关肇直——中国科学院院士、数学家(1919 —1982年)

2022-04-18 来源:本网

  关肇直1919年2月13日出生于天津,祖籍广东省南海县吉利乡桥东村(今佛山市禅城区南庄镇吉利桥东村)。关肇直父亲关葆麟早年留学德国,回国后任铁道工程师,母亲陆绍馨毕业于北洋女子师范大学,曾任教于北京女子师范大学。关肇直出生于这样一个书香门第,从小就跟父母亲学习英语和德语,早年的文化熏陶为他日后掌握英、德、法、西班牙、俄等多种外语打下坚实的基础。关肇直11岁时父亲因病去世,从此,生活的重担落在母亲身上。母亲非常重视子女的教育,让他们个个读书成才。出于对母亲的感激,关肇直一生侍母甚孝。

  1936年高中毕业后,关肇直考入清华大学土木工程系。一年后因病休学。康复后,他转入燕京大学数学系学习。

  关肇直涉猎广泛,博学多才,常常语出惊人,因此深得同学们的钦佩,称他为“关圣人”。他博闻强记,读过的书籍、看过的文章几近过目不忘。同学们经常为一些学术问题包括哲学、历史、天文、地理等杂学讨教于他,他总能旁征博引,详加解说,直到对方满意。有时甚至会告知这个问题的解答出自某书或某杂志的哪一页,同学们都很是叹服。

  1941年关肇直大学毕业后留校任教,时值日寇入侵,他与燕大师生一起离开北平负笈西行,边治学边积极参加共产党领导的抗日救亡运动。他曾在“读书与救亡运动”问题上与当时燕大校务长司徒雷登公开辩论,他的胆识与见地,敏捷的反应和流畅的英语,折服和影响了一大批师生。司徒雷登器重他的才华,1945年亲自推荐他到美国华盛顿大学留学。出乎意料,关肇直不仅谢绝了,还回了一封长信,愤怒谴责美国的对华政策。不久后,在司徒雷登的推荐下,一份优厚的奖学金直接由美国国务院授予关肇直,但他仍不为所动。

  1946年,关肇直到北京大学数学系任教,次年加入共产党,并经党组织批准,考取赴法留学。在巴黎大学彭加勒研究所,关肇直跟随一般拓扑学和泛函分析奠基人M.Frechet学习泛函分析,此后泛函分析成为他终生致力的学科之一。在巴黎,关肇直是党领导的左翼统战组织“中国科学工作者协会”旅法分会创办人之一,该组织团结了一批优秀的爱国知识分子,其中包括著名的科学家钱三强、吴文俊等,在法国开展反蒋民主运动。

  1949年新中国诞生后,百废待兴,亟须人才。关肇直毅然放弃了在法国取得博士学位的机会,束装回国。回国后,关肇直全身心投入中国科学院的筹建工作,是中国科学院首届党组成员。当时中国科学院图书和外文资料佚失严重,亟待整理,关肇直担任了首任中国科学院编译出版局处长(当时没有设立局长)、图书管理处处长、图书办公室主任等职。凭着他的工作能力和外语优势,很快使混乱的图书资料管理走上了正轨。

  1952年,关肇直参与了筹组中国科学院数学研究所,并历任副研究员、研究员,从事他渴望已久的数学研究工作,此外还兼任数学研究所党组成员、党委书记、副所长等职。在科研工作中,他提出“要为祖国建设服务、要有理论创新、要发扬学术民主、要开展学术交流”的四条原则,强调理论联系实际,重视学科发展的实际背景,强调应用数学的重要性。

  1962年,现代控制理论在国际上初露端倪,在钱学森的倡导推动和关肇直的直接努力下,数学研究所控制理论研究室成立了,关肇直任主任。从此,他将自己的全部精力投入现代控制理论的研究和中国控制事业的发展中。

  1979年,为适应系统科学与控制理论的发展,关肇直以极大的热情主导了中国科学院系统科学研究所的创建,并担任所长。1980年,中国系统工程学会召开成立大会,关肇直当选为中国系统工程学会的第一任理事长。

