我就读数学系的研究生事务主任普拉金(Jacob Plotkin,1941-)教授,对那时中国研究生的强项劣势了然于胸。在我报到的第一天,他就规劝我:数学不要慌,英文先大抓。虽然我听从了他的建议,修了英语听力与写作两门课,但除了正式注册颜宪尧(David H. Yen,1934-2011) 教授的一门数学课外,我还旁听了几门研究生课。其中两门是博士生两大过关考试之一——博士资格考的课程,目的是一箭双雕:既能帮助提高英文听力水平,又能复习巩固资格考的数学内容。颜教授是系里指派给我的学术顾问,如果我需要修课方面的指导,就可以找他请教。
我又像当年进南大一样地埋头读书了。尽管时差困扰了我好几个月——白天进了教室就想睡觉,半夜三更时却精神十足。一个学季后,我就通过了密歇根英文考试,不必再修听力与写作课了。我入学前因托福听力考分未达标而导致的“条件录取”,也因此升为名正言顺的“正规录取”。从春学季起,我的主要精力用在了数学上。我不仅注册了要交学费的研究生课程,而且还旁听了其他的数学课,它们中的一些与我当时设想的未来研究方向没有直接关系,但我比较喜欢涉及不同领域,尽量拓广知识。就像在南大时,学习再忙也坚持阅读人文书刊,在这里我像海绵一样地吸收纯粹数学的营养。为了尽快通过博士资格考,我继续旁听这两门基础课。其中具有欧洲绅士风度的拉彭(Peter A. Lappen)教授讲授实分析时不苟言笑,一进教室就上黑板,板书龙飞凤舞,他大概是我这辈子见到过的写得最快的人。当年 9 月初,我就顺利通过博士资格考,第二年一月,又考完了两门博士预备考,从日记中看至少有一门考了第一。
我也从其他教授的课堂中学到了有用的知识,同时目睹了他们的讲课特征,并能熏陶于独特的教书艺术。1988-89 学年,我注册了阿克斯拉(Sheldon Axler,1949-)教授的《高等泛函分析》。阿克斯拉教授具有典型的美国人风格,性格开朗,崇尚自由。他本科毕业于普林斯顿大学,是美国数学界中广受尊敬的匈牙利裔数学家、数学写作与演讲大师哈尔莫斯(Paul Halmos,1916-2006)的徒孙,论文导师为加州大学伯克利校区的萨拉森(Donald E. Sarason)教授。与其师爷一样,他也善于教书,清晰的解释、流利的板书与优美的英文相得益彰。我从本科起,就喜欢泛函分析,毕业前差点去考该学科的研究生。故决定通过阿克斯拉教授的课“更上一层楼”。泛函分析的概念对于计算数学家的功能,相当于高等微积分对于工程师的效用。这门课没有教科书,只指定了两本参考书籍——卢丁(Walters Rudin,1921-2010)的 Functional Analysis(《泛函分析》)和约翰康威(John B. Conway,1939-)的 A Course in Functional Analysis(《泛函分析教程》)。连上三个学季,却没有一次考试,全按布置作业的总分数计算学期成绩。让人叫绝的是教授的评分标准:布置的习题,做对了得 10 分,不做得 0 分,但如做错了,则得负 5 分。这就让修课的学生紧张起来,不敢做错题。因为不考试,可以想象部分习题有相当的难度。大部分修课者,是那些将来要从事分析、方程或几何、拓扑方面研究的纯数学博士生,其中至少两人就是教授本人的弟子。但他们也害怕得负分,经常互相讨论,不敢轻举妄动,贸然交题。班上有一位是刚通过国内某个留学基金考来的名校毕业生,计划跟随系里的名教授读博士,几年后却投奔了东海岸更有名大学的更有名教授拿到学位,后来成为某个研究型大学的教授,兼任母校特聘教授。当时他毕竟只有本科文凭,对这门难课信心不太足,不时来问我题目。有次作业发下来,某道题他拿到 10 分,我却被倒扣了 5 分,因为我的解题证明太精炼,而被认定不对。而他却因和我讨论,才会做该题,但写得较为详细。当然,我课后向阿克斯拉教授解释了我的正确答案。仔细考虑后,教授同意把分数从负5分上调为正10分,但不希望今后再看到我作业中的“马马虎虎”,从此我记住了他用的这个我第一次见到的英文名词 sloppiness 。阿克斯拉教授确是讲课高手,以至于我和其他人,提名了他竞争系里的教学奖,他当之无愧地拿到了。后来我申请大学教职时,他热情地给我写了一封推荐信,不吝笔墨地夸奖了我在他这门别具风味一学年课上的“表现”。
