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中科院力學(xué)所
我所認(rèn)識和知道的林家翹先生
力學(xué)園地
2015年12月27日我所認(rèn)識和知道的林家翹先生
謝定裕
？1967年二月，我從執(zhí)教的加州理工學(xué)院到麻省理工學(xué)院數(shù)學(xué)系訪問，初次見到林家翹先生。林先生在粘性流體穩(wěn)定性及湍流方面研究的杰出成就，是應(yīng)用數(shù)學(xué)界力學(xué)界所公認(rèn)的。但我之最初接觸林先生的工作，卻在另外不甚為人知的兩方面。
無粘流體力學(xué)的基本原理可以用漢密爾頓變分原則來表達(dá),可是如用歐拉坐標(biāo)來表示，所得結(jié)果只能是無旋流。林先生提出流體質(zhì)點本體守恒的原則，這一缺陷就被他輕易解決了。這一原創(chuàng)性優(yōu)美的成果，林先生竟未花心思去發(fā)表。
我當(dāng)時從事超流體液氦方面的研究。林先生跳出經(jīng)典流體力學(xué)研究轉(zhuǎn)移方向的最早探索，就是在這一領(lǐng)域。他為超流體液氦的流動，提出了非線性邊界條件的假設(shè)。但這一嘗試的發(fā)展，并不十分成功。
不久，林先生就轉(zhuǎn)移研究方向到天體物理方面，以密度波理論成功地解釋了螺旋星系的現(xiàn)象。我到林先生那里去訪問，就是想從他學(xué)習(xí)天體物理。
見到林先生后，他問我這次訪問的目的是什么。我坦白的說，主要目的是想要拓寬我的視野，因為過去近十年，一直在加州理工學(xué)院，不大和外界接觸，容易夜郎自大，所以想有機(jī)會近距離的和其他才俊結(jié)識交流；其次是想跟林先生學(xué)點天文物理。
我在林先生那里七個半月，雖然學(xué)到一些天文物理和星云結(jié)構(gòu)，也不成熟的探索過一些問題，后來卻沒有向這一方向從事研究。因為那時林先生的螺旋星云結(jié)構(gòu)的工作基本上已完滿建立，在這方面的發(fā)展只是一些衍生輔助的工作。那時林先生注意的是星球產(chǎn)生的問題，我有時也參與討論。
林先生并不是每天到學(xué)校。他來校的時候，如果沒有其他應(yīng)酬，我多半和他一同午餐。午餐桌上的談話是我自林先生處所獲的最大的得益。
林先生認(rèn)為，做學(xué)問必須透徹，不能淺嘗即止。要抓住要點，腳踏實地，不懈的追求，而且要仔細(xì)。他不在已經(jīng)很成熟的領(lǐng)域里做研究。要在待發(fā)展或正在發(fā)展的領(lǐng)域中學(xué)習(xí)探索，但是應(yīng)該有新的念頭。他本人在一段時間內(nèi)，只做一個問題。從長程的目標(biāo)興趣著眼，不為短程的利益效果與人相競。
我曾問林先生從名師學(xué)習(xí)的意義何在？他說，名師會指點什么是重要問題，這樣努力就不致白費。其實做不重要的問題和做重要問題會是一樣費力的。
我問他照個人興趣去做研究怎么樣？他說這就為什么與人討論是那么重要。別人如果都不感興趣，不認(rèn)為是值得做的問題。那你就只是閉門造車，做出來也不會有人注意。
林先生接受我訪問七個半月，不但使我在學(xué)問，治學(xué)態(tài)度及方法上得到裨益與啟發(fā)，而且使我有機(jī)會在康橋這一人文薈萃的環(huán)境，耳濡目染，深受熏陶。我真是十分感謝林先生。
1968年秋天，我轉(zhuǎn)到布朗大學(xué)應(yīng)用數(shù)學(xué)系執(zhí)教。林先生在加州理工學(xué)院得博士后，于1945年至1947年就在布朗的應(yīng)用數(shù)學(xué)系執(zhí)教。那時，這是全美唯一的應(yīng)用數(shù)學(xué)系。1947年他轉(zhuǎn)去麻省理工學(xué)院數(shù)學(xué)系，開創(chuàng)應(yīng)用數(shù)學(xué)部門，建成為美國應(yīng)用數(shù)學(xué)的重鎮(zhèn)。
林先生是美國應(yīng)用數(shù)學(xué)的泰斗，一生為應(yīng)用數(shù)學(xué)的發(fā)展而努力。無論是布朗的應(yīng)用數(shù)學(xué)，還是麻省的應(yīng)用數(shù)學(xué)，都是繼承英國應(yīng)用數(shù)學(xué)的傳統(tǒng)，也就是以科學(xué)為主體，而用數(shù)學(xué)來探討解決科學(xué)問題；是超越數(shù)學(xué)的。這是牛頓以來一貫的傳統(tǒng)。
我在80年代寫過一篇文章“應(yīng)用數(shù)學(xué)的緣起和發(fā)展”，其中寫道：“林家翹先生，借用愛因斯坦的話，曾這樣界定應(yīng)用數(shù)學(xué)的范圍:‘它的范圍可定為我們?nèi)恐R中能夠用數(shù)學(xué)語言表達(dá)的那部分?！蔽耶?dāng)時覺得這一范圍似乎太寬大一點?，F(xiàn)在想想也還是恰當(dāng)?shù)摹?
