括“两弹一星”元勋在内，从1929年第一届本科毕业生到1938年，清华物理系共培养本科生六十九人，研究生一人。这其中有二十一人后来成为中国科学院院士；一人成为美国科学院院士，这个人就是林家翘。还有一人成为美国工程科学院院士）。
　　 我在清华做学生时，清华比现在规模小得多，那时，清华大学考试、收学生非常严格，不容易考进去。我们物理系一个年级只有十个人，算是学校比较大的系了,其他一些系只有五六个人。
　　 那时，清华好几位教授的课都很好，而且物理系还在不断进新人，刚刚从国外好大学拿到博士学位的年轻人非常有精力。比如叶企孙，教我们统计力学，他上第一堂课就讲得很深入，关联上的问题都讲得很清楚。然后再讲一些细节。那时完全是美式教育，我们的教师都是美国留学的博士，这些人给我们的教育完全合乎现在国外大学的精神。
　　 在清华大学物理系老师中，对我影响最深最广的，正是后来被称为“中国应用数学鼻祖”的周培源先生。当时周培源放弃了长年研究的广义相对论，专心将数学应用到航空上，以有助于中国制造出自己的飞机。
　　 1937年日本侵略中国，大家都觉得中国很吃亏是因为没有飞机，所以物理学家认为，爱国就应该学航空。周培源不仅在治学态度上深刻影响了我，而且从此引导我走上了应用数学的道路。我跟他学与航空有关系的问题，即湍流问题。周培源老师也嘱咐我：“一定要研究‘湍流’，因为这是一类基础科学研究。”
　　 对于我来说，20世纪30年代的清华园是学习的天堂，能聆听大师的教诲，能感受学术的繁荣。
　　 1937年，我从清华大学物理系毕业，随即留校担任助教。同年，七七事变爆发，我就跟着清华大学的师生一起搬到长沙，半年后又迁到昆明。
　　在西南联大和孟昭英先生共事
　　 1938年2月，我到达昆明西南联大。大家知道，无线电研究所是任之恭先生创办的，而任先生是我的老师，所以当时我就被送到无线电研究所去当助教。
　　 孟昭英先生当时刚刚从美国加州理工学院获得博士学位，从国外回来后，就被清华大学聘为无线电研究所的教授。当时他的家眷还没有到校，所以我和他两个人一起住在清华无线电研究所的宿舍里，有了一段交往，受益甚多。孟先生是个脚踏实地的人，他当时只有三十出头，刚刚成为教授，但是他的学问做得非常好。他非常正直，做事情总是从大处着眼，从来不把个人利益放在第一位，而是把清华大学和无线电研究所的前途放在首位，考虑一件事情如何去做都是从是否有利于学校发展的角度去想。
　　 后来周培源先生征得任之恭先生同意，把我调回了物理系当助教，由他亲自来指导我做研究。我就离开了无线电研究所，到物理系当助教了。
　　 我和孟昭英先生自此便没有更多的交往了。但是，在无线电研究所工作的短短一段时间使我感觉到孟昭英先生是一个非常正直的人。再后来由于我到国外去做研究，研究领域与孟先生不同，因此在以后的日子里就没有更多接触了。
　　 我想，当时西南联大好在一个“联”字。中国最好的大学都聚集在那儿了，名教授也都聚在那里。在极其艰苦的条件下，西南联大培养出了大批杰出人才。其中有许多后来蜚声中外的一流科学家。这不是偶然的。
　　终于到了美国，有了一个
　　能摆得下书桌的环境
　　 1939年，我与郭永怀、钱伟长等二十一人同期考取了庚子赔款留英公费生。本来，轮船将途经神户，日本在护照上签证准许登岸游览。公费生一致认为，抗日战争期间，这样做有失国体，故全体愤然离船，返回昆明。直到1940年，我才赴加拿大多伦多大学深造，1941年获多伦多大学硕士学位。能够赴加拿大留学，也得到了我的恩师周培源先生的帮助和支持。
　　 我1941年获多伦多大学硕士学位后，去了美国，进入加州理工大学学习。