但是,真正让我折服,并对我后来的研究和教学生涯影响最大的教授,就是我投奔他而来的李天岩先生。1985 年 6 月初,当他第一次访问祖国大陆时,和他已在通信中认识的我,专程飞去中山大学听他一周讲座,目睹了他手舞足蹈的课堂表演,也第一次听到那篇他与博士导师约克(James Yorke,1941-)合写的著名论文 Period Three Implies Chaos ,这题目被他妙译为“周期三则乱七八糟”。那一周,我在他讲座中学到的数学思想,可能比我在整个读硕士阶段获得的还要多。这种感觉对那些按部就班学习的人来说可能以为是夸大其词。其实只要读一读普林斯顿高等研究院戴森(Freeman Dyson,1923-2020)教授写过的东西,就会知道这种感觉的强烈。三十岁被奥本海默(J. Robert Oppenheimer,1904-1967)院长挖去当正教授的戴森回忆道,他在芝加哥大学与伟大的物理学家费米 (Enrico Fermi,1901-1954)谈论自己以为可行的一项物理计算时,对方的二十分钟评述,让他全然相信中国成语“听君一席话,胜读十年书”。
我在南京大学数学系何旭初(1921-1990)教授门下读硕士学位时,从第一个学期起,导师就让我们弟子举办讨论班。他也亲自参加,不时发表有启发性的真知灼见。他不光引导我们尽快在研究领域登堂入室,而且培养独立思考习惯,提高数学演讲能力。记得我报告斯坦福大学工程-经济系统系伦伯格(David G. Luenberger,1937-)教授所著的教科书《线性与非线性规划引论》(Introduction to Linear and Nonlinear Programming)中关于线性规划对偶理论的那一节前,本着“数学是一个有机整体”的基本观点,我以泛函分析中的对偶概念作为引子,用类比法将对偶思想贯彻到线性规划之中。这场我一生中的首次报告,得到大家的好评,平时不苟言笑的何先生也微笑起来。我本科在南大打下了比较坚实的分析基础,硕士研究生阶段,又有幸得到讨论班的训练。加上在读研第一年,教我们专业基础课《非线性方程组迭代解》的沈祖和教授,在授课一学期后让我们学生主讲所用英文教材的下半部分,这更强化了我们自学及讲课的能力。来美后,我信心十足地成为李教授讨论班中的一员。
导师李天岩的“治学之道”
李天岩教授是个传奇人物,极具个性。他于七十五岁不幸病逝后,第二年我由上海科技教育出版社出版了回忆录《走出混沌:我与李天岩的数学情缘》,其中有一章谈了他的“治学之道”。他对讨论班的报告要求极高,不希望只讲什么定理证明的逻辑推理,或“莫名其妙的 ε-δ 语言”,他想听到的是那些条件和结论背后的基本思想。如果你只想背书式地展示某命题对所有自然数 n 都成立的证明,那你就错了。他想看到的是,你对 n 等于 3 时的具体推演。对任意 n 都成立的论证步骤,也许你能倒背如流,却不会应付更简单的 n=3 特殊情形,因为你没有真懂这个定理,还仅仅停留在背诵证明的阶段。这样的学生其实大有人在。李教授告诉过我们,一位研究生在博士资格口试时要求将“证明两个紧集的乘积是紧集”的问题改为“任意个紧集的乘积为紧集”,因她早就将后者这个著名的吉洪诺夫定理的证明背得滚瓜烂熟。
还没参加讨论班前,进校仅三周,我就领教了李教授对学术报告的严格要求。那天,他将一篇厚厚的文章递给我,说“我还不知你的水平到底在哪条线上,三个礼拜后你向我报告它的内容。”他在给我一个非官方的“博士资格考”!文章作者的博士导师是大名鼎鼎的斯梅尔(Stephen Smale,1930-),毕业后成了康内尔大学的年轻教授,在学术界已崭露头角。七十多页的这篇长文,用到积分几何研究线性规划一类算法的计算复杂性,而对这个领域我是门外汉。但是,尽管我每天忙于修课旁听,还要对付时差的进攻,我不能知难而退,而是应以实际行动,不辜负老师的期望!我从系图书馆借了西班牙数学家桑塔洛(Luis A. Santaló,1911-2001)关于积分几何的经典大著。多年来不断提升的自学能力,让我很快了解到这门学科的基本概念,并被以概率观点研究几何之美倾倒。任何人只要听说在画有两条直线的平面上,随机投掷细针大量次数,则可以用概率方法估计圆周率的值,就会对积分几何的先驱之一、法国植物学家和作家布丰(Georges de Buffon,1707-1788)古稀之年的天才创造啧啧称奇。
