胡国定(1923—2011),浙江鄞县人,我国著名的数学家、教育家。1947年毕业于交通大学(现上海交通大学)物理系。在校期间加入中国共产党地下党,是交通大学学生自治会党团成员,多次参与领导学生的民主爱国运动。1947年起任教于南开大学,历任南开大学数学系副主任,南开大学党委副书记、副校长,南开大学研究生院院长,南开数学研究所(现陈省身数学研究所)所长等职。他从一个满腔热血投身民族解放事业的青年学子,成长为我国最早开拓Shannon信息论研究领域的杰出数学家,更是一位深受师生尊敬和爱戴的教育家。
关于胡国定先生的事迹散见于报刊,通过系统梳理相关文献、纪念讲话等资料,走访其生前同事、学生,希望能全面介绍胡先生平凡又富有传奇色彩的一生,以及为中国现代数学事业做出的独特贡献和留下的永远值得我们纪念的崇高精神。
1 红色的青年时代
胡国定从小深受父亲胡詠骐的影响,青年时期已然成为社会变革的弄潮儿。
胡詠骐(1898-1940),1919年毕业于上海沪江大学,1926年赴美国哥伦比亚大学学习金融、人寿保险和商业管理。1929年学成回国,1931年发起创办上海宁绍人寿保险公司,成为金融保险界闻名遐迩的行业领袖。从1935年起,连续担任上海市保险业同业公会主席,并参与筹建中国保险学会。
胡詠骐在中学时开始信奉基督教,但这并不妨碍他接受进步思想,走上革命道路。1937年上海沦陷后,胡詠骐积极致力于难民救济工作,开始与中国共产党党员过往密切,从而彻底改变了他的人生信仰。 1939年初,胡詠骐正式加入中国共产党,圆满完成组织交付的各项任务。1940年底,胡詠骐因病去世,走完一个实业家、爱国者、共产主义战士短暂的一生
[1]。去世前,他留下遗嘱(见
图1),“余信仰为人在世应为大多数人民谋福利,……,每年全数收入除简朴生活所必需之外,应用于为大多人谋福利之事业”
1。最终,将其财产毫无保留地献给了人民的解放事业。
1941年,胡国定中学毕业。是时,上海彻底沦陷、父亲刚刚去世,国事、家事的巨变使他在家蹉跎了 两年。1943年,胡国定考入交通大学
22 1937 年,淞沪会战爆发后,国立交通大学(上海本部)迁入租界,租借校舍继续办学。1942 年,被南京伪政府“教育部”接管。同年,重庆成立国立交通大学(重庆总校)。两地同时办学。
物理系。从记事起,胡国定经常接触往来家中的开明人士,对家藏的《西行漫记》《萍踪寄语》《论持久战》等进步书籍耳熟能详
[2]。在父辈的熏陶下,学生时代的胡国定已经走上追求真理的道路。
1945年抗日战争胜利后,交通大学(渝校)分批复员上海。就在这时,国民党当局挑起“甄审”
33 1945年9月,国民政府发布《收复区中等以上学校学生甄审办法》。办法规定,原日伪区(抗日战争期间沦陷区)全部毕业生、在校生与肄业生,如果希望继续读书或拿到毕业证明,需要通过甄审。甄审内容包括进行国文、英文、三民主义的考试,并“标点批注国父遗教(孙中山)与《中国之命运》(蒋介石),呈交研读报告与学术论文各两万字以上”。“甄审令”直接导致大量学生暂时失学,并波及学校的教职员工,师生对国民政府信任尽失。从当年10月起,各大城市爆发规模巨大的反“甄审”游行,使“甄审”运动无果而终、彻底失败。反“甄审”运动的胜利极大挫伤了国民政府的权威,对其在“国统区”风雨飘摇的统治产生深远影响。该注释参见文献[3]。
运动,以此作为在思想上控制青年学生的政治手段。通过清除异己、制造学生之间的矛盾对立,妄图使教育领域成为一党独裁统治的工具。这引起国内广大师生的全面抵制。
在交通大学党组织领导的反“甄审”斗争中,胡国定表现得异常坚定、积极。作为学生领袖之一,他通过细致的工作,向同学们深刻揭露当局的真实目的,并将自己的家变成掩护同学们活动最好的据点。随着反“甄审”斗争的胜利,党组织认为胡国定对党的事业有正确认识,学习成绩优秀,在群众中有威信,经得起各种考验
