吴文俊 （著名数学家、中国科学院院士）

简介

吴文俊是中国数学界的泰山北斗，国际代数拓扑学领域的奠基者，数学机械化研究的开创者。他长期从事拓扑学、数学机械化、中国数学史等领域的研究工作，创立了誉满国际数学界的“吴公式”，继承和发展了中国古代数学思想，开辟了崭新的数学机械化研究领域，提出了用计算机证明几何定理的“吴方法”，培养了一大批各领域领军人才。

吴文俊系中国唯一摘得国家自然科学一等奖和国家最高科学技术奖两项大奖的科学家。2010年，国际编号第7683号小行星被永久命名为“吴文俊星”。2019年，新中国成立70周年前夕，党和人民授予他“人民科学家”国家荣誉称号。

人物生平

早年经历

1919年5月12日，吴文俊出生在上海一个普通的知识分子家庭，一家六口挤在一个叫朱家角的乡下居住。父亲吴福同毕业于南洋公学，在书局、报馆从事翻译工作。吴文俊4岁时，进入石库门弄堂的文蔚小学读书。1932年“一·二八”事变爆发，上海遭遇日军飞机轰炸，正在读初二的吴文俊被父母送回嘉兴老家避难，半年后重返上海进入正始中学读书，数学期末考试曾一度得零分。因受父亲影响，少年时期的吴文俊，相较数学而言他更喜欢历史，直至高中毕业，他的兴趣都始终不在数学上。

高中毕业时，学校考虑到吴文俊物理学习成绩优异，决定保送他去上海交通大学，主攻与物理密切相关的数学专业，并给予一定的奖学金。迫于家境贫寒，吴文俊便于1936年9月进入上海交大数学系读书。在这里，他遇到了同窗好友赵孟养、启蒙恩师武崇林。1937年11月，“淞沪会战”结束后，上海宣告沦陷，吴文俊随学校迁入上海的租界学习。大三那年，吴文俊在恩师武崇林的启发下，逐步对数学研究产生了浓厚兴趣，并开始学习德语、涉猎波兰学派和苏俄学派，研读集合论、点集拓扑和代数拓扑的经典著作。

工作与海外求学

1940年7月，时年21岁的吴文俊大学毕业。期间正值上海沦陷、全国抗战，苦于生计的他，便寻了一份中学教师的差事勉强度日。1945年8月，抗日战争取得胜利。次年1月，吴文俊在赵孟养的推荐下，回到母校担任著名数学家郑太朴的助手，并结识了改变他一生命运的数学大师陈省身。

1946年8月，吴文俊在陈省身的帮助下进入中央研究院数学研究所，开始潜心研究拓扑学。早在1940年，美国数学大师惠特尼（Whitney）曾提出一个“惠特尼对偶定理”，并计划出版一本专著加以论证说明。然而1947年，吴文俊短短几页纸的研究成果发表后，瞬间让惠特尼（Whitney）没有了出书的必要。鉴于吴文俊的出色表现，陈省身很快推荐他考取了中法交换生。

1947年11月，28岁的吴文俊赴法留学，师从法国斯特拉斯堡大学教授、著名数学家埃瑞斯曼（Ch.Ehresmann），从事拓扑学研究。留法第二年，吴文俊便在《法国科学院周报》上发表了一篇关于拓扑学中近复结构的论文，指出庞特里亚金（Pontrjajin）和惠特尼（Whitney）两位国际数学大师关于二维示性类的认识殊途同归，不存在对错之分，并给出了三维等于零的证明，一时轰动国际数学界。拓扑学权威霍夫曼（Hoffman）甚至不惜专程赶往法国，当面与吴文俊辩论讨教，并邀约他前往苏黎世理工大学访问。凭借出色的学术表现，吴文俊短短两年便获得了法国博士学位。

1949年秋，吴文俊前往法国巴黎任法国国家科学中心研究员，师从法国数学家H.嘉当（H. Cartan）学习深造。次年春天，在吴文俊的主导下，他与法国学者托姆（R. Thom）、塞尔（J.P. Serre）、瑞士学者保莱尔（A. Borel）共同提出了举世闻名的“吴公式”，建立了施替费尔－惠特尼示性类之间的彼此联系，一举开辟了拓扑学通向应用的道路，掀起国际数学界又一场“拓扑地震”。

