“浙里”科學家故事 | 如何用中國古代數學，為計算機時代開路？

編者按

在百年的科技奮斗史中，浙江英才輩出，燦若繁星，眾多著名科學家在“浙里”熠熠閃光。為弘揚新時代科學家精神，省科協開展“打造科學家群落，弘揚科學家精神”行動。本號特推出“‘浙里’科學家故事”專欄，以弘揚科學家精神為主線，通過摘錄、轉載和整理等方式，全方面呈現一批近代浙籍或在浙江工作過的著名科學家的故事，傳承科學家精神，涵養優良學風，引導全省科技工作者為忠實踐行“八八戰略”、奮力打造“重要窗口”，爭創社會主義現代化先行省，高質量發展建設共同富裕示范區凝聚力量。

科學家簡介

吳文俊（1919年5月12日—2017年5月7日），出生于上海，祖籍浙江嘉興，中國共產黨優秀黨員，中國科學院院士，數學家。

吳文俊在拓撲學、自動推理、機器證明、代數幾何、中國數學史、對策論等研究領域均有杰出貢獻。他在拓撲學示性類、示嵌類領域取得一系列奠基性重要成果，他創立的“吳方法”在國際機器證明領域產生巨大的影響，有廣泛的應用價值。

20世紀80年代初，中國科學院的計算機房里，人們總能看到一位白發老者清晨第一個到、深夜最后一個走，他就是早已名滿天下的數學家吳文俊。年過花甲的他，為何像學生一樣廢寢忘食地“泡機房”？這個故事要從一次驚人的學術轉向說起——一位功成名就的大師，卻硬要闖入一個幾乎無人看好的全新領域。

在無人區，開辟“中國路”

如果將人生比作一部著作，吳文俊的前半程已然寫就傳奇篇章。他提出的“吳示性類”和“吳公式”，成為代數拓撲學的經典成果，對此后數十年的學科發展產生了深遠影響。

按常理，沿著這條路走下去，便可安享學術榮譽。但在年近花甲之際，吳文俊主動按下了人生的“重啟鍵”，開啟了全新領域的探索。

20世紀70年代，吳文俊開始系統研讀《九章算術》等中國古代數學典籍。《九章算術》全書246 個數學問題對應約 100 條普適 “術”（算法），一題多解或多題一術，以通用算法統領具體問題。吳文俊發現，中國古代數學的精髓，并非以歐幾里得《幾何原本》為代表的公理化、演繹體系，而是以算法為核心、以解決具體問題為導向的構造性、機械化思想，這與西方數學傳統截然不同。

一個極具開創性的構想在他心中萌發：計算機的時代，不正是這種“算法思維”大放異彩的時候嗎？他想借助計算機，開辟一條證明數學定理的全新路徑。

但是，這個想法在當時并非主流，被認為是旁門左道，不被學界看好。

后來，當一位同行質疑他為何不跟隨國外的主流方法時，一向和藹的吳文俊堅定地表示：“外國人搞的我就不搞，外國人不搞的我就搞！這是我的基本原則，你不能跟外國人屁股走。”

決心已定，真正的困難才剛剛開始。

當時國內計算機資源極其稀缺，懂編程的數學家更是鳳毛麟角。年近花甲的吳文俊，放下學術大家的身段，甘當一名潛心求學的“老學生”。

吳文俊與學生討論問題

來源｜中國科學家博物館

他白天泡在機房，從最基本的編程語言學起，將復雜的數學思想轉化為一行行程序代碼；晚上回到家中，在稿紙上進行著長達數頁的多項式手工推導。

歷經無數次試驗與摸索，終于在1977年的春節迎來關鍵突破——他通過手工計算，成功驗證了自己設想的“機器證明”方法是可行的。

那一刻，他無比振奮。

這套方法后來被國際學界稱為“吳方法”，其核心思想，正源于他癡迷的中國古代數學算法。以此為起點，“數學機械化”這一全新領域正式創立。

1980年，吳文俊（右二）參加第一屆“微分幾何與微分方程”簡稱“雙微”會議

來源｜中國科學家博物館

吳文俊不僅借助計算機證明了復雜的幾何定理，更為機器人技術、計算機視覺等現代科技領域提供了全新數學工具，為人工智能的發展鋪就了堅實的數學根基。

2000年，81歲的他榮獲首屆國家最高科學技術獎。

這份至高榮譽，是對他一生堅守科研初心、勇攀創新高峰的最高褒獎。

從代數拓撲學的學術高峰，轉向數學機械化的未知荒原，吳文俊以“不隨人后”的骨氣、“從零起步”的勇氣，讓中華古老的數學智慧煥發新生，更為我國科技自主創新事業寫下了生動注腳。

科學家說

吳文俊說：“搞數學，光發表論文不值得驕傲，應該有自己的東西。不能外國人搞什么就跟著搞什么，應該讓外國人跟我們學。”

來源：中國科學家博物館

責編：葉　揚

美編：陳路漫

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