邵紅能
曾經被華羅庚、陳省身親切地稱為“師弟”,少年時就立志使自己名字成為某一數(shù)學定理的命名,他,就是數(shù)學圈內家喻戶曉的人物——楊樂。早在20世紀70年代,楊樂就在函數(shù)論領域取得了國際領先、與陳景潤的工作一起被美國數(shù)學代表團認為是當時中國兩項最主要、國際一流的數(shù)學成就。
楊樂(1939—2023),江蘇南通人,著名數(shù)學家,中國科學院院士、中國科學院數(shù)學與系統(tǒng)科學研究院首任院長、數(shù)學所研究員及博士生導師,其主要研究領域為復分析。他在“整函數(shù)、亞純函數(shù)的值分布理論”上有著突出的貢獻,特別在函數(shù)模分布論、輻角分布論、正規(guī)族等方面取得的一系列研究成果,被國內外同行、學者廣泛引用。憑借突出的學術成果,楊樂曾獲全國科學大會獎、國家自然科學獎、國家科技進步獎、華羅庚數(shù)學獎、陳嘉庚數(shù)理科學獎、何梁何利獎等眾多大獎。
刻苦努力研究函數(shù)論
楊樂從小勤奮好學、刻苦努力。1950年,他考入江蘇省南通中學。初二時,楊樂對代數(shù)和幾何產生了濃厚的興趣;初三時,他立志要考上北京大學并準備一生從事數(shù)學研究。中學6年,2000余天,楊樂幾乎每天都會完成一二十道題目,此外,還閱讀了大量課外參考書籍,嘗試解決經典難題。
楊樂1956年考入北京大學;1962年考取中國科學院研究生,師從著名數(shù)學家熊慶來。熊慶來是中國現(xiàn)代數(shù)學的先驅,帶過許多優(yōu)秀的學生,比如錢三強、華羅庚、嚴濟慈、趙九章等。20世紀60年代,70多歲的熊慶來抱病指導楊樂和張廣厚從事函數(shù)值分布研究。在熊慶來的指導下,讀研的頭3個月,楊樂就完成論文《亞純函數(shù)及函數(shù)組合的重值》,后發(fā)表在《數(shù)學學報》上。1966年,楊樂從事數(shù)學研究工作。同年5月,因中國科學院數(shù)學所的研究工作完全中斷,楊樂雖已完成博士論文,卻未能正常畢業(yè)。在此后四五年的時間里,楊樂沒有機會再碰數(shù)學書本,只能抽象地思考一些數(shù)學問題。1971年,周恩來總理親自過問中國科學院的工作,并肯定基礎理論研究的重要性,楊樂逐漸恢復研究工作。
此后,楊樂再次與張廣厚合作,首次發(fā)現(xiàn)函數(shù)值分布理論中的兩個主要概念“虧值”和“奇異方向”之間的具體聯(lián)系,為國際數(shù)學界所矚目,后來他們的這一研究成果被命名為“楊—張定理”或“楊—張不等式”。1977年2月26日,《人民日報》頭版刊發(fā)重要報道《楊樂、張廣厚研究函數(shù)理論獲得重要成果》。
1978年4月,經中央批準,楊樂、張廣厚走出國門進行個人學術交流。1978年初,年輕的數(shù)學家楊樂和張廣厚接到瑞士阿爾弗雷德·胡貝爾教授的邀請信函,赴瑞士參加國際函數(shù)論會議。瑞士蘇黎世聯(lián)邦高等工業(yè)學校(歐美著名的大學)曾經是大科學家愛因斯坦和愛克斯光發(fā)明人倫琴執(zhí)教的地方。楊樂、張廣厚到那里會見了幾十位國際知名數(shù)學家。在這個會議上,他們宣讀了兩篇學術報告,一篇是張廣厚的《關于整函數(shù)與亞純函數(shù)的虧值、漸近值和茹利雅方向之間關系的研究》報告,另一篇是楊樂的《整函數(shù)與亞純函數(shù)值分布論的某些結果》報告。1980年3月,美國普渡大學為歡迎楊樂、張廣厚訪美舉行了一次國際函數(shù)論會議,籌備該會時,著名函數(shù)論專家居壘欣與魏茨曼在給美國科學基金會的報告中寫道:“楊樂、張廣厚在北京領導著一個成果豐碩、欣欣向榮的學派?!?/p>
1980年,楊樂當選為中國科學院院士,是當時最年輕的院士。1982年,楊樂在國內外高水平的數(shù)學雜志上共發(fā)表了6篇高質量的論文。1983年,楊樂受到瑞典、芬蘭、聯(lián)邦德國邀請,前去作學術報告。1984年,楊樂應邀到美國普林斯頓高等研究院訪問,并從事研究工作,成為中國數(shù)學界的驕傲,為國際數(shù)學界所關注。
“楊—張定理”實現(xiàn)年少夢想