  1981年,关肇直被选为中国科学院数理学部委员(院士)。作为中国数学与系统科学的主要学术带头人之一,他承担着许多组织和管理工作,同时还担任过《中国科学》《科学通报》《数学学报》《数学物理学报》《系统科学与数学》等报刊的主编、副主编或编委。关肇直主编了一套《现代控制系统理论》小丛书,先后出版了近20次,为现代控制理论在国内的传播、交流与发展做出了积极贡献。

  由于长期超负荷工作,1980年关肇直积劳成疾。在病榻上他仍然坚持和许多前来看望他的同事讨论工作或学术问题,这种情况直至党委明令才停止。为了国家的发展,为了自己的理想和追求,关肇直真正做到了鞠躬尽瘁,死而后已。

  关肇直兴趣广泛、学识渊博,他的秉性和远见卓识以及对发展祖国科学事业的责任感,使他勇于“开疆拓土,而不安于一城一邑的治理”(吴文俊、许国治语)。关肇直一生的研究工作涉及许多方面,其中数学中的泛函分析、物理学中的中子迁移理论、系统科学中的现代控制理论是三个有代表性的领域。

  关肇直是中国泛函分析学科的领路人。泛函分析是数学中较年轻的一个分支,20世纪30年代才正式成为独立学科,是一种把具体的数学问题抽象到一种更加纯粹的代数、拓扑结构的形式中进行研究的新方法。50年代初来到数学研究所的大学毕业生绝大多数没有学过泛函分析的基础知识,关肇直无私地为这些年轻人补上这一课,引导他们逐步走上研究轨道。他又在北京大学数学力学系开设了我国第一个泛函分析专业,将当时十分前沿的算子半群理论、非线性泛函、半序空间、正算子谱理论等都做了深入而精炼的介绍。1958年,关肇直编著的国内第一部泛函分析教科书《泛函分析讲义》问世。由于他的努力,为祖国培养了包括张恭庆院士等一批从事泛函分析研究的中坚力量。1956年,关肇直在《数学学报》上发表了论文《解非线性方程的最速下降法》,证明了求解希尔伯特空间中非线性方程的最速下降法依这个空间中的范数收敛,并且和线性问题相仿,其收敛速度是依照等比级数的。应该特别指出的是,该文首次出现了单调算子的思想,这一概念的正式提出,比外国学者早了四至五年,关肇直在该领域做了开创性的工作。

  关肇直一贯主张理论要联系实际。20世纪60年代初他与有关部门联系,主动承担反应堆中有关的数学理论研究课题,开展了中子迁移理论的研究,填补了国内这一研究领域的空白,取得了具有国际水平的成果。1964年关肇直完成了论文《关于中子迁移理论中出现的一类本征值问题》,用希尔伯特空间与不定规度空间的算子谱理论解决了平板几何情形的中子迁移的本征函数问题,较之国际上同类解决方法早了10年。可惜该文直至他去世后的1984才发表在《数学物理学报》上,整整迟了21年。当国外同行得知关肇直早在60年代就已做出如此出色的工作时,深表惊讶和赞叹。

  在这一时期,关肇直也十分关注国际上兴起的激光理论中的数学问题。1965年,他在《中国科学》上用法文发表了论文《关于“激光理论”中积分方程非零本征值的存在性》,论证的结果得到国内外专家的重视。

  1962年中国科学院数学研究所成立了控制理论研究室,关肇直任主任。其间他亲自主持讨论班的工作,及时介绍国外有关现代控制理论的最新成果,使年轻同行尽快走上研究轨道,许多新的研究成果都是在这个讨论班上孕育和发展起来的。其中,弹性振动控制研究就是一个突出的例子。1974年关肇直和合作者在《中国科学》上发表论文《弹性振动的镇定问题》,应用线性算子紧扰动的方法,摆脱了增益系数要很小的限制,得到了更符合工程意义的合理结论,受到国际同行的高度评价。关肇直在20世纪60年代就提出了结构阻尼振动模型,而国外直到80年代才开始重视这类模型的研究。

