“浙里”科學(xué)家故事丨楊振寧困惑的難題被他解開了→

編者按

在百年的科技奮斗史中，浙江英才輩出，燦若繁星，眾多著名科學(xué)家在“浙里”熠熠閃光。為弘揚(yáng)新時(shí)代科學(xué)家精神，省科協(xié)開展“打造科學(xué)家群落，弘揚(yáng)科學(xué)家精神”行動(dòng)。本號(hào)特推出“‘浙里’科學(xué)家故事”專欄，以弘揚(yáng)科學(xué)家精神為主線，通過摘錄、轉(zhuǎn)載和整理等方式，全方面呈現(xiàn)一批近代浙籍或在浙江工作過的著名科學(xué)家的故事，傳承科學(xué)家精神，涵養(yǎng)優(yōu)良學(xué)風(fēng)，引導(dǎo)全省科技工作者為忠實(shí)踐行“八八戰(zhàn)略”、奮力打造“重要窗口”，爭創(chuàng)社會(huì)主義現(xiàn)代化先行省，高質(zhì)量發(fā)展建設(shè)共同富裕示范區(qū)凝聚力量。

科學(xué)家簡介

谷超豪（1926年5月15日—2012年6月24日），中國共產(chǎn)黨優(yōu)秀黨員，著名數(shù)學(xué)家、教育家，中國科學(xué)院院士。

谷超豪主要從事偏微分方程、微分幾何、數(shù)學(xué)物理等方面的研究和教學(xué)工作。他在一般空間微分幾何學(xué)、齊性黎曼空間、無限維變換擬群、雙曲型和混合型偏微分方程、規(guī)范場理論、調(diào)和映照和孤立子理論等方面取得了系統(tǒng)性的研究成果。尤其是他首次提出的高維、高階混合型方程的系統(tǒng)理論，在超音速繞流的數(shù)學(xué)問題、規(guī)范場的數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)、波映照和高維時(shí)空的孤立子的研究中取得了重要的突破。

這是1975年3月27日

楊振寧寫給谷超豪的一封信

在信中

楊振寧對谷超豪的規(guī)范場理論研究成果

即將發(fā)表表示欣慰

也主動(dòng)提出

論文無需署自己姓名

最終，該成果以谷超豪、楊振寧聯(lián)合署名

在期刊《中國科學(xué)》上發(fā)表

此時(shí)距離兩人首次見面還不到一年時(shí)間

《規(guī)范場理論的若干問題》論文

來源｜《中國科學(xué)》中文版1975年第5期首頁書影

1954年，楊振寧與米爾斯提出“非阿貝爾規(guī)范場”理論，被后人稱為“楊-米爾斯規(guī)范場論”，該理論被認(rèn)為是現(xiàn)代物理學(xué)的基石之一。然而該理論最初并不被物理學(xué)界重視，后來?xiàng)钫駥幪岢鲇梅e分形式進(jìn)行研究，雖然在國外他也曾與多位數(shù)學(xué)家談起，但他們不懂物理，根本無法深入。

1974年，楊振寧回上海探親，尋找一位“可以卷起袖子，馬上合作進(jìn)行科學(xué)研究”的微分幾何研究者，通過介紹，他找到了谷超豪及其團(tuán)隊(duì)。

谷超豪不僅能夠理解他所用的物理語言，也能使用便于物理學(xué)家理解的語言來表達(dá)深?yuàn)W的數(shù)學(xué)思想，僅用半天的工夫，就使楊振寧明白了他過去弄不清楚的一些數(shù)學(xué)問題。

1974年6月8日至17日，楊振寧與谷超豪等人連續(xù)開展七場學(xué)術(shù)討論。憑借谷超豪極強(qiáng)的跨學(xué)科融通能力，困惑楊振寧許久的多項(xiàng)數(shù)學(xué)問題得以順利破解。

此次跨界合作很快便結(jié)出碩果。針對楊振寧提出的洛倫茲規(guī)范存在性問題，谷超豪與同為數(shù)學(xué)家的妻子胡和生當(dāng)日便成功破解；隨后二人通力合作，接連斬獲兩項(xiàng)國際領(lǐng)先成果，既證明了楊-米爾斯方程初始問題局部解的存在性，又闡明了無源規(guī)范場與愛因斯坦引力論之間的關(guān)聯(lián)與差異。

在中外學(xué)術(shù)交流尚不頻繁的年代，這次合作打破了學(xué)科壁壘與國際隔閡，向世界展現(xiàn)了中國數(shù)學(xué)家的實(shí)力，有力地推動(dòng)了中國數(shù)學(xué)物理研究步入國際先進(jìn)行列，同時(shí)也為后續(xù)中外高端學(xué)術(shù)合作、交叉學(xué)科人才培養(yǎng)奠定了重要基礎(chǔ)。

1979年，谷超豪（右二）等人在美國楊振寧工作室合影

來源｜中國科學(xué)家博物館

1979年2月，年逾五旬的谷超豪與著名微分幾何學(xué)家忻元龍一同遠(yuǎn)赴美國，前往楊振寧所在的美國紐約州立大學(xué)石溪分校理論物理研究所開展學(xué)術(shù)交流。此番海外之行，谷超豪終于帶著他的數(shù)學(xué)研究成果走出國門，正式登上國際學(xué)術(shù)舞臺(tái)。

人言數(shù)無味，我道味無窮。

良師多啟發(fā)，珍本富精蘊(yùn)。

解題豈一法，尋思求百通。

幸得桑梓教，終生為動(dòng)容。

這是谷超豪1991年為母校溫州中學(xué)90周年校慶作的一首詩，亦是他將一生托付數(shù)學(xué)、鐘情數(shù)理情懷的真切寫照。

谷超豪和妻子胡和生同樣因?yàn)閿?shù)學(xué)結(jié)緣，他們不僅在生活上相濡以沫，更在事業(yè)上攜手共進(jìn)。胡和生是中國數(shù)學(xué)界第一位女院士，更是首位走上國際數(shù)學(xué)家大會(huì)Noether講臺(tái)的中國女性。二人以數(shù)理為志、以科研為伴，深耕基礎(chǔ)數(shù)學(xué)領(lǐng)域數(shù)十載，潛心治學(xué)、薪火相傳，既成就了學(xué)界廣為傳頌的學(xué)術(shù)佳話，也用畢生堅(jiān)守詮釋了中國科研工作者淡泊名利、求真致遠(yuǎn)的科學(xué)精神與家國情懷。

谷超豪、胡和生夫婦在家中鉆研數(shù)學(xué)問題

來源｜中國科學(xué)家博物館

來源：中國科學(xué)家博物館

責(zé)編：葉　揚(yáng)

美編：陳路漫

一審：何百岳

二審：方佳佳

三審：王陸軍