归国投身科研

1951年7月，吴文俊放弃了国外的优越条件回国，随即出任北京大学数学系教授。次年10月，赴中国科学院数学研究所任研究员，其间在拓扑学研究中，他进一步提出了“吴示嵌类”的理论。1957年1月，吴文俊与钱学森、华罗庚一道荣获首届国家自然科学奖一等奖，并成为中国科学院最年轻的学部委员（院士）。

1958年，吴文俊协助华罗庚创办中国科学技术大学应用数学和计算技术系，从1960年一直讲学授课到1965年。文化大革命开始后，吴文俊的教育研究工作开始出现中断，一度被下放至北京的一家计算机制造厂劳动。文革后期，拓扑学研究日渐落后的吴文俊，被迫更换了博弈论等四五个研究方向，都没有取得多少成绩。后在数学所副所长关肇直点拨下，转而研究中国古代数学。

1974年，吴文俊正式开始钻研中国古代数学史，受到启发的他很快取得了第一个突破，复原三国时期大数学家赵爽的日高公式证明，并在后续的进一步研究中，衍生出了对中国古代数学思想是构造性、算法性的基本理解，从而奠定了吴文俊开启数学机械化研究的基础。1975年，吴文俊在《数学学报》发表研究成果，提出了西方数学起源于中国或希腊的学术观点，详实阐述了中国古代数学的世界意义。随后，吴文俊开始自学计算机编程算法，把中国古代数学思想应用于几何定理的机器证明，首创了采用引入坐标，把几何问题转化为代数问题，然后再实现机械化的方法。1977年春节，吴文俊关于初等几何定理的机械化证明首次取得成功，研究成果很快发表在《中国科学》杂志上，在国际学术界掀起巨大波澜，被视为开创了人类数学研究的全新领域。

1978年4月，中科大系科调整，吴文俊出任数学系副主任，协助华罗庚重建中科大数学系，并于同年摘得全国科学大会奖。1980年，吴文俊转入中国科学院系统科学所工作。1983年，他再次回到中科大，主持首批中国自主培养的博士生毕业答辩。1984年，吴文俊出任中国数学会理事长。1990年，在国家科委支持下，中科院成立了“数学机械化研究中心”，吴文俊出任主任，他所主导的“数学机械化与自动推理平台”成为国家首批“973项目”。同年，吴文俊被第三世界科学院选聘为院士。1998年，吴文俊转入新成立的中国科学院数学与系统科学研究所工作，先后出任副所长、名誉所长、研究员。

2001年2月，吴文俊荣获首届国家最高科学技术奖。

逝世

2017年5月7日7时21分，吴文俊院士因病医治无效在北京逝世，享年98岁。

科研成就

研究综述

吴文俊的学术生涯主要有两个阶段。在学术生涯前半段，主要致力于拓扑学研究，取得了一系列原创性成果。他引进的示性类和示嵌类被称为“吴示性类”和“吴示嵌类”，他导出的示性类之间的关系式被称为“吴公式”，是上世纪50年代前后拓扑学研究的重大突破之一，其经典学术成果被多国教科书收录，沿用至今。在他的学术影响下，法国数学家托姆（R. Thom）、英国数学家阿蒂亚（M.F. Atiyah）、美国数学家斯迈尔（S. Smale）等许多著名数学家，或参考或引用吴文俊的研究成果屡次摘得国际大奖。

在学术生涯后半段，吴文俊开创了数学机械化研究新领域。20世纪70年代后期，他提出用计算机证明几何定理的“吴方法”，开辟了近代数学史上第一个由中国人原创的研究领域，被认定为自动推理领域的先驱性工作。1984年，吴文俊将其在数学机械化领域的原创性成果《初等几何定理机器证明的基本原理》，发表在中国期刊《系统科学与数学》上，再次震惊世界。1986年，国际人工智能领域最权威的杂志《人工智能》，刊出了一本300多页的“吴方法”论文专辑，全方位阐释“吴方法”在人工智能领域的运用。

