编者按:春秋代序,百十峥嵘。2023年,北京大学数学学科迎来成立110周年,百十年经风雨而续薪火,再回首忆往昔而向未来。站在这个有着特别意义的节点上,我们推出了“110周年庆系列文章”栏目,以人物专访、回忆征稿等形式,回望北大数学学人一路走来的足迹以及学科发展历程。一代代北大数学人,有着各异的面孔与志趣,也怀揣着相似的追求与理想。他们以学术为志业,为真理而奋斗,将数学之美融入生命的滚滚大河,以灵感之光照亮知识的未至之境。星火汇聚,春潮涌动,在这片充满希望的原野上,我们透过一个个动人的故事、一次次深情的讲述,追想来路、展望明天,理解、记录与传承北大数学的初心与精神。
陈维桓:努力成为教与学之间坚实的桥
采写:柴亦林、唐语阳
书山有路
“读数学书不做习题,就好像入宝山而空返”
1957年,上海市西中学,彼时十七岁的陈维桓打开了维诺格拉陀夫的《数论基础》。华罗庚先生为此书作序时曾言,“读这本书而不看不做书后的问题, 就好像入宝山而空返”。这句名言在这位中学生心中扎根、发芽。参加数学小组的活动,参与数学竞赛……直至1958年,陈维桓以高考第一志愿进入北京大学数学力学系学习。
初入燕园,学生要参与劳动,在北大南门外的沟渠里翻地、修建风洞实验室、去西山拉矿石炼钢,后来几年在西山植树打防火道、为北大200号修铁路、下乡收割小麦和水稻,等等,“劳动是相当繁重的,北京的许多地方我们都走过,所以我们这批人是不怕吃苦的,后来工作了也是这样”。在教学秩序恢复正常之后,开始了数学基础课的学习。好在北大数学系大师云集,江泽涵先生的“解析几何”、闵嗣鹤先生的“一元微积分”,冷生明先生的“多元微积分”等等课程给本科学习打下了深厚的基础。
时代转机在前。1962年广州会议之后,知识界迎来短暂的“科学的春天”。在北大,基础数学的教学工作逐步恢复,数学系的专门化得以组成,陈维桓选择跟随吴光磊教授学习微分几何。“为什么选微分几何?没道理,就是喜欢”。当时微分几何专门化,由吴光磊主持。首先由田畴老师根据吴先生的教学方案讲“微分几何”基础课,主题明确、线索清晰。然后由吴先生亲自讲授微分几何的专门化课程,包括活动标架和外微分法、微分流形等等,都是当时在国内首次开设的课程,并且深受陈省身先生的影响。谈到导师吴光磊先生,陈维桓总回想起那些课堂的点滴。吴先生讲课深入浅出,“语不惊人死不休”,让人感到“很冲击”。讲课时,吴先生常拿张“纸片”,上面写有讲课的要点,在课堂上如行云流水,板书清晰,“非常吸引人”。
关于学习,陈维桓有自己的一套方法,即“反刍”与“整理”。首先,上课学习时,往往是只缘身在此山中,已知细节,但未及全貌,因此在课后要找经典著述进行反复阅读、思考,“反刍”以串连整体脉络。例如,王萼芳老师的“高等代数”十分精彩,但是内容丰富,头绪多,结果陈维桓用整个暑假研读马力茨夫的《线性代数基础》,才真正掌握了这门课。其次,每逢考试,“不是去做题,而是把老师讲的内容重新整理一遍,等一门课考完,一份清晰完整的笔记也已完成”。做好的笔记,看起来“像本书一样”。这两种学习方法,为陈维桓后来的教学工作积累了大量优秀的笔记资料,也成为他教学中言传身教的重要组成部分。
在20世纪60年代,国内微分几何的教学还比较落后,尚无自行编写的教材,翻译引进的前苏联教材却难以满足教学需要。在改革开放之后,陈维桓的“微分几何”课程笔记,经过田畴老师在中国科大、以及陈维桓自己在北大的使用,最后形成了基础课教材《微分几何初步》。《微分几何初步》一书语言通俗易懂,由浅入深,通过循序渐进的方式加深了基础课“微积分”的学习,自出版后,使用十分广泛。时至今日,仍为诸多综合大学及高等师范院校的微分几何课程教材。
《微分几何初步》(1990年北京大学出版社出版)
陈维桓在教学工作中也延续着导师的教学脉络,“吴先生(教)给我的东西,我能够更加深刻地、更加系统地交给我的学生。”
山重水复
“寒夜十年,重返数学”
1964年本科毕业后,陈维桓考取了吴光磊先生的研究生。学习一年后,1965年秋,陈维桓被派到农村搞四清,至1966年再见吴光磊先生时,陈维桓对导师说的第一句话是,“我把微分几何全都忘记了”。
1968年,陈维桓被分配到天津三十五中教书。当时,“我们成了教学的主力”,“一个人要管三个班”,怀抱着根深蒂固的报效人民的想法,陈维桓在中学扎扎实实地做好了教学的工作,艰辛的奔波、工作、劳动与拉练组成了他在天津的生活。1971年春节,陈维桓得以返京拜访导师吴光磊,并向老师借得Eisenhart的《Riemannian Geometry》(艾森哈特:《黎曼几何学》),开始重拾几何学习。寒夜漫漫,山重水复疑无路之时,陈维桓得以重返微分几何。
