林家翘:追寻科学极致之美
找到自然界不同现象背后的大一统规律——这就是所有科学家们的终极之梦。
怀着这样的梦想,林家翘在科学的道路上砥砺前行。他曾说:“物理学所有的定理都可以用数学公式在一张纸上表示出来。人类的智慧坚持用简单的概念阐明科学的基本问题,所有的科学问题在本质上都是简单而有序的。”
当他回归清华后,在为数不多的几次媒体采访中,他很简单地表示,21世纪是生物学的世纪,如果可以取得成果,将有力推动清华大学应用数学的研究。
研究中心副研究员孙卫涛起初也这样理解。但是在和林家翘几次深谈之后,孙卫涛发现,这背后,有着更深层次的科学原因。
原来,林家翘已经洞悉了蛋白质结构折叠问题背后自然规律的端倪。他认为,能量在蛋白质不同尺度之间传递分布的规律,与湍流的某种规律有异曲同工之妙。“从湍流理论到密度波理论,林先生已经成功实现了一次不同领域间相同数学规律的探寻。经历了近70年的科学探索,凭借深厚的学术功底和卓越的科学眼光,他又一次信心十足地选定了最具科学前景的方向。”孙卫涛说。
林家翘依然做着他的终极之梦。
他以耄耋高龄,再次激扬于科学潮头。林家翘先后阅读了蛋白质折叠的几本名著。他在书中的每一章节都做了详细的标注,几年下来,书里贴满了大大小小、层层叠叠的便签。这成就了他引以为豪的一个绝活:不用翻书,就能准确指出某一结论出自哪本书的哪一章节哪一段落。这一点,让研究中心里的年轻人都自愧不如。
也是在这段时间,他发现国内的“应用数学”与真正的应用数学有很大的偏差。这让他忧心如焚。曾有一些数学教授来拜访,结果林家翘因为国内数学学科的混乱,冲着他们说了一堆难听话,搞得别人再也不敢前来。
在他眼里,应用数学的薄弱“对整个科学的发展非常不利,非常不利”。他在回国两年后,才第一次接受电视媒体的专访,原因无它,正是因为他觉得不得不站出来说话。
他不厌其烦地向人们阐述着“应用数学”和“纯数学”的区别,讲着“应用数学”和“实用数学”的区别:“导弹上天、火箭发射需要的计算,是实用数学。而应用数学是要主动提出研究对象中的科学问题,通过问题的解决加深对研究对象的认识。”
他不能不为此担忧。周培源应用数学研究中心刚成立之时,没招来几个学生:大家一看挂着“应用数学”的招牌,以为只是帮助其他学科搞计算,全躲开了。
而跟他熟识的人,正潜移默化地受着他的感染。中国科学院院士李大潜是国内的应用数学专家,每次到北京必来拜访林家翘,深受林家翘影响。孙卫涛曾大量阅读林家翘的论文,在林家翘严谨的数学推导和缜密的理论分析下,一个个自然难题迎刃而解,令孙卫涛不禁想起了庄子笔下的“庖丁”。
生生不息
再伟大的科学家,都只能洞悉自然规律,却无法抗拒它。
林家翘老了。
尽管他不服老,尽管他曾为了表达人们为他安排保姆的抗议,拿椅子把卧室的门顶住,以至于人们不得不搬来他的侄子把门锁撬开,他还是无可避免地老去了。
老去的标志之一是怀旧。回归清华后,林家翘坚持用周培源的名字命名研究中心——那是影响他一生的恩师;他在自己的书房内挂着冯·卡门的肖像——是他,把自己带到最前沿的科学领域,让他从此纵横驰骋。
他亲自为研究中心选址。他选中的地方,是清华大学“科学馆”。这幢建于1919年的三层小楼,是著名的清华早期四大建筑之一。当年,林家翘就是在这幢楼里,和同学们、老师们一起度过了自己的清华岁月。
天气好的时候,他会坐着轮椅,让人推着他在清华园里四处转转。图书馆、大礼堂,这些老建筑记载着林家翘的青春岁月。他在这里,第一次喝到咖啡、红茶,第一次吃到冰激凌,他还记得食堂松软的玉米面馒头,还记得深秋时图书馆台阶旁的大盆菊花。上世纪30年代,尽管华北已听得到日寇侵略的炮声,但小小的清华园,却是林家翘心中的世外桃源。
他会给本科生们做讲座,他告诉这些年轻人:“研究自然科学是没有终点的,可以作为一生的目标及一生的事业。”他每周四都要来研究中心主持课题讨论,即便刮风下雨,即便秘书劝他让学生们来家里,他依然坚持前来,因为他不想耽误学生一点时间——尽管他的家就在学校,离中心并不远。
2012年10月26日,他在家中跌倒,随后被送入北京协和医院。那是他和清华的告别。2013年1月13日凌晨,他与世长辞。
林家翘的伯父林旭,曾与谭嗣同等人参与戊戌变法,是著名的戊戌六君子之一;人们耳熟能详的华裔诺贝尔奖获得者杨振宁、李政道,数学大师丘成桐、陈省身,是他的好友;与林家翘同拜冯·卡门为师的,还有钱学森、钱伟长、郭永怀,他们并称冯氏的四大中国弟子。冯·卡门曾对郭永怀的夫人李佩私下说,他的学生中,郭永怀最用功,林家翘最聪明。
尽管如此,对大多数人来说,他的名字依然陌生。
其实,知不知道他的名字,以及他的那些研究成果,对你的生活来讲,意义真的不大。
现代科技带给你的便利,跟他似乎没有太大关系。只是,当突然有一天,你的双眼从IPAD、电脑上玩不完的游戏、处理不完的工作里离开,开始注视你熟悉又陌生的大自然,你会看到世界向你打开一扇窗,窗外是人类自产生智慧以来,就不断思考的问题:宇宙到底是什么样子?星空有什么奥秘?生命是如何诞生的?……
是的,它无关你现世的生活。它只是人类怀有的对宇宙万物天然的好奇心。那是在宇宙的空间里,唯一已知的智慧生命——我们,发出的渺小但是坚定的呼喊:我们是谁?我们从哪里来?我们要到哪里去?
