阿拉坦仓:探索数学的奥秘
阿拉坦仓(中)和他的无穷维哈密顿系统创新团队。
俊逸帅气,思维缜密,幽默诙谐,举手投足中表现出一种历经岁月积淀下来的睿智与淡定,他就是研究无穷维哈密顿系统并取得创造性成果、主持国家级精品公开课的蒙古族数学家阿拉坦仓。他颠覆了记者想像中的“学究”形象,虽是第一次相见,却让人感觉非常亲近与舒服,谈起数学,他的脸上立刻飞扬着光彩,数学与宇宙,数学与哲学,数学与教育,数学与做人,在他看来世界的万事万物都与数学有着千丝万缕的联系,他完全融化在了数学之美中。
走进数学世界
1963年2月5日,阿拉坦仓出生在兴安盟科右前旗察尔森镇好田嘎查一个普通的蒙古族家庭,父母育有9个孩子,他排行老六。家里生活非常艰难,粮食经常吃了上顿没下顿,每逢这个时候,父母就会让小小的阿拉坦仓到邻居或亲戚家去借粮度日。干农活的日子,让阿拉坦仓体验到了什么是苦,夏天,烈日当头,皮肤被晒掉一层又一层,冬天,寒风刺骨,他穿着单薄的衣裳,手和脚都被冻伤,痛痒难忍。家里生活虽苦,但是父母却非常开通,他们宁可自己吃苦受累,也要送孩子们去上学。父母的善良、勤劳、智慧以及乐观的生活态度,浸润和影响着阿拉坦仓,让他感受到了存在的幸福,也造就了他坚毅、不服输的性格,他幼小的心田早早刻下了这样的奋斗目标:“要改变这一切,一定让父母过上好日子!”
上学是阿拉坦仓最愉快的日子,比起在地里干活儿,他感觉学习太轻松了,什么都一学就会,成绩总是全校第一。下学后他得帮着家里干活,不然家里没法生活下去,学也上不成了。他渴望学习,干完活儿,为了不影响第二天上课,他一个人会摸黑走15里路回学校。空闲的时候,他就跑到知青点听那些来自北京、天津、上海等地的大哥哥大姐姐讲故事,讲外面的世界,讲各种文化知识。就在那个时候,他懵懵懂懂地知道了数学,并对数学有了莫名的兴趣。
真正将阿拉坦仓带入数学殿堂的是他的大哥德力格尔仓。他考入察尔森中学读书时,当数学老师的大哥做了他的班主任,大哥以他的智慧和学问把他引进数学的大门。“物理和化学是实验科学,农村没有条件,而数学不用做实验,也不需要很多钱,这是我选择数学的客观原因。”他选择了走数学这条路,一走就上了瘾。
睡梦中仿佛还在思考
1981年,阿拉坦仓以兴安盟蒙授状元考入了内蒙古大学数学系。开学伊始,他突然发现自己特别“笨”,之前是蒙语授课,现在是汉语授课,听不懂课,看不懂书,成绩瞬间变成“中等”了,怎么办?他岂肯服输:一定要学会汉语。“学一门语言是很难的,那时候我一说汉语同学们就笑,诸如‘我把你的车钥匙放你床上了,说成把你的车放到床上了’的笑话时有发生,但我不怕,我敢说,用自己的方式说,我觉得同学的笑是善意的,我就说给你们听,让你们笑。”回忆起当时学汉语的情景,阿拉坦仓记忆犹新。很快,阿拉坦仓就在笑声中学会了汉语,第二年各门功课都达到90分以上,之后连续3年都是学校的“三好学生”。
“我比别人用功,心无杂念和勤于思考,应该是我成绩提高的直接原因。”阿拉坦仓是数学系的学生会主席,平时为大家奔波,安排班和系里的文体娱乐活动,忙碌又辛苦。为了不耽误学习,所有事情他都会提前做好。青春的萌动,外面世界的诱惑,让人凝心聚力地学习需要毅力,为了强迫自己周六日不玩,他把老师留的各门课程的作业都放在六日做,作业不写时间长了会忘,他每天都在思考,到写时便能一气呵成,这样既加深了记忆,又深入理解了所学知识。