  关肇直不仅身体力行,成为一位站在现代控制理论研究前沿的战斗员,更是一位旗手和指挥员。在“文革”十年中,他领导的研究室始终坚持开展工作,1969年,他就以“抓革命,促生产”为契机,提出“每周二、三为数学所业务时间”,使科研工作得到部分恢复。关肇直尽量使控制理论的研究与当时受冲击较小的军工及国防科研相结合,这个时期,包括卫星轨道定轨、惯性导航、细长飞行体制导等三项研究成果均获得1978年全国科学大会奖。这些工作使现代控制理论这一火种躲过了“十年浩劫”,得以在中国的土地上延续。

  随着“四人帮”的垮台,科学的春天来临了,现代控制理论在国内如火如荼地发展起来,许多高校及科研机构迫切要求开展这方面的研究工作。这段时间,关肇直领导的研究室与许多高校和科研单位建立了合作关系,他亲自带队,到上海、西安、遵义、内江、宜昌、天津、洛阳、沈阳等地的研究机构,了解问题并举办关于现代控制理论的系列讲座。他亲自编写油印的讲义,在当时都成了重要的参考文献。关肇直曾自豪地说,“从二机部到七机部,我们都有合作项目”。

  1979年,为了适应形势发展的需要,中国科学院成立了系统科学研究所,关肇直担任了第一任所长,直至病逝。

  从现代控制理论在中国初生、成长,到80年代初的扬帆起航,关肇直是当之无愧的舵手。他的名字将永远同中国的系统与控制事业融为一体。

  关肇直关心青年,爱护青年,是青年人的良师益友,在他身边工作过的同志,都深深地被他那种平易近人和诲人不倦的精神所感动。控制理论研究室初创时,关肇直花了大量时间阅读国外文献,将自己消化了的东西拿出来向大家报告,组织讨论,并详细地解答大家提出的问题。“文革”刚过,为了让室里一位年轻同志的文章能用英文发表,他亲自将全文翻译成英文。后来,室里许多人用英文写文章,关肇直就从文句到内容上帮助修改。这些文章发表时虽然没有署他的名字,但却饱含着他的心血和奉献。

  关肇直为人正直。“文革”期间有人借口反对“知识私有”,反对发表科学家个人署名的文章,对此关肇直公开表示:“如果科学家不把他们的新发现新成果公布出来,而是留在自己抽屉里,或干脆留在脑子里,最后和他的躯体一起从这个世界消失,那对社会对国家有什么益处呢?科学又怎么发展呢?这才是真正应当反对的知识私有。”

  “文化大革命”开始前夕,陈景润完成了关于哥德巴赫猜想“1+2”的证明。发表科学论文的气候越来越恶劣。关肇直顶住极“左”思潮,积极支持陈景润发表这项成果。他说“这也是一项世界冠军,同乒乓球世界冠军一样重要”,最后论文在1966年5月15日出版的《科学记录》上发表,赶上了“文革”前的“最后一班车”。

  有人一讲纯粹数学就把应用数学贬得一钱不值,强调应用时又否定数学理论的价值,甚至连建立数学模型都反对。关肇直始终坚持要建模,要在应用数学中使用严格的数学方法。他说:“没有理论拿什么联系实际?”还说“除国防与经济建设任务外,基础理论研究也要搞”。

  1978年的全国科学大会,标志着科学春天的到来。接着召开了科学规划会,关肇直和冯康、程民德等一起提出“理论要抓,应用也要抓”,强调纯粹数学与应用数学是一个整体。他形象地解释说,这有如经纬交织相辅相成,偏废哪一方面都是错误的。是关肇直,把正了理论与应用之舵。

  关肇直常说:“我首先是一个共产党员,其次才是一名科技工作者。”他把一腔热血倾注于发展祖国的建设事业和科学事业。当1982年他的病情已恶化时,关肇直还表示,等身体康复后要致力于有关非平衡态热力学方面的研究。可惜这项他视为最重要的工作,刚刚开始即宣告结束。11月12日,关肇直与世长辞。

  曾经教过他数学的剑桥大学Ralph Lapwood教授对他的评价是:“他是一个最聪明的学生”“他对数学科学与中国科学发展做出了巨大贡献”“他是一个真正的爱国者,用自己的行动表达了他对自己祖国的爱”。这些评价昭示了关肇直这位中国科学家赤诚执著的情怀。


  来源:《禅城名人》