1972年中美关系缓和,数学大师陈省身访问北京,并且在中国科学院数学研究所作演讲,国内数学基础理论研究呈复苏之态。意识到国内数学界与国际数学研究状况脱节的实际,陈省身先生建议阅读Hicks的Notes on Differential Geometry(希克斯:《微分几何讲义》),为此,数学研究所刻印了讲义,并组织了讲习班,由吴文俊、吴光磊和张素诚三位教授讲授拓扑学和微分几何。当时在天津工作的陈维桓通过导师吴光磊先生获得了讲义,这份讲义成为陈维桓当时主要的学习材料,即使在唐山大地震时期,“震后在窝棚里面,我也在坚持学习”。
从在同一个校园,到分隔北京两地,再到分隔京津两地,陈维桓和导师吴光磊先生的汇报学习从未中断。文革刚结束,调动、归队的工作遇到重重阻碍。这一期间,吴光磊先生在病榻上多次与陈维桓通信,始终牵挂着学生的调动问题。“着急,真着急”,回想起当时等待调动的焦灼,陈维桓仍历历在目。“年龄一天天在增长,我已经三十六岁了。报国无门啊!”怅然,怅然。
吴光磊先生致陈维桓的回信
来者可追
“跟时间赛跑”
“重新再考,重新再学”,38岁,陈维桓重返北大。虽历经波折,但对于微分几何的热情,和矢志不渝报效祖国的决心,让陈维桓快速地重拾学业,并担负起微分几何的教学任务。
1980年春天,陈省身先生在北京大学开设“微分几何”课程。当时听课的学员包括全国各地的在读研究生及数学工作者,挤满了当时北大拥有二百多个座位的最大阶梯教室,大大地提升了国内数学研究生培养的教学水平。陈维桓作为课程辅导员,负责笔记及印发讲义,并在课程结束后,在陈省身先生、吴光磊先生的指导交流下,花费大量精力整理而成《微分几何讲义》。
北京大学馆藏《微分几何讲义》(1983年第一版、2001年第二版)
“在陈先生的‘微分几何’课之后,我最重要的任务是把课上的内容整理、加工成书。做这项工作的优势在于,除了陈先生的讲课笔记以外,还有他的众多著作可以学习和参考,例如前面提到的他在芝加哥大学的油印讲义,以及他的专著Complex Manifolds Without Potential Theory(《无势复流形》)。另外,我在吴光磊先生身边,随时可以请教,并且在形成初稿之后可以首先请吴先生审读。在往后的两年里,是我和陈先生通信联系最密切的时期。首先在双微会议之前,我和吴先生初步拟定了书的目录,然后试写了第一章,请陈先生审查。后来,我每写完一章,就给陈先生寄去,陈先生在读完之后再寄还给我,并且提出他的意见供我修改。”
陈维桓结合教学工作实际,不断编写、更新微分几何的系列教材。在数学人才青黄不接的时期,他主持北京大学微分几何方向的教学工作,为清华大学的学生多次开设微分几何课程,并在南开数学研究所举办的几何拓扑学术年、微分几何学术年担任主讲。退休之后,还多年在首都师范大学、北京国际数学研究中心开设研究生的几何课程。帮助更多学生扎实数学基础,无愧于一句“我真正给大家做贡献的是我的教材”。
从学生到老师,陈维桓见证了数学学科的重建与北大数学科学学院的发展,更切身体会着师生间的守望与互助——万变的历史长河,却包含着不变的学院传统。
对于当前学院的发展,陈维桓直言“扎实、漂亮”;对于教学工作,他指出“互动与启发”是未来教学工作要继续注重的;对于学生培养,他则说要注重“好奇心、踏踏实实做工作”,回望来路,学生“如果能在木板最薄的地方打个洞,也是好的”。陈维桓用扎实的教学与教材编写工作,在“教”与“学”之间搭起一座坚实的桥梁。帮助拥有好奇心的学子们,找到要打的“洞”,走好脚下的路。
陈维桓,男,汉族,1940年3月出生,上海人,中共党员。1964年本科毕业于北京大学数学力学系;1980年获硕士学位。1968年7月参加工作,就职于天津35中学。1980年起就职于北京大学数学系,历任讲师、副教授,1990年晋升为教授,后担任博士生导师。2003年4月退休。
陈维桓从事微分几何方面的科研和教学工作。主要的研究方向是子流形微分几何,包括子流形积分公式、极小曲面、可积系统在微分几何中的应用等。曾在多个国内外学术期刊发表专业论文40余篇。参与编撰的著作有《中国大百科全书(第二版)》(2008)、《数学大辞典》(2010,2017)等。在微分几何教材建设方面有突出贡献,曾出版教材《微分几何讲义》(1983,2001)、《微分几何初步》(1990)、《微分流形初步》(1998,2001)、《黎曼几何引论(上册)》(2002)、《流形上的微积分》(2003)、《黎曼几何引论(下册)》(2004)、《微分几何》(2006,2017)、《微分几何引论》(2013)等。
《微分几何讲义》于1987年获全国高等院校优秀教材特等奖,该教材先后出版繁体字版及英文版,在学术界受到较高评价。1990年《微分几何课程的改革和建设》获北京市优秀教学成果一等奖,1995年《微分几何初步》获国家教委优秀教材一等奖,1997年《全国应用数学专业评估系统的设计与实施》获辽宁省教学成果二等奖。此外,陈维桓还曾获得1984至1985年度及1997至1998年度北京大学教学优秀奖,并于1990年至2000年任国家教委教学指导委员会下属有关学科小组成员。