“做了很多習題,接觸了許多定理。發(fā)現(xiàn)數(shù)學中的很多定理是以外國數(shù)學家的名字命名的,難道中國人就不能為現(xiàn)代數(shù)學發(fā)展作貢獻嗎?”楊樂自問。
20世紀50年代,正值國民經濟恢復時期,國內百廢待興,各個專業(yè)領域均需要大量人才,特別是重點建設項目,更急需工程師與科研人員。此時的楊樂,已經察覺到自己對數(shù)學的熱愛,他下定決心,要將自己的所知、所學,與國家的建設需求聯(lián)系起來。
1956年,不滿17歲的楊樂考入北京大學數(shù)學系。大學后半期,由于社會大環(huán)境的變化,搞學術研究被視為走“白?!甭肪€。楊樂懷揣著小筆記本,躲進偏僻人少的教室,繼續(xù)學習數(shù)學。下放到湖北蒲圻的工地勞動時,他也不忘帶上心愛的數(shù)學書,每天干完繁重的體力活,當別人在工棚里打撲克、聊天時,他就在一旁研究數(shù)學。
長期以來,數(shù)學家對值分布論的研究構成兩個重要領域,一個領域稱為“模分布”,研究整函數(shù)和亞純函數(shù)在整個平面上的值分布,其中的一個深刻概念稱為“虧值”;另一個領域稱為“幅角分布”,研究整函數(shù)與亞純函數(shù)在某些方向附近的值分布,其中的基本概念稱為“奇異方向”(如波萊爾方向)。這兩個領域各自都有大量的研究成果,但以往人們總認為虧值與奇異方向是兩個完全不同的概念,彼此不存在什么聯(lián)系。楊樂和張廣厚研究的項目是函數(shù)值分布理論。他們的合作研究第一次揭示了在這兩個基本概念之間存在著明確的、緊密的聯(lián)系,并對這種聯(lián)系給出了定量的表述。他們的定理指出:對于絕大多數(shù)亞純函數(shù)(即有窮正級),其虧值數(shù)目絕不能超過其奇異方向數(shù)目。對于整函數(shù),結論還可以加強,即其虧值數(shù)絕不能超過其奇異方向數(shù)的一半,他們還舉例說明上述結果是最佳的。這一研究結果是突破性的,為值分布研究提出了新的方向。他們在這方面的研究,同時成功地解決了著名數(shù)學家海曼提出的一個問題,讓國際同行大為驚嘆。
1973年,他倆作了一次報告,初步介紹關于整函數(shù)和亞純函數(shù)值分布理論的某些結果,立即引起大家的高度重視和稱贊。我國著名數(shù)學家吳文俊聽了報告后,極為興奮,認為他們的成果為函數(shù)研究開辟了一個新的方向。楊樂和張廣厚研究的函數(shù)值分布理論,像曠野幽谷中的一株梅花在風雪中怒放。1978年4月,在蘇黎士國際函數(shù)論大會上,楊樂報告了他們的研究成果,被與會的數(shù)學家稱為“驚人的成果”。美國出版的一份有關數(shù)學研究的報告評價說,他們的成果“既新穎又深刻”,與哥德巴赫猜想研究一樣是純粹數(shù)學方面“第一流的工作”。國際數(shù)學界把他們的這些成果稱為“楊—張定理”或“楊—張不等式”。
1987年,在倫敦舉辦的國際函數(shù)論大會上,楊樂被推舉為第一次大會的主席。
楊樂實現(xiàn)了年少時的夢想。
前沿學術探索數(shù)學核心力量
1964年,楊樂和張廣厚研究了函數(shù)論的一個問題,用法語寫成的論文于次年9月發(fā)表在《中國科學》。他們當時并不知道,1964年9月,在地球的另一端,英國帝國大學教授、函數(shù)權威學者瓦特·海曼在倫敦主持了一個國際函數(shù)論會議,在會上提出并收集了函數(shù)論中值得研究的問題,并出版成冊。而楊樂他們的這篇論文恰好解決了其中一個核心問題。
對此,2009年,楊樂在接受《科學時報》記者的采訪時回憶道:“當我們在研究這一問題并獲得結果時,國際學術界恰巧也正在提出這一問題但尚無研究工作,大家彼此完全不知道。我們當時與西方隔絕,這是殊途同歸?!闭缜拔乃觯?966年,中國科學院數(shù)學所的學術研究工作完全被中斷,直至1971年,周恩來總理過問中國科學院的工作,才開始可以作一點研究。據(jù)楊樂回憶,他們從那時才能到圖書館查文獻。在1969年出版的國際頂尖數(shù)學期刊《數(shù)學學報》上,他們發(fā)現(xiàn)了美國函數(shù)論專家David Drasin的一篇論文,這篇論文引用了楊樂和張廣厚發(fā)表在1965年發(fā)表在《中國科學》上的論文內容,而且說他們的結果解決了海曼的一個猜想。但其時的楊樂并不知道海曼的問題是什么,因為館里根本沒有進口這本書。