　　 当时，欧战已经爆发，英国也成为主要战场。回忆我这段曲折的出国经历――1940年去加拿大，然后去美国，避开了欧战，可以说是不幸中的万幸。对于一个一心要进行科学研究的年轻人而言，有一个能摆得下书桌的环境大概是最大的欣慰。
　　幸遇冯・卡门，证明了一代科学大师海森堡自己无法解决的问题
　　 在加州理工大学，我遇到了我的博士生导师、航空航天时代的科学奇才冯・卡门，这位大师级学者把年轻的我带到了应用数学研究的前沿。加州理工大学是我的老师周培源读博士学位的地方。而冯・卡门对中国也很有兴趣，很愿意帮助中国发展。
　　 我初到美国时，曾和钱学森先生共事过。当时有一个中美合作的研究中心，是关于导弹研究的。钱学森先生当时已经是冯・卡门手下的助理教授，我曾在他的指导之下做一项研究。但不久我就离开了这项研究。
　　 师从冯・卡门，主要有两个方面的收获。第一，他给了我一个一般性的指导；第二，他给了我一个很好的论文题目，这个论文题目就是海森堡做过的论文题目，他做的时候，学术界对结果有争议，而且他没有计算完。
　　 海森堡做了那个论文以后，就做量子力学了，他是量子力学的鼻祖。海森堡是著名的理论物理学家和量子力学的创始人之一。海森堡成名的时候也就二十几岁，他是创新型的大师，代表新的物理学的发展方向。所以当时我去做他做过的一个论文题目，应该说也是在前沿了。
　　 那时，冯・卡门正要找一个人来做实验，这个实验别人也用别的方法做过了，因为有争议――是一个数学争议，冯・卡门就是让我来解决这个争议。
　　 我要挑战的对象，是海森堡的著名论文《关于流体流动的稳定性和湍流》。这篇论文研究了两维层流的不稳定性，试图找出湍流发生的本质。
　　 面对这一争论焦点，我在博士论文中运用了适当的数学变换，澄清并严谨化了海森堡的计算，给出了被学术界认可的湍流现象的解释。当时大家对海森堡有批评，有的数学家说海森堡的结论错了，而我的工作则证明他是对的。因为这件事，我出名了，海森堡的题目，他自己没做出来，我做出来了。
　　 多年后，有人用民间语言概括了这段数学史――“海森堡猜出而林家翘算出了二维湍流解”。“二维湍流解”这个说法在学界看来并不准确，但“猜”和“算”两个动词活泼地描摹了两篇论文的意义――前者是创新性的，后者是集大成的。
　　 1945年我博士毕业时，撰写了三篇关于海森堡问题的博士论文，这些文章后来发表在美国应用数学杂志上。因为证明了一位科学大师不能解决的问题，我在学术界有了名声。当时我二十九岁。
　　海森堡的演讲
　　让我年纪轻轻就出名了
　　 在加州理工冯・卡门实验室，我的成绩比较突出。在冯・卡门的指导下，我撰写了一系列关于应用数学在航空学领域的研究论文。对海森堡争议问题的证明，让我有了与另外两位科学大师接触的机会。
　　 我获得学位的时候，冯・卡门就请了另外一个人――冯・诺依曼，他跟冯・卡门都是匈牙利的犹太人，而且冯・诺依曼的父亲是冯・卡门的朋友，曾经把冯・诺依曼托给冯・卡门照顾。我毕业那天，冯・卡门请我到一个中国饭馆吃饭，把冯・诺依曼介绍给我。
　　 我与海森堡见面是在麻省理工学院，那时，数学会请海森堡来讲演，因为海森堡跟物理学界有矛盾，他在德国帮助希特勒做原子弹的问题，所以物理学界对他很有意见。请他来演讲，算是数学界请他到美国来。那是我头一次跟海森堡见面。
　　 他那天演讲，特别讲了我那篇论文，说他觉得很好。还给他的老师写信说：这个问题不是有人批评吗？不过现在那个中国人给我解决了。他认可这个事情是一个重要的贡献。对于我来说，这么一个有名的大师那么一提，我在学校里面的地位就不同了。
　　我想我是在美国的环境中
　　取得了很多成绩
　　 我毕业选择工作时，好多岗位都要我。我开始去了布朗大学，后来麻省理工学院也请我，我在布朗大学只待了一年半，就到麻省理工学院了。