本科毕业后,阿拉坦仓继续留在内蒙古大学攻读数学系硕士研究生,硕士学位论文《关于一类偏微分方程的定性研究》,解决了著名数学家阿达玛提出的《基本解的对换性问题》的部分理论问题,他的导师邱佩璋给予高度评价,他荣获了“优秀研究生”称号。
1988年,阿拉坦仓从硕士研究生班毕业后留校任教,他稳稳地走着自己的路,多次被评为“优秀共产党员”“优秀班主任”。
1993年,阿拉坦仓考入大连理工大学攻读博士,师从著名的力学家钟万勰院士和数学家张鸿庆教授。从这时开始,阿拉坦仓从偏微分方程的基本解转入研究无穷维哈密顿系统,主攻方向是无穷维哈密顿算子谱理论及其在数学和力学中的应用,证明了天体宇宙观的恒定发展本质规律,这在世界自然科学领域数学研究方面是一次具有重大意义的历史性创新。
阿拉坦仓昼夜不停地探索着数学的奥秘,为了完成《无穷维哈密顿系统的反问题与辛正交系的完备性》这篇博士学位论文,他研读了大量书籍和论文,在思考中入睡,在睡梦中思考……他的论文解决了力学中富有挑战性的、由钟万勰院士提出的重要数学问题,被有关专家评定为具有创造性的优秀论文,开创了新体系。在大连理工大学期间,他得了钱令希一等奖、向坊隆二等奖,是全校1000多名硕士生、博士生中唯一同时获此二项奖的学生。他的学术影响日益扩大,被邀请参加由钱伟长院士主持的140位数学和力学专家参加的“现代数学和力学”大会,并作了40分钟的大会报告,备受学术界瞩目。在中科院系统所办的由吴文俊院士主持的“数学与数机械化研讨会”上做过20分钟的大会报告。他系统地研究了无穷维哈密顿系统并取到创造性成果,诸如研究了无穷维哈密顿系统的完备性问题,无穷维哈密顿系统的反问题,无穷维哈密顿系统与吴方法的关系,无穷维哈密顿算子的谱理论等重要问题。
博士毕业,阿拉坦仓婉拒了大连理工大学的盛情挽留,毅然回到内蒙古,“我读博时我女儿才1岁,当时工资也就30多块钱,家里有一颗鸡蛋妻子也要给我吃,她为我受了很多苦,我得感恩。”阿拉坦仓说这是回到内蒙古的导火线,他内心深处最强的支撑是他对家乡的热爱和改变家乡落后面貌的责任,他说:“内蒙古更需要我。”
每天都能看到霍金
2004年8月至2005年8月,阿拉坦仓在英国剑桥大学数学中心留学,有幸成为当时全国公派去剑桥大学学习的三大数学学者之一。在这里他获得了许多宝贵的科学信息,并吸收了新概念、新理论,更激发了他教学与科研的兴趣。他研究了无穷维哈密顿系统在统计物理中的应用,促进了内蒙古大学诸多学科科研课题国际化的步伐,推动了重大世界数学课题研究的发展。
阿拉坦仓在剑桥大学留下了刻骨铭心的记忆。每天9点钟,他都能看到有人推着数学大师霍金到办公室工作,看着这位巨人,阿拉坦仓心中升腾着太阳一样的正能量,激励着他勇攀高峰。校方每个星期都请来一名世界最有名气的专家教授来讲课,他们不是板着面孔,泛泛地讲授基本理论和知识,而是从最基本的概念、定律,一直讲授到它的用途、前沿以及近期得到应用的情况。他们讲课注重节省时间,讲的内容也是最经典的东西,并讲究授课技巧,采用启发性的方式。通过提问和交流等形式给你思考、消化的机会。这对阿拉坦仓的教学产生了重大影响。