[4]143。1945年10月,胡国定正式加入中国共产党。
全面内战爆发以后,国民党政府陷入空前的经济危机之中,便不断消减文化教育方面的支出。1946年秋以后,教育部为解决经费不足,强令交通大学停办航海、轮机两科,甚至有肢解学校的传闻,为此学生们发起声势浩大的护校运动。1947年5月13日, 交通大学近3 000名学生,编组列车、修补轨道,自行开动火车冲破层层拦阻,计划去南京向国民党政府请愿抗议。火车一直开到真如站,与军警形成对峙。
党组织经过缜密筹划,决定在学生运动产生广泛影响的压力下,以和平方式迫当局就范。作为组织者之一,胡国定在护校运动中既坚持原则,又充分掌握斗争策略。5月15日,学生自治会选出以胡国定为首的15名同学(见
图2)赴南京谈判。经过有理有据的激烈辩论,终于在教育部争取到交通大学校名不更改,轮机、航海两科不停办,学校经费依照实际需要增加等成果
[4]168-169。至此,交通大学护校运动胜利结束。
面对风起云涌的学生运动,国民党当局祭起白色恐怖手段,公开报复学生。1947年经过暑期两个多月的所谓“整理”,以“行为失检,违反学校纪律”为名,开除在校的12名党员和进步学生。另有胡国定等12人,也被列入开除名单
[4]183-184。只是因均已毕业离校,幸免于被进一步处理,但在上海已经难以安身。
陈省身此时正在上海筹办“中央研究院”数学研究所
44 1941年3月,中央研究院数学研究所筹备处在昆明成立,姜立夫为筹备处主任。1946年,筹备处迁至上海,由于姜立夫赴美考察,由陈省身代理主任。1948年初,数学所正式成立并迁至南京。
,经交通大学数学系朱公瑾教授
55 朱公瑾(1902-1961),1921年毕业于清华大学,1927年获得德国格廷根大学数学博士,时任交通大学数学教授。
介绍与胡国定相识,对他的学业和为人颇为欣赏。陈先生一生乐于提携青年才俊,随即介绍胡国定去清华大学数学系工作。但由于学运积极分子的身份被发现,只能作罢。陈省身不厌其烦,又把他介绍给吴大任
66 吴大任(1908—1997),数学家,数学教育家。曾为陈省身同学,时任南开大学教务长。
,得以开始他在南开大学超过一个甲子的从教生涯。作为初出茅庐的青年学子,在困厄之际得到大师的无私施援,是胡国定的幸运,他把这份师恩深深铭记在心中
[5]。
1947年9月,胡国定赴天津进入南开大学数学系。此时中华人民共和国尚未建立,他又积极投身于民族解放事业之中,创建中共天津地下交通站并担任负责人。到1949年1月天津解放,在一年多的时间里,经胡国定的组织,交通站将400余名爱国人士转移到解放区,为中华人民共和国保护了一大批知识分子和技术人才
[6]。
2 投身数学事业
中华人民共和国成立之初,百业待兴,人才奇缺。在陈省身、吴大任等前辈的指引下进入数学领域的胡国定,充分理解人才培养是立国之本、教育才能兴邦。天津刚一解放,他不敢稍有懈怠,立即重返校园、回归平静。胡国定没有躺在曾经红色经历的功劳簿上,而是铸剑为笔,全身心投入到南开大学的教学、科研工作之中。
胡国定原来学习的是物理专业,在交通大学“求实学,务实业”教育体系的严格培养下,数学、物理成绩均很出色,加之善于学习,很快适应了数学系助教的岗位。1957年,获得赴苏联莫斯科大学数学力学系进修的机会,与早两年留苏的王梓坤
77 王梓坤(1929-),著名概率学家,中国科学院院士。1952-1984年在南开大学任教,1958年获得苏联莫斯科大学副博士学位,曾任北京师范大学校长。
会合(见
图3),老朋友相聚又有了在学业上交流互鉴的机会。
胡国定在莫斯科大学最初主要研究概率论方向,后来在学校学术环境影响下,对新兴的信息论产生浓厚兴趣,把主要精力投入到研究香农(Shannon)
88 香农(Claude Elwood Shannon,1916-2001),美国数学家。香农提出了信息熵的概念,为信息论和数字通信奠定了基础,被誉为信息论之父。