　　 1947年，我开始受聘到麻省理工学院担任副教授，很快升为正教授，继而又从正教授升为学院教授。在麻省理工这所大师云集的一流学府，全校一百多位教授中能从正教授升为学院教授的不超过十人。 1955年，我在剑桥大学出版社出版了《流动稳定性》一书，是国际上第一本系统地讲述流动稳定性的权威教科书和专著。流体力学教科书中经典的“中性曲线”就是最先在我的博士论文中得到确立的。从20世纪60年代起，我进入天体物理的研究领域，创立了星系螺旋结构的密度波理论，克服了困扰天文界数十年的“缠卷疑难”，并进而发展了星系旋臂长期维持的动力学理论。在应用数学方面，发展了解析特征线法和WKBJ方法。在数学理论方面，我也有些研究，其中最突出的是我证明了一类微分方程中的存在定理，用来彻底解决海森堡论文中所引起的长期争议。
　　 我主要的工作还是在麻省理工学院做教授，后来当选为美国的科学院院士。我的工作主要依靠的是研究环境，我想我还是在美国的环境中，取得了这样的成绩。
　　 那时，中国人到美国、英国、德国留学，没有想到是为了中国去跟世界上的研究机构竞争。没有想到，也不可能想到，明摆着，不是一回事儿。我们就是抱着一个求学的目的去的，因为各方面的名师都在那儿，你在那儿也可以看一看，比较一下，这行是怎么做的，另外一行是怎么做的。
　　 跟研究环境没有多大关系的就是纯粹数学，其余的科学都是没有办法的事，因为没有实验室的话，就没法做实验，没法做研究。
　　我与陈省身
　　 我和陈省身同是清华大学的校友，我在清华大学上学时就知道了陈省身的名字。我1933年考入清华大学物理学专业，陈省身当时是清华大学数学系第一位，也是唯一的一位研究生。当时清华大学的物理系和数学系规模都很小，我每年都会选择数学课程，当时就到数学系听熊庆来教授的课，知道了陈省身的名字，但我是大学生，而他是研究生，当时并没有接触。
　　 我们第一次见面是在20世纪50年代的美国，当时我是美国麻省理工学院的数学教授，陈省身应邀到哈佛大学演讲，哈佛和麻省理工学院同在马萨诸塞州的剑桥城，我就去帮助招待客人，这是我们的第一次会面。
　　 20世纪60年代初，我应邀到芝加哥大学演讲，陈省身当时是芝加哥大学的几何学教授，我在陈省身家寄宿了一夜。
　　 20世纪60年代初，我为《美国数学会年报》写了一篇论文，陈省身正好是这篇文章的编辑，他因此知道了我所做的工作。陈省身是做纯数学的，我是做应用数学的，二者差得很远，我们欣赏彼此所做的工作，也互相鼓励，但没有合作过。
　　 20世纪90年代末，陈省身曾邀请我到南开大学数学研究所开展应用数学研究，但当时清华大学也向我发出了邀请，最后我选择了清华。
　　 我认为陈省身是领先一段时间的人物。他是一位世界级的几何学大师，同时也树立了一个榜样，那就是回南开大学建了几何之家。他的具体做法是将在国外学到的知识介绍给国内，并使自己的专业在国内扎根。其实大家都愿意为国家做贡献，我到清华大学来也是按这种精神做事的。在细节上，我知道他的事情不多，他知道我的事情也不多，但我们都是理学院的人，志趣相近，共同的精神是：研究科学、追求真理，在前沿上工作。
　　得知陈省身先生去世后，我和夫人向陈省身的子女发去唁电，并赋诗追忆：“满门桃李多伟绩，几何之家留旧情。九三高龄示风范，巨星陨落举世惊。”
　　七十年后我回到清华
　　 1972年，我第一次回到祖国。之后我曾多次回国做学术访问和讲学，并介绍多位学者去美国麻省理工学院深造。
　　 2002年，我从美国麻省理工学院回到了我的母校清华大学。这距我在清华大学读书，已经整整七十年了。七十年前，清华大学是我走向成功的起点，七十年后，我又回到了这里。