2002年春天，林先生告訴我他已回到母校清華大學(xué)，在高等研究中心擔(dān)任教授。有鑒于清華及國內(nèi)的應(yīng)用數(shù)學(xué)偏離以科學(xué)為重心的傳統(tǒng)，局限為數(shù)學(xué)的一支，就想在清華成立應(yīng)用數(shù)學(xué)研究中心，希望我能去清華協(xié)助。我那時已快七十歲，且自香港科技大學(xué)和布朗大學(xué)二度退休兩年，本只預(yù)備在美國南加州悠閑，可是想到林先生年近九十，還不懈有此宏圖，我就不好拒絕。
林先生將這研究中心定名為“周培源應(yīng)用數(shù)學(xué)研究中心”，一方面固然是為了紀(jì)念他的老師周培源先生，另一方面也明示 我們所倡導(dǎo)的應(yīng)用數(shù)學(xué)的性質(zhì)。因為在一般人的心目中，周先生是一位理論物理學(xué)家。
林先生當(dāng)年在麻省理工學(xué)院主持的應(yīng)用數(shù)學(xué)部門，研究重心是在流體力學(xué)和天文物理。這些也是林先生曾有重要貢獻(xiàn)的學(xué)科。但關(guān)于周培源中心，林先生卻不主張在這些方面發(fā)展。他認(rèn)為未來的科學(xué)重心是在生物學(xué)方面，所以周培源中心研究重心也應(yīng)朝向生物領(lǐng)域。林先生特別提出生物學(xué)的兩方面：蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和神經(jīng)科學(xué)。他說，這兩方面的理論還很粗糙，正待發(fā)展。國外的研究也還在起步階段，我們應(yīng)現(xiàn)在就開始投入其中。否則十年十五年以后，又只有跟在人家后面，做一些枝節(jié)的問題。
但是這兩方面，正是新興的熱門問題，理論方面的人才很少，優(yōu)秀華人尤其稀少。國外高等學(xué)府都在競相爭取，肯回國長期服務(wù)的是鳳毛麟角。林先生審評人才的標(biāo)準(zhǔn)非常高，而且他又有一主見，不喜歡以電腦計算為主的研究。因此中心的發(fā)展就無法靠依賴人才引進(jìn)的途徑。我們就靠自身來培養(yǎng)年青人，同時也借助于兼職和短期來訪的學(xué)者。
林先生所著重的目標(biāo)，是以基礎(chǔ)科學(xué)為主體。所提出目前要發(fā)展的項目，又沒有短程的經(jīng)濟(jì)效益和軍事價值。而且在草創(chuàng)開發(fā)階段，也沒有成績可顯示。因此就很難得到各方面有力的支持和資助，以致大大限制了學(xué)術(shù)交流的開展。為補助這方面的不足，林先生本人捐出他的積蓄，以提供訪問學(xué)者的津貼。
林先生自己也投入蛋白質(zhì)折疊問題的研究。他仔細(xì)的精讀最新的關(guān)于蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的權(quán)威著作，和中心研究人員、訪問學(xué)者及學(xué)生定時討論，提出用類似海森堡關(guān)于湍流理論的構(gòu)想，來解釋蛋白質(zhì)的折疊過程。他一次又一次將他的構(gòu)想寫出來，一次又一次的修改，數(shù)易其稿，直到他生命的盡頭。
在林先生的心目中,“應(yīng)用數(shù)學(xué)”實在就是“理論科學(xué)”、或者“理論科技”。傳統(tǒng)的理論探討，一向是在各個專門的學(xué)科中進(jìn)行。但是許多學(xué)科，尤其是一些新興的學(xué)科，理論基礎(chǔ)還很薄弱，其專家的數(shù)學(xué)水平也往往不高，這就是應(yīng)用數(shù)學(xué)要發(fā)揮作用之處。并且現(xiàn)在科學(xué)發(fā)展愈來愈繁復(fù)，跨學(xué)科的研究愈來愈多，應(yīng)該有這樣一個園地，讓學(xué)者不拘某一?？?，觸類旁通，來探討富于挑戰(zhàn)性的各類問題。應(yīng)用數(shù)學(xué)在本質(zhì)上就是跨學(xué)科的。應(yīng)用數(shù)學(xué)研究中心就是這樣的一個園地。
林先生將生命中最后十年的心力，貫注于周培源應(yīng)用數(shù)學(xué)研究中心。他提出了美麗的構(gòu)想，也朝此邁出了一大步。周培源中心的規(guī)模雖然還很小，但他的構(gòu)想所撒出的種子，會在中國發(fā)芽。事實上，在全國各地，已有許多學(xué)者個別的在從事跨學(xué)科的理論研究。他們都是林先生心目中的應(yīng)用數(shù)學(xué)工作者。
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