理论上。胡国定在学术上力求溯本求源、打破砂锅问到底,经过刻苦钻研,完成了多篇重要论文。他首先开创了探讨香农反定理的研究,分别从通信模型的信源、信道两个方面进行探讨,取得突破。文章《信息论中Shannon定理的三种反定理》(1961年)成功找到了信源方面有关的充要条件。文章《关于信道序列的信息稳定性》(俄文,1962年)则成功找出了信道方面有关的充要条件,被称为“胡国定定理”。在此基础上,他把信源与信道的性质有机结合,全面彻底地解决了香农基本问题,也就是找到了香农基本命题的充要条件。1962年,在布拉格召开的第三届国际信息论会议上,胡国定宣读论文《通讯系统中抽象变量的香农正、反定理》,引起很大反响
[7]。从20世纪60年代起,胡国定在“信息论”领域发表十余篇重要论文,至今仍被广泛引用,奠定了他在“信息论”领域的学术地位。
1960年8月回国以后,胡国定在南开大学数学系开设了“信息论”课程。从1961年起,开始招收研究生,使南开大学成为国内第一批招收“信息论”专业研究生的院校。几十年来,他在信息论、数理逻辑等方向培养了五十多名研究生,其中很多人陆续成长为国际、国内有影响力的骨干力量、杰出学者或学术管理者。限于篇幅,本文简要列举几位。
沈世镒(1939-2020),1965年毕业,是南开大学信息论学科早期研究者及重要建设者、南开大学概率统计方向的早期导师,撰写了多部信息论方面的著作,是南开大学数学科学学院的首任院长。
张文修(1940—2021),1967年研究生毕业后,到西安交通大学任教,曾担任研究生院院长。主要从事信息科学与人工智能数学基础、模糊集、随机集、粗糙集等方向的研究。曾担任过陕西省数学会会长、《工程数学学报》杂志主编等。
杨恩辉(1966-),1991年博士毕业于南开大学数学系后留校任教。现在是加拿大滑铁卢大学终身资深杰出教授 (University Professor),滑铁卢利奇大学多媒体通信实验室创始主任,加拿大皇家学会院士和工程院院士。他长期从事信息论、信息安全、多媒体压缩、数字通信、大数据等领域的研究,是信源编码领域的国际领军人物。获得多项奖励和荣誉,如曼宁杰出奖(Ernest C. Manning Award of Distinction),IEEE学会院士(IEEE Fellow),CPAC专业成就奖,IEEE信息理论学会帕多瓦尼讲座奖(Padovani Lecture Award),中国电子学会信息理论学会杰出海外科学家奖,IEEE 通信技术杰出贡献奖(IEEE Eric E. Sumner Award),加拿大信息技术学会电信研究奖等。
高速(1968-),1992年在南开大学硕士毕业后,到美国加州大学洛杉矶分校攻读博士学位,专攻数理逻辑。现任南开大学讲席教授,曾任美国北德克萨斯大学校董讲席教授,数学系主任,理学院院长。研究领域主要为数理逻辑与数学基础,在拓扑群、符号与拓扑动力系统及遍历论方面也有建树。相关成果发表在国际核心数学期刊以及国际逻辑类权威杂志上。高速是中国数学会终身会员,两个美国数学会American Mathematical Society和Mathematical Association of America的终身会员,符号逻辑协会(Association for Symbolic Logic)理事会成员,美国科学促进会(American Association for the Advancement of Science)和科学研究荣誉组织Sigma Xi会员
99 Sigma Xi分别是希腊字母 的英文写法,是美国科学学术联谊会的称号,会员资格为:工程或理化学生于所学有所发明者。中国近代科学史上著名的教育家、近代以来第一位在美国获得数学博士学位的数学家胡明复就曾获得此会员资格。参见文献[8]。
。