　　 重回清华园后，我想在这里做成一项新的研究，我主持成立了清华大学周培源应用数学研究中心，希望推动清华的应用数学研究水平。
　　 当然，我也面临一些新的问题。我回国后的第一个任务，是向学生和公众厘清“应用数学”的概念。应用数学是不同于纯数学的一门独立的基础学科，我回国以来在各种场合都要强调。应用数学的核心是用数学方法解决实体科学问题，纯数学核心是逻辑构架，在西方数学界，这已经是一个常识。而在国内公众眼里，这二者的概念与区别还相当模糊，最根本的，国内大学的理科建制也无法从学科分类上保证这种区分。国内还有一个误区，就是将“应用数学”简单地等同于“实用数学”。
　　 另一个问题，是后继人才的缺乏。作为清华大学的一个新型研究所，应用数学中心短期内很难与现有的本科教育之间顺畅沟通，而我对于博士生的要求又非常高――必须承担一个系统而完整的工作，对所在领域有全面了解，能熟练使用英文撰写论文并和国际同行无障碍探讨，这使得人才的遴选变得非常艰难，符合要求的人才非常少。
　　 这种开拓性的工作对我来说并不陌生。在过去的一个世纪，在西方，应用数学解决了大量物理学、天文学、经济学难题，取得了长足的进步。我希望，在国内，也使应用数学从不受重视的学科成为令人尊敬的学科。而我，现在仍然在努力。
　　 为了推进清华大学应用数学研究，我在清华主持建立了“周培源应用数学研究中心”，以恩师周培源的名字命名，以表对恩师的怀念。
　　 2002年我回清华大学是当时的清华大学校长王大中邀请我和另一些人回来的。他当初跟我谈，清华想请我们这些人回来，帮助清华成为世界性的一流大学。在这个原则下，请我们帮忙。当时有一些人去了台湾，我觉得我跟台湾没有什么特殊关系，我愿意叶落归根，愿意回来给母校帮忙。
　　 现在的“周培源应用数学研究中心”，有四个正式研究人员。
　　 对于中国大陆科学家什么时候能问鼎诺贝尔奖的问题，我觉得这完全看中国大学怎么发展，以现在这个发展水平，恐怕还差一点儿。并不是说多少年后，中国能获得诺贝尔奖，这并不是用多少年来衡量的，这是一个长期的发展过程。我觉得，在中国的大学里出一个人，并且是在中国的大学里做研究而获得诺贝尔奖，这件事情本身是很不容易的。
　　 研究这个东西，你要知道得非常广，必须有大的眼界和学术基础，也就是对一般的大问题都知道了，否则你对整个前沿根本不了解。也就是说，一个问题已经研究得很透了，只是还有一点没有弄通，大家都已知道这个问题，只在某一点卡住了。你要是能够解决这一点问题，你就可以得一个诺贝尔奖。
　　 你若不去解决这种问题，诺贝尔奖是根本不会落到你头上的。
　　 大家看待诺贝尔奖时，不应该以国界来看，应该看人才是从哪儿出来的，他的最后工作地点是哪儿。
　　中国需要一批一流的大学来做研究，有了这个环境后，人才才会冒出来。单纯依靠一两所大学是不行的，这需要大学的整体水平上去后，有一批一流大学做这个研究，这样才有研究氛围，才有人脱颖而出。在美国的一流大学，大家讨论的日常性问题，就已经是离诺贝尔奖不远的地方。国外的大学就是这样，美国排名前十的大学，讨论问题才会有这个层次。目前国内比较好的大学，如清华、北大、中科大、复旦等这种水平的大学数目要加大，增加到十所左右，形成一个很好的研究问题的环境。
　　 国家的需要和获得诺贝尔奖是两个方向。这个问题牵涉到整个中国的发展政策，而这个政策是根据国家需要和发展任务制定的，因为，这种事情要投入大量的人力、物力、财力，才会有第一流的水平，这是中国的大事。■
　　（责任编辑/陈 思）

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