剑桥大学及西方专家教授认为,科研人员的研究工作不要只局限于自己的研究方向,要大量涉猎那些看上去似乎与自己研究无关的知识,要成为一名“杂家”。对边缘科学,甚至与自己研究方向相近的研究领域更得要熟练地掌握,精细地去吸收各分支都一脉相承的基础知识。“我国的一些科研人员喜欢在自己所从事的研究方向深入研究,但忽略其他领域或边缘领域的研究。如果他们总是这样盲目坚持多年之后,他们的研究肯定不会有重大突破。”阿拉坦仓颇有感触地说。
阿拉坦仓师从剑桥大学的索霍夫教授,研究无穷哈密顿系统在统计物理中的应用。与美国北伊利诺伊大学的吴宏友教授合作发表了学术论文,与乌兹别克斯坦的罗兹科夫教授和德国著名杂志主编梅尼肯教授有过愉快的合作。美国奥文大学的谭天祐教授亲自与他联系,两次来内蒙古大学进行学术访问并作了学术报告。美国德克萨斯泛美大学的乔志军教授也应邀两次来到内蒙古大学进行了学术交流。
阿拉坦仓于2008年创建了无穷维哈密顿系统研究中心,团队由5名教授(他亲自培养的博士)和两名博士后组成。他们所研究的问题与钟万勰院士倡导的应用力学辛求解体系和吴文俊院士的数学机械化思想紧密相联。
经过多年来的不懈努力,阿拉坦仓连续主持5项国家自然科学基金项目。
茶水多长时间变凉
阿拉坦仓端起茶杯,呷了一口茶水:“哎呀,好烫,还得凉一些才能喝。”随后问学生:“你们说茶水是冬天凉得快还是夏天凉得快?”“冬天。”学生们一下子来了劲,“为什么冬天凉得快?对,冬天的内外温度差大。那么,用多长时间茶水就能变凉,到我们适宜喝呢?这个从数学角度怎么解释,用微分方程怎么计算?”阿拉坦仓很自然地用身边的实例“茶水变凉”讲到了他所教的课程《常微分方程》。
阿拉坦仓是内蒙古教学名师,他讲授过《半群方法和非线性发展方程》《数学物理方程》《实变函数》《常微分方程》《解析几何》等主要课程,都是采用“兴趣启发式教学法”进行授课的。他讲每节课都“特冲动”,有一种魔力能把学生带入谜一样奇幻的数学世界。“每次讲课我都将数学的很多知识用生活中最常见的事情讲起,用原来懂的知识来讲现在不懂的,这样学生们记忆深刻,能引起他们对数学的兴趣。讲什么,怎么讲,由学生的理解力决定,怎么讲学生才爱听?这些问题我会认真琢磨好长时间。学生想听什么我就讲什么,而不是我讲什么要学生听什么。备每门课,我都会看很多书,并结合国内外知名院校的教材,找出最适合学生接受的内容和形式去讲。”他说。
阿拉坦仓是全国数学教学指导委员会委员,主持了国家级精品公开课《行星运动与常微分方程》,他是全国遴选上线的13位数学大师之一。视频通过身边的实例自然生动地引出了常微分方程的概念,以描述行星运动的常微分方程——牛顿二体运动方程为主线,从数学角度较系统地讲授了人类对行星运动规律认识的漫长过程,又引进描述系统能量的哈密顿函数,把牛顿力学观点提高至哈密顿力学观点,运用学科前沿知识巧妙地解释了行星运动规律。他获得学生和受众的好评:“阿老师的课风趣、幽默,他从生活中简单的例子出发为我们介绍了最前沿的知识。”“他的讲授具有启发性,注重引导学生创新思维。”“他把数学很好地结合了实际问题,教会并锻炼了我们的逻辑思维能力和做事的严密性。”
受众的认可是阿拉坦仓最大的幸福。
2013年6月,阿拉坦仓从内蒙古大学调入呼和浩特民族学院任副院长,对学院的教学进行了一系列改革并付出了艰辛的努力。如今,阿拉坦仓每周都会招集内蒙古大学、呼和浩特民族学院的教师、他带的硕士、博士研究生,继续着数学尖端领域的研究,他在数学的路上一路前行。(本报记者杨洪梅)