丁龙云(1972—),1999年博士毕业于南开大学后留校任教。现任南开大学数学科学学院院长。主要从事集合论的研究,在数理逻辑、泛函分析、点集拓扑等多个方向也有很高造诣。相关成果发表在国际综合类数学权威杂志和逻辑类权威杂志上。2009年,入选教育部“新世纪优秀人才支持计划”,2017年获得国家自然科学基金杰出青年项目支持。丁龙云是中国数学会常务理事、中国数学会数理逻辑专业委员会主任、 天津市数学会理事长、符号逻辑学会(Association for Symbolic Logic)东亚逻辑委员会(Committee on Logic in East Asia)委员。
1980年起,胡国定担任南开大学副校长,期间他不愿被繁杂的行政事务羁绊,约定“每天11点到12点,我会在办公室,如果有事,这个时间来找我”。在管理上抓大放小,每天只用1个小时高效处理完琐事,余下时间全部用来钻研学术、带学生。
胡国定一生勤耕不辍,在继续不断拓展信息论的应用领域之外,又开始研究理论计算机科学,涉及数据处理、数据挖掘和并行计算的基础理论等多个学术方向,在不同时期发表了多篇论文。到1997年,他已近70岁,仍完成了高水平论文,发表《普通数学与有穷性数学的不同本质》。
胡国定是中国建立起“信息论”数学基础的第一人。
3 世纪不解之缘
从20世纪70年代开始,中断已久的中外学术交流活动开始破冰,许多国外学者赴华访问。改革开放以后,我国也启动了公派留学计划。越来越多的信息表明,经过多年的停滞,中国数学与国际先进水平的差距明显。
如何彻底改变这个局面,成为胡国定等一批学术教育管理者经常思考的问题。尽管这时已经有优秀留学人员开始崭露头角,但毕竟凤毛麟角,要撑起全局还有很长的路要走。更现实的做法应该是立足国内大学、科研机构的现有基础,在机制上进行改革,走出与国际接轨的新路,进而普惠整个领域、形成突破。要构建这一先进机制,则需要一位既年高德劭、足以服众,又立于学术制高点,能对未来发展进行科学布局的大师来一定乾坤。
胡国定想到了陈省身。陈省身在国际上被誉为“整体微分几何之父”,是20世纪最伟大的数学家之一,他的家国情怀尤为可贵。能把陈省身延请到国内甚至南开,无疑是中国数学的盛事、幸事。
1972年,陈省身第一次到访中华人民共和国。虽然事务繁忙、时间紧张,仍拨冗去了南开大学,与吴大任等老朋友相聚。这是上海一别25年之后,胡国定再次见到陈先生。虽然失去联系多年,但这次相见并无陌生感,再续师生之缘。此后,陈先生多次回国、回到南开大学,完全融入了国内数学学术圈,对国内数学界现状、数学教育、留学生选拔,建言献策之余更是身体力行参与其间
1010 仅在1980年,4月,陈省身在北京大学开始“微分几何”研究生课程,共7周;6月,国务院副总理接见陈省身;8月,在陈省身建议和组织下,举行“国际微分几何与微分方程会议”,历时1个月;随后,接待华罗庚访美。
。
陈省身曾明确向吴大任表示过,希望“叶落归根”。1979年,陈省身在加州大学伯克利分校正式退休。这两件事,坚定了胡国定邀请陈省身回国的信心。1981年,胡国定赴美国访问,在伯克利见到陈省身时,向他发出明确、正式的邀请,马上得到积极响应。陈省身提出具体方案,以中央研究院数学所的经验,仿照美国数学所的体制,在南开大学建设数学研究所。在此基础上,吴大任提炼出办所方针“立足南开、面向全国、放眼世界”。胡国定则表示要由陈省身担任所长,而且是有决策权的实任所长。
陈省身对南开数学所精心呵护,无论精力还是财力,投入余生所有。由于长期身居国外,陈省身起初并不适应国内的决策模式。而胡国定是他在体制内最信任的人。数学所筹建之初,从学术研究上的详尽规划、实施,到尽其所能捐献的资金、汽车、图书,陈省身事无巨细都交代给胡国定具体操办。在互联网不发达、没有电子邮件的年代,只能靠鸿雁传书,1981-1991年间,陈省身从美国发给胡国定的航空信件有60余封之多。
