2000年，中华人民共和国国务院设立了国家最高科学技术奖。这是我国科学技术奖励中的最高荣誉，授予在当代科学技术前沿取得重大突破或者在科学技术发展中有卓越建树的；在科学技术创新、科学技术成果转化和高技术产业化中，创造巨大经济效益、社会效益、生态环境效益或者对维护国家安全作出巨大贡献的中国公民。
科技兴则民族兴，科技强则国家强。作为中国自然科学的最高学术机构，中国科学院自建院以来，与科学共进，与祖国同行，汇聚诞生了一大批科学巨擘，为新中国科技事业发展作出了不可磨灭的贡献。
大师之风，山高水长。值此国家最高科学技术奖设立25周年，本报与中国科学院档案馆合作推出《人物·科学家的故事》专栏，依据馆藏珍贵档案，讲述中国科学院12位国家最高科学技术奖获得者的故事，从档案视角，领略科学创新魅力，体悟家国情怀，感受科学家精神。
他，是中国唯一一位两次获得国家科技领域最高奖项的数学家。
他，从不宣扬自己，在国内的知名度与其学术成就极不相称。
他曾说：“我不想当社会活动家，我是数学家、科学家，我最重要的工作是科研。我欠的‘债’，是科学上的‘债’，也是对党和国家的‘债’。”
他，就是我国著名数学家吴文俊。
吴文俊
01
“法国拓扑四杰”与
首届中国科学院科学奖金
在吴文俊先生一生所获的众多荣誉中，那张1956年度中国科学院科学奖金一等奖的奖状一直备受关注。这个奖项是新中国首次在自然科学领域设立的最高奖项，在中国科学院发展史和中国当代科学史上具有里程碑的意义。那一年，与吴文俊同时获此殊荣的是大名鼎鼎的钱学森和华罗庚。以至于很多人不禁产生了这样的疑问：吴文俊是谁？
1947年，吴文俊在数学大师陈省身的推荐下以数学第一名的成绩考取了中法交换留学生。在法国小城斯特拉斯堡，他跟随数学家埃瑞斯曼攻读博士学位，主要研究拓扑学的示性类。他潜心研究，连续取得若干引人瞩目的成果，仅用两年时间就通过博士答辩，获得了法国国家科学博士学位。毕业后，他来到法国国家科学中心担任助理研究员，在那里谱写出其数学生涯中精彩的“第一乐章”。
吴文俊在巴黎的导师和合作者H·嘉当是国际知名数学家。在巴黎浓厚的学术氛围中，吴文俊继续开展拓扑学研究。拓扑学是现代数学的主要领域之一，其主要内容是研究几何图形连续改变形状时还能保持不变的一些特性，也就是拓扑变换下的不变量。所谓示性类，就是一种基本的拓扑不变量。示性类由惠特尼等人先后从不同的途径引入，由此开创了示性类理论。1940年前后，这个研究领域面临的一些困境阻碍了拓扑学的进一步发展。比如：示性类相互之间的关系是怎样的？基本性质是什么？如何计算？年轻的吴文俊决心向示性类问题发起冲击，解决这些非常重要的、核心的问题。
吴文俊在巴黎租住在一家旅馆半地下的屋子里，条件很差，难以工作。于是，他把旅馆旁边一家通宵营业的咖啡馆当做工作室。每天晚饭后，他就在咖啡馆的角落里忘我地工作。1950年春天，研究终于有了突破，他弄清了各种示性类的关系。他指出，E·施替费尔和惠特尼各自提出的示性类实质上是相同的，是最简单的一种示性类。他将其命名为“施替费尔-惠特尼示性类”，并建立了施替费尔-惠特尼示性类之间的关系式，国际上称之为“吴（第二）公式”。同时，他还指出，别的示性类都可以从陈示性类中表达出来，反之则不能。
随后，吴文俊又解决了最困难的问题：让示性类可以计算。他首先在微分流形上引入了一类新的示性类，后来国际上把它称为“吴示性类”。这个示性类的突出特点是可以具体计算。而后他给出了一个公式，国际上称之为“吴（第一）公式”，并证明用这个公式，施替费尔-惠特尼示性类可以用吴示性类表示，从而使施替费尔-惠特尼示性类也变为具体可算的。至此，长期笼罩着示性类的神秘面纱被彻底揭开！抽象的数学概念变为具体可算的，拓扑学通向应用的道路也因此开辟。
这一结果震动了法国数学界。H·嘉当在讨论班上为吴文俊的工作感到惊叹：“这简直像变魔术一样。”吴文俊的工作，与同一时期另外3位青年数学家（R·托姆、J·P·塞尔和A·保莱尔）的工作一起，改变了国际拓扑学研究的面貌，引发了国际数学界的“拓扑地震”，他们也被誉为“法国拓扑四杰”。