这是那扇窗带给我们最美丽的景色,这是我们永恒的探索。如果是这样,请你记住林家翘的名字。这个名字和所有那些伟大人物的名字一样,曾经带领我们,在穷究宇宙终极之理的道路上,迈出了小小的、坚实的一步。
在林家翘去世后,远在美国的丘成桐,用特快专递的形式,寄来自己请人书写的挽联。挽联上书:“用数如神,究星河之形,通水波之变,宏业堪为后世则;竭诚谋国,传西哲学风,荫中华学子,水木长留国士魂。”
他的灵堂设置在科学馆的小会议室里。旁边的墙上,贴着长长一列唁电。发来唁电的,既有国家最高领导人,也有科学界的诸位同行。年轻的学子们则自发制作了照片墙,贴上千纸鹤和心形的卡片,写满了对林家翘的悼念。他在美国工作过40年的麻省理工学院,也特意制作网页,表达对他的哀思。
1月14日,北京下了一场小雪。那天下午,清华大学物理系教授龙桂鲁,带领自己的6名研究生来到灵堂,恭恭敬敬地向林家翘的遗像三鞠躬。
研究生们并没有和林家翘打过交道。他们只是知道,自己曾有一位师兄,做过一些了不起的事。
吊唁完毕后,在龙桂鲁的带领下,6名学生排成一队,穿过科学馆狭长的走廊离开。
那条走廊,周培源走过,叶企孙走过,钱伟长走过,郭永怀走过,陈芳允走过,王大珩走过,年轻的林家翘走过,坐着轮椅的林家翘,也走过。
如果真的存在量子物理所说的“平行宇宙”,也许,在那个时空里,林家翘正坐着轮椅停靠在旁边,微笑着看着这些年轻人擦身而过。
在探索自然奥秘的道路上,前辈们筚路蓝缕。如今,轮到他们,沿着前辈开辟的道路,继续前行。
这就是生生不息。
小传
1916年7月7日生于北京。
1937年毕业于清华大学物理系,留系任助教。
1939年考取了庚子赔款留英公费生。由于欧战爆发,改派赴加拿大留学。
1941年,在多伦多大学取得硕士学位。然后到美国加州理工学院,师从冯·卡门,于1944年获得博士学位。
1951年成为美国国家艺术和科学院院士。
1953年成为麻省理工学院教授。
1962年成为美国国家科学院院士。
1966年当选为麻省理工学院第一位华人学院教授。
1975年,美国机械工程学会为他颁发了国际力学界的最高成就奖——铁木辛哥奖。
1977年获得美国国家科学院应用数学和数值分析奖。
1979年获得美国物理学会的第一个流体力学奖。
1994年当选为中国科学院首批外籍院士。
2002年,回到母校清华大学定居,创办周培源应用数学研究中心并任名誉主任。
2007年,将其在美国的部分财产捐给母校,设立“林家翘、梁守瀛学术研究基金”。
2013年1月13日,在北京逝世。
手记
他和他代表的科学精神
■高毅哲
1月14日下午,我和周培源应用数学研究中心主任雍稳安坐在科学馆林家翘简易的灵堂边。为了不影响别人办公,灵堂里的哀乐声调得很小。在隐隐约约的哀乐声中,我问雍稳安:“该怎样评价林家翘的一生?”雍稳安沉思片刻,说:“林先生是一个真正的科学家,他尽到了一个科学家的本分。对林先生这样的科学家来说,探索自然界的奥秘,是他们终生的追求。”
科幻作家刘慈欣有一篇短篇小说叫《乡村教师》。故事讲的是黄土高原上的一名乡村教师,痛感愚昧对人们生命的束缚,在生命的最后时刻,依然在给山里孩子讲解牛顿三大定律,希望他们能领悟到人类智慧凝结的最美之花。结果就在当晚,懵懂的孩子们用三大定律回答了外星人提出的问题,使外星人确认地球存在高级别的智慧生命,从而使地球免于星际战争的灭顶之灾。
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