胡国定表现出超凡的执行力,除了逐一落实陈省身先生的各项规划和目标,还因自己的过往资历,为南开数学所争取到更多资源。20世纪80年代初,国家财政非常紧张,南开数学所的筹建只能是白手起家。胡国定凭借和教育部的熟稔,将中央政策用活,在何东昌
1111 何东昌(1923-2014),教育家,1946年毕业于西南联合大学。时任教育部部长。
的支持下,不仅争取到一笔基建资金还拿到24万元的初始运行经费
[9],是当时高校中罕见获得的支持。
在筹建过程中,最难办的事情是关于对陈省身的所长任命,在此之前,从未有过外籍人士担任国内学术机构负责人的先例,面对胡国定提出的申请,主管部门也无法给出明确的答复。他并不气馁,反复跑遍教育部、人事部,在中央引进国外人才方面政策的支持下,最终得到批准。
1985年10月,南开数学研究所正式挂牌成立,由陈省身任所长,胡国定任副所长。
1989年,陈省身原来有秋天回南开数学所主持年终工作的计划。不承想这年春夏之交后,西方国家开始全面打压、封锁中国,正常的国际交流基本全部中断。胡国定心中焦急,向陈先生试探询问能否如期回国。陈省身明确肯定行程不变,他表示,秩序是中国发展的基础,这成为西方科学界少有的一股清音。
陈省身能如期回国,胡国定无疑是欣慰的,同时也希望这个行动能得到中央的认可。为此,他破天荒地给江泽民去信,并很快得到答复。江泽民和胡国定是上海交通大学的同期校友,又都是在校期间入党,但碍于当时地下工作的纪律,两人并没有直接交往。江泽民很念旧,一向对交通大学及学校师生有特殊感情,而且胡国定在学校是活跃的学生领袖,留有清晰的印象,对他提出的要求非常重视。1989年10月10日,胡国定陪同陈省身得到江泽民接见,向世界宣示了中国重视科学,秉持开放的政策导向。
第24届国际数学家大会
1212 国际数学家大会(International Congress of Mathematicians),由国际数学联盟(IMU)举办,每四年一次,是国际数学界进行数学交流、展示,研讨数学发展的规模最大、最重要的盛会。
定于2002年在中国举办,成为中国数学领域实力在国际上的具体体现。2000年10月间,多位国际数学联盟委员来华参加学术会议,期望能得到国家领导人的接见,从而在更高层面认识中国。但知情人士并不看好,这期间正召开中国共产党十五届五中全会(2000年10月9日至11日)。胡国定便试着打电话联系,江泽民当即表示“我有时间”。2000年10月12日,江泽民亲自接见国际数学联盟主席帕利斯(J. Palis)、秘书长格里菲斯(P. Griffiths),以及陈省身、胡国定等一众中外数学家
[11],并爽快地接受了出席国际数学家大会开幕式的邀请,彰显出中国政府对数学、对基础科学的重视。
这次接见还带来意想不到的长尾效应。国际数学家大会需要东道国提供100万美元的会议费用,国内从未有过如此高额会议费的先例,这笔巨款的出处成为难题。在得到国家领导人的肯定后,各部委积极行动起来、拨出专款,科技部、基金委、教育部、中国科学院各出资200万元人民币,用于支持国际数学家大会;再加上社会各界及个人的捐助,筹措资金远超出100万美元,造就了一届史无前例的盛会
[10]。而余款又支持了多年中国数学会的活动。
胡国定则借着这股春风,推动南开大学国际数学中心大楼的立项,极大改善了南开数学所的学术交流环境。2005年,南开大学国际数学中心大楼竣工。这时江泽民已经卸下国家领导人的担子,在胡国定邀请下,欣然再次来到南开大学(见
图4),勉励数学所青年数学家沿着陈省身的学术之路奋力前行。同年年底,为纪念陈省身逝世一周年,南开数学研究所正式更名为“陈省身数学研究所”,并由江泽民题写所名。
姜伯驹
1313 姜伯驹(1937-),数学家,中国科学院院士,北京大学教授。
曾经评价过:“如果说陈省身先生是陈所的灵魂,那么胡国定先生就是陈所的脊梁!”