与此同时，吴文俊又提出了微分几何的定理机械化证明法，方程组符号求解的“吴消元法”，全局优化的有限核定理，完整搭建了数学机械化体系。他的一系列开创性成果，后来被广泛应用于天文学、物理学、化学、力学和计算机科学等诸多领域，解决了曲面拼接、机构设计、计算机视觉等高技术领域核心问题。

主要著作

吴文俊一生编著各类著作超过70部，现摘选部分具有重要学术影响力的著作如下：

学术论文

吴文俊一生发表论文148篇。其中拓扑学论文57篇，数学机械化论文59篇，中国数学史论文10篇，其它论文22篇，以下为最高被引的10篇论文：

人才培养

吴文俊在人才培养上，长期坚持“不给学生题目”的培养思路，鼓励学生自主“提出问题、分析问题、解决问题”。他曾先后在中国科学院、中国科学技术大学开班任教，编写了《吴文俊论数学机械化》《Menelaus 定理》《可剖形在欧氏空间中的实现问题》等大量学术著作，培养了李邦河院士、姜伯驹院士、王东明院士等一大批学术领军人。

2001年2月，摘得首届国家最高科学技术奖的吴文俊，主动拿出100万元设立了“数学与天文丝路基金”，积极支持中国古代数学史和落后地区的科研工作，使得西部地区不少数学家因此而受益。吴文俊晚年主导建立的数学机械化重点实验室，也已成为国际符号计算领域最主要的研究中心之一。

奖励与荣誉

影响与评价

1982年，美国人工智能协会主席布莱索等知名科学家联名致信中国，盛赞吴文俊“以一人之力，令中国的自动推理研究领跑世界”。国际自动推理最高奖“Herbrand自动推理杰出成就奖”评选委员会认为，“吴方法”的出现，全面复兴了几何定理证明领域的研究，令其一跃成为自动推理界最活跃、最成功的领域之一。

吴文俊逝世后，治丧委员会在告别大厅高悬大幅挽联：“文华逾九章，拓扑公式彪史册；俊杰胜十书，机器证明誉寰球。”

2017年5月，《经济日报》专题刊文缅怀吴文俊，称“国际数学界不乏年少成名的奇才，但很少有人能时隔数十年再创辉煌，更罕有人能在晚年开宗立派，劈开一个世界前沿的全新领域，但吴文俊做到了！”

著名数学家萧荫堂称誉吴文俊是“伟大的数学家，学术界的巨人，无私奉献的爱国者”。著名数学家丘成桐特意题写挽联：“同苏公高寿，受荣名于国家，福难比矣；继陈氏之后，扬拓扑于中土，功莫大焉。”

2017年5月，吴文俊逝世之际，《新华社》连续刊发评论数篇，称“吴文俊是中国数学界的泰山北斗”“开创了近代数学史上第一个由中国人原创的领域，对数学与计算机科学研究影响深远。”时隔两年，吴文俊诞辰100周年之际，《新华每日电讯报》再度刊发评论：“大师逝去，留下的这些‘石头’，灿若星辰。”

后世纪念

2011年1月，为致敬吴文俊在人工智能领域作出的卓越贡献，中国人工智能学会发起设立了“吴文俊人工智能科学技术奖”，以表彰在智能科技领域取得重大突破，做出突出贡献的科技工作者和管理者，具备直接提名推荐“国家科学技术奖”资格，被誉为“中国智能科学技术最高奖”。2019年5月，吴文俊诞辰100周年之际，“吴文俊人工智能科学技术奖”评选基地在苏州正式落成。

2019年5月，上海交通大学设立吴文俊数学中心，以学术建设传承吴文俊精神。2022年9月，《中国现代科学家（九）》纪念邮票首发，吴文俊与袁隆平、程开甲、刘东生共同入选。

延伸阅读

《国家记忆》之“科学巨匠”吴文俊

《中国数学家的骄傲——吴文俊》

注释

吴文俊出生地上海青浦区，原系江苏省青浦县，1958年11月划归上海。

南洋公学是上海交通大学的前身，1959年更用现名。