王铎文革前考入大学,我进南大不久他考上了北大的研究生,毕业后来到这里访问李教授的师兄周修义(1943-2023)教授,后转为其门下的博士研究生。周教授是来自新加坡的华人,大学毕业后,没有像李教授那样要当兵一年,就直奔美国,1970 年在约克教授的手中拿到博士学位。虽然他较师弟年长两岁,看上去却十分年轻,精巧的面庞、炯炯的目光,一看就知道是个能干之人,可以在任何领域有所建树。我第一次见到他时聊了会儿。我用中文提到中国某著名大学的一位数学教授在某个专业领域有个强大的理论团队,且其某个理论研究在国内独树一帜时,他却用英文回答我:“Not many people do that!(没多少人干那玩意儿!)”,意思是说这个研究题目太老了,一下子就把我镇住了,顿时对他格外尊敬。
虽然我在大学阶段读过的课外数学书,数目上可能不少于课内教科书,但国内研究生的培养机制,限制我们选修其他领域的课程。来到美国,我基本只修国内未系统学过的那些科目。第二年,我一见周教授要开一学年的《常微分方程与动力系统》研究生课程,就毫不犹豫地注册修课。周教授那时才四十余岁,手上有几个研究基金,在系里薪水最高,正处于研究生涯的高产期。他和布朗大学的黑尔(Jack K. Hale,1928-2009)教授于八十年代初出版的合著《分支方法理论》(Theory of Bifurcation Method),是这个领域的主要参考书之一。他与颜教授或阿克斯拉教授的教课风格迥异,各有千秋。颜教授教书像潺潺流水,滋润心田,但难见波澜壮阔之举;阿克斯拉教授的课堂证明思路清晰,逻辑性强,滴水不漏;周教授的讲台表演则是天马行空,随心所欲,从大处着想而不拘小节,极具研究风味。在推演过程中他常让我们帮忙,因为他忘记了下一步该用到的三角函数恒等式。这就从某一方面佐证了前述的王永成老师所坦诚的“忘光公式”,确有知音。记不得又有什么关系呢?我们学生最需要的只是思想,而周教授向我们传授了做研究的思想!
如果说阿克斯拉教授的课程成绩不依据考试,只看平时作业,加上他的独特打分标准有点与众不同,周教授给注册他课学生的科目最终评分,那次所用的简单方法,更是出人意料。我事后听说,交了课堂作业的,基本都拿 A ,没交的也得 B 。也就是说一个婴儿,只要能注册此课,就能拿到 B ,因为婴儿当然是不会做作业的。姑且不论这种评分方式是否合理或太松,学生们却从这门课中,至少观赏到做研究的艺术。部分人甚至可从这里起步,奔向热门研究前沿阵地。真正做研究的教授往往在分数面前对学生特别宽宏大量。而有些早已在研究阵地上丢枪弃甲的教授,视分数为保持他们教授权威的最后一张招牌,不肯轻易放松,学生平均分数89.9时,也只能得到倒霉的B而与A无缘。
坐在李天岩教授的课堂里,你大概对克莱因的话更能体会,因为他就是诠释这段话的范本。上他的课,满脑子瞌睡虫的人也不会打盹。如果我来美的第一个学季就修他的课,那我的时差困扰也不会拖得那么久。他绝不是那种照本宣科的老学究,也不是叙述证明按部就班的标准师,更不是语速、频率、振幅几乎不随时间变化的教书匠。他讲课时面部表情多变,肢体语言夸张,吐出数学新概念前,总以生动例子鸣锣开道,好让我们从容不迫地登堂入室。抑扬顿挫的语气,有时像潺潺流水,有时如惊涛骇浪,有时则仿佛美国黑人民权领袖马丁·路德·金(Martin Luther King,1929-1968)在著名演讲中重复句子“I have a dream !(我有一个梦想!)”那样,连续强调同一个数学术语,声音的分贝越来越大,把我们的激情也完全调动起来了。