[11]正是胡国定与陈省身长达近60年的世纪之缘,成就了南开数学所,也成为当代数学界的佳话。
4 数学天元基金
胡国定为数学天元基金的成立和发展做出了重要贡献。
国家自然科学基金成立于 1986年,为了促进基础研究和应用研究长期稳定发展、繁荣国家科技事业,科学研究的支持由财政拨款改变为择优竞争机制。国家自然科学基金委员会(简称基金委)作为推动中国科技改革发展、激励人才成长机制的新生事物由此诞生。首届国家基金委的主要成员有:唐庆敖(主任)、胡兆森(常务副主任)、师昌绪(副主任)、胡国定(副主任)、梁栋材(副主任)、王仁(副主任)
[12]。胡国定负责数理科学方向的基金管理。
基金委几年运行下来,胡国定等人发现,尽管自然科学基金使数学研究有了稳定的经费来源,但也存在不少缺憾。首先是支持强度低。数学方向的资金安排为每年100万元,只占全部自然科学基金的1.25%
[13],很多获批项目得到的经费只有不到1万元,还要分3年使用,能做的事情相当有限。其次是申请门槛高。要求申请人必须具备高级职称,导致当时很多有前途的优秀青年数学家无缘得到支持,而数学是“年轻人的事业”,所以这严重影响学科的可持续发展。而且,采用和其它学科方向一样的评审办法,难以突出数学研究的基础科学特点。胡国定认为,有必要探索出符合数学学科特点的资助模式,助力数学研究的发展。
1988年8月,在陈省身倡议下,由吴文俊、程民德、谷超豪、王元、杨乐、冯康、齐民友、堵丁柱、李克正等数学家发起,胡国定代表基金委组织在南开数学所召开“21世纪中国数学展望”会议。会上,数学家们提出“群策群力,中国数学将在21世纪率先赶上世界先进水平”。得到参会的李铁映
1414 李铁映(1936-),时任中共中央政治局委员,国务委员兼国家教育委员会主任。
热情赞扬,表示将从软、硬设备两方面支持数学研究
[14]。
胡国定认为,新的资助应该用于两方面: 一是弥补自然科学基金对数学支持的不足,要资助一些重点项目;二是做自然科学基金不做、但对中国数学发展又很重要的事情。在这次会议之后,他会同多位数学家一起制定出了详尽的基金支持具体规划。
胡国定这时的年纪刚过六十,精力旺盛。而以前领导学生运动的经历,又成为他特有的资源。具体规划上报之后,他以“认准了一件事非干到底不可”的态度
[15],反复到国家科委、财政部、教育部做细致的解释、说明工作,经过不懈努力,得到了上级主管部门的充分理解。1989年初,“数学天元基金”成立。
“数学天元基金”有别于自然科学基金的评审。专门成立学术领导小组,在规划中国数学的优先发展方向和领域的同时,直接负责分配经费。成功的制度在于良好的运行机制,通过数学家管理数学,保证了天元基金运行的科学性和公正性。
第一届天元数学基金领导小组成员,包括组长程民德,副组长堵丁柱、胡国定,以及邓东皋、冯康、谷超豪、李克正、齐民友、邵立勤、史树中、王元、吴文俊、谢焕忠、杨乐
[16]209。
天元基金成立之后,胡国定仍为基金的健康运行奔走,任职学术领导小组直到1999年。在他和一众数学家的呼吁下,基金规模从最初的100万元,增加到2000年的350万元
[16]205。
天元基金的设立极大拓宽了基金资助范围,重视青年数学家成为显著特点,成功地探索出一套针对优秀人才的培养和支持机制。
5 结语
胡国定先生的经历在学术界极为不平凡。青年时期,在精研学业的同时,不忘对真理的追求,为自己的信念投入极大热情、做出载于史册的贡献。中华人民共和国成立后,又全身心投身到国家科学、教育事业上,立身、育人、谋发展,为推动中国数学事业留下浓墨重彩的一笔。
胡国定先生离开我们已经13年,斯人已去,但留下永远的丰碑。今天,陈省身数学研究所已经成为具有国际水平的开放研究机构,而天元数学基金的规模则达到数千万元。不论是立身为人,还是事业学问,胡国定先生都为后世留下厚重的精神财富和物质遗产。