汪老师的数学

马融

我在交大上学的日子,是从汪礼礽教授的《现代分析基础》开始的。所以汪老师是我的第一个数学启蒙老师,也是我值得终生学习的人生榜样。

初识汪老师的时候,他正好六十岁了,但精神状态仍和二三十岁的小伙子一样,声如洪钟,健步如飞,上课的学生无一不称赞他的板书工整,很多同学都抱怨他写得太快了,自己的笔记速度根本赶不上他的粉笔字。他则告诫我们要“手脚勤快”,不然是来不及在两个学期内学完他的东西的。

“他的东西”——按汪老师本人的说法,应该是“德国的东西”。他特别推崇哥廷根学派的R.柯朗。我们的教科书,就是柯朗写的《微积分和数学分析引论》,这确实是一本经典著作。和通行的教材不同,这本书特别强调微积分问题的实际来源。在很多问题的处理上,它不见得采用最简洁的表述,而是倾向从演绎历史的角度来解释。比如在介绍定积分时,它不借助不定积分或微分的概念,而是直接利用求极限的技巧来导出所有初等函数的积分公式。这样虽然要求更高的技巧来计算无穷级数,但确实是符合历史发展规律的。R.柯朗详细讨论了幂函数的定积分问题,从指数为2的情况开始研究,再逐步过渡到指数为整数、为有理数、为实数的情况,每一步的处理都需要不同的技巧。这样的处理,给初涉微积分概念的我带来了无穷的乐趣,我觉得自己就像当年的牛顿一样,产生了一种发现奥秘后的成就感,于是就彻底地被数学的美所征服了。

一门好课需要一个吸引人的开头,R.柯朗的书无疑做到了这点。但这毕竟是一本上世纪30年代的老书,最遗憾的地方是没有讨论测度与勒贝格积分的概念。任何嗅觉敏感的老师都不会漏掉这些东西。既然汪老师把他的课称作《现代分析基础》,他就敢大胆地压缩多变量微积分的内容,把测度和勒贝格积分作为了第二学期的主要讨论内容。我觉得这种处理方法是非常合适的,传统教材中的多变量微积分,一部分是一元微积分的重复,其余的内容我更喜欢Michael Spivak在《流形上的微积分》中的处理方法,即多变量微积分最好是为微分几何做准备,而不是为了大学物理求积分做准备。后者本质上就是一些琐碎的运算,汪老师称这些东西是“花拳绣腿”,而宣布自己一直是开“钢铁公司”的。

喜欢开“钢铁公司”的汪老师,还要带领着我们搞大跃进。他私下开小灶,指定我们几个程度尚好的学生阅读姜礼尚先生的《数学物理方程》,这本书也是一本解决实际数学物理问题的好书。每周上午的大课结束之后,下午的小课再讨论书上的内容,还有些论文,都是汪老师的研究工作。让一群本科新生来做这些事情,是不是太疯狂了?我们私下都戏称这个组织是“汪礼礽敢死队”。记得第一次讨论汪老师就指定我来演讲,我花了几天时间熬夜看完了《数学物理方程》的前几章——其实对几处问题的解法还处于懵懂的状态,但汪老师听完之后高兴地宣布,我可以继续看第二本书了——它的名字如雷贯耳——《数学物理方法》——柯朗和希尔伯特的合著。

如果不是和汪老师相处了一年的时间,我可能终生都不会去读《数学物理方法》这样的巨著,但更重要的是,如果不是汪老师的斩钉截铁般的叮咛与鼓励,我哪里能有勇气去尝试阅读这样的书呢?2006年春节,我去汪老师家拜年,他说自己在看庞加莱猜想的证明,并翻出读书笔记,工整的字迹满满几百页,红笔是外国文献的翻译,蓝笔是自己的批注,我不禁想起来他的《现代分析基础》讲义,也是一手工整漂亮的钢笔字。他自谦英语不好,但仍然自信可以赶上形势,只要遵循那句老话——“手脚要快”。他还自嘲自己搞偏微分方程是“背着一身大包袱,气喘吁吁地爬上山坡,大费周章之后却一无所得”。其实,既然汪老师自称要开“钢铁公司”,硬的骨肉总是难啃的,所谓“一无所得”是他谦虚过渡了,毕竟他对数学的要求很严格,总是向我们抱怨“法国的某某数学不行了”、“美国的什么什么东西都是抄来的”。

提到抄,汪老师自己有很多手抄本,除了前面提到的教材和研究笔记外,他还会把每个学生的作业本都变成自己的手抄本。汪老师的作业题目出得很难,对“敢死队”队员的要求就更高了,什么 Polya的《数学分析中的问题和定理》,什么《实变函数中的反例》,尽是一些高难度的问题和反例,就算看了答案也要算个老半天,他则轻描谈写地说解决它们的办法仍然是“手脚要快”。有时候遇到难题,我只能在作业本上随便写两句,譬如对需要解的微分方程做一些变形,但完全看不出问题的关键点在哪里。此时,汪老师就会用他工整的钢笔字帮我继续做下去:考虑使用极坐标系,建立如下事实……结合上述两式……由此得到……到了学期末,我赫然发现自己的作业本也变成了讨论数学的地方。现在回忆起来,好像和他在任何地方谈论的话题都没离开过数学。

我和汪老师谈话总是以数学开始,以数学结束的——准确地来说我只是在聆听他的布道。我们的话题往往会从某个数学题目开始,然后任由汪老师天马行空地谈论他最近所关注的话题:某某猜想,某某定理,某某方法,某某应用,最后总不忘加上他对社会的建议:“我一直觉得国家应该养一批纯粹的数学家,让他们安安静静地研究喜欢的数学,他们一定可以回馈社会的”。是的,汪老师向我赠送的人生礼物就是数学,纯粹的数学,喜欢的数学——但我要更正一点,他从来都没有安安静静地研究过数学,他从来都是使用“汪礼礽”的方式——热火朝天地、废寝忘食地、“手脚勤快”地——在研究他的数学。

于二〇一二年三月二十九日        


作者现为上海交通大学计算机系博士生三年级学生,当时作为上海交通大学ACM计算机科学试点班学生听过汪礼礽教授主讲的“现代分析基础”课。本文转载自http://xiaoyou.acm-project.org/article/11

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