1975年,楊樂通過遠在美國的親屬復印了海曼的這本書,這才知道,他們在1964年秋天討論這個問題的時候,國際函數(shù)論界也同時提出這個問題。實際上,他們的研究結果的一個推論就解決了海曼的問題。David Drasin在《數(shù)學學報》上的這一長篇論文在思想和內容上也基本上沒有超過楊樂和張廣厚1965年發(fā)表在《中國科學》上的論文。這時,他們才明白,在那個與世隔絕的年代,熊慶來老師帶領他們進入了函數(shù)論研究的前沿。
楊樂與張廣厚在解析函數(shù)的研究中取得一系列創(chuàng)造性的成果,如對整函數(shù)與亞純函數(shù)虧值與波萊爾方向間的聯(lián)系作了深入研究,最先發(fā)現(xiàn)并建立了這兩個基本概念之間的具體聯(lián)系;在亞純函數(shù)奇異方向進行深入研究,引進了新的奇異方向并對奇異方向的分布給出了完備的解答;對全純與亞純函數(shù)族的正規(guī)性問題進行系統(tǒng)研究,建立了正規(guī)性與不動點間的聯(lián)系;引進虧函數(shù)的概念,證明了有窮下級亞純函數(shù)的虧函數(shù)至多是可數(shù)的;與英國學者合作解決了著名數(shù)學家立特沃德的一個猜想;精確估計整函數(shù)及其導數(shù)的總虧量與虧值數(shù)目。
1974年,著名函數(shù)論專家、英國皇家學會會員奧福德教授來華訪問,要求見楊樂和張廣厚。會見時,楊樂作了一個報告,扼要介紹了成果,奧福德教授非常震驚。返回英國后,他在倫敦的函數(shù)論研討班上進行介紹,受到海曼教授的重視和關注。不久,海曼邀請楊樂赴英國訪問,可惜因故無法成行。
1976年5月,美國科學院派代表團來到中國。團長麥克萊思和其他9名團員都是國際知名的數(shù)學家,其中有華裔學者伍鴻熙。伍鴻熙認為,在國際上,函數(shù)值分布理論是具有決定性的關鍵工作之一。他用了相當高的形容詞來描述楊樂、張廣厚的工作和成果水準。麥克萊思當即表示說:“非常漂亮,非常有趣,是具有決定性的研究之一。”麥克萊思回國后,把這件事報告給美國的著名數(shù)學權威阿爾福斯等。當發(fā)現(xiàn)中國的青年數(shù)學家在亞純函數(shù)研究方面作出的卓越成果時,他們大為震驚:在人類歷史上最早誕生完整的十進制體系的中國,在世界上最早給出圓周率精確計算的中國,而今,一個年輕的中國數(shù)學家又在精深的函數(shù)論領域領先于世界了。
楊樂的學術論文與專著為國內外學者廣泛引用,不少同行學者發(fā)展其方法,推廣其定理。海曼等3位著名專家1984年在《倫敦數(shù)學會會刊》上列舉復分析領域中亟待研究的重要問題,其中第一個問題就是要推廣楊樂1982年建立的一條定理。
在楊樂眾多的研究成果中,還應提及的是楊樂對李特伍德猜想的研究。英國數(shù)學大師李特伍德1930年提出的一個猜想,歷半個多世紀懸而未決,而楊樂與海曼合作的研究“角域內全純函數(shù)的增長與取值”宣告了李特伍德猜想的解決。后來,楊樂對于亞純函數(shù)導數(shù)總虧量的估計又給出了當時國際上最好的結果。楊樂在國內倡導了有界平均振動函數(shù)(BMO)、復動力系統(tǒng)等若干國際上熱門的前沿研究領域。所有這些,形成了楊樂對復分析系統(tǒng)的貢獻。他的專著《值分布論及其新研究》,總結了當時國內外值分布論研究的最新進展與成果,大多數(shù)內容首次被寫入書中,已成為該領域的權威性文獻。
楊樂一輩子學數(shù)學、愛數(shù)學、研究數(shù)學、教授數(shù)學,把一生都獻給了數(shù)學。2022年7月,第九屆世界華人數(shù)學家大會授予楊樂數(shù)學貢獻獎,以表彰楊樂在數(shù)學領域的突出成就及其為推動中國數(shù)學發(fā)展作出的重大貢獻。文