吴文俊在巴黎取得的成果使他从一个默默无闻的青年学子一跃成为国际著名的拓扑学家，前途无量。1951年，美国普林斯顿大学聘请他做教授，他却归心似箭，踏上了回国的旅途。此后，他开始研究拓扑学中的另一个最基本的问题——嵌入问题。之前，嵌入理论只有零散的结果。吴文俊以极大的独创精神引进了吴示嵌类等一系列拓扑不变量，在非同伦性组合不变量、嵌入问题、同痕问题等方面取得了成功，最终建立了示嵌类理论。
1956年，年仅37岁的吴文俊凭借在示嵌类与此前的示性类研究方面取得的成果，获得了首届中国科学院科学奖金一等奖。
吴文俊关于“示性类及示嵌类的研究”获1956年度中国科学院科学奖金一等奖的奖状
1958年，吴文俊应邀前往阔别6年半的法国。在巴黎，他做了一系列的演讲，报告了他在中国独立创立的示嵌类工作。这时，他的工作处于国际领先地位，国际数学界同行惊叹：吴文俊竟然在中国也能做出不亚于法国同行的独创性成果！
02
“顾今用”与国家最高科技奖
如果说，拓扑学是西方人的独创，吴文俊只是大大发展了它。那么，他从20世纪70年代开始研究的数学机械化则完全是他从研究中国古代数学史中产生的思想，是中国人独创！
20世纪60年代，国内政治形势发生变化，纯理论研究停止，吴文俊只能转而研究排队论、博弈论等。“文革”期间，他开始对中国古代数学史产生浓厚兴趣，最终开创了一个全新的数学机械化道路，完成了其研究方向的重大转变。
吴文俊关于数学机械化学术交流材料的手稿 中国科学院档案馆供图
1975年，吴文俊以“顾今用”为笔名（意为“古为今用”）发表了《中国古代数学对世界文化的伟大贡献》一文，在数学界引起轰动。他花费了大量精力直接钻研中国古代数学文献，用算法的观点对中国古算作了分析，同时提出用计算机自动证明几何定理的有效方法，在国际上被称为“吴方法”。利用这一方法不仅可以有效证明初等几何的大部分定理，而且可以自动发现新的定理。关于“吴方法”的来源，他说是受到元代数学家朱世杰发明的“四元术”的启发，用现代数学工具加以改造，展现出高度的创造性。
吴文俊开始几何定理机器证明的研究时已经50岁了。当时电子计算机在国内远未普及，他最初的推算都是依靠手算，草稿纸用了一麻袋，他幽默地称自己的手和笔为“吴氏计算机”。后来，中国科学院数学所有了计算机，他就从零开始学习编写计算机程序，成为数学所机房里年龄最大的“程序员”，在相当长一段时间里也是数学所上机时间最长的人。
吴方法是一个全新的研究领域，其影响不仅局限于纯数学领域，更对人工智能等有所启发。美国人工智能协会主席布莱索等知名科学家称，吴文俊“独自使中国在该领域进入国际领先地位”。2011年，中国人工智能学会设立了“吴文俊人工智能科学技术奖”，该奖被誉为“中国智能科学技术最高奖”，旨在表彰在人工智能领域作出杰出贡献的科学家和科研团队，激励更多科研人员投身智能科学技术的研究与创新之中。
20世纪80年代，吴文俊将几何定理机器证明的方法扩展到了更一般的方程机器求解，形成了一个既有浓郁中国特色又有强烈时代气息的数学领域──数学机械化，并获得了极广泛的应用。今天，数学机械化的方法正在渗透到力学、天文学、物理学、化学、计算机科学等领域，同时被应用于机器人、连杆设计、控制技术、计算机辅助设计等高技术部门。
从几何定理机器证明到数学机械化理论，吴文俊的研究产生了巨大的国际影响，也为他带来了巨大的荣誉。2000年，81岁高龄的吴文俊因其对拓扑学的基本贡献和开创了数学机械化研究领域而获得了首届“国家最高科学技术奖”，证书编号“001号”。
在70余年的学术生涯中，吴文俊一直没有停止攀登数学高峰的脚步。他打破了数学创新是年轻人的专利这一规律。尤其是他的数学机械化理论的创立，完全是中国人自己开拓的新的数学道路，整个过程体现了他强烈的复兴中国数学和自主创新的精神。
吴文俊曾在《光明日报》发表署名文章《东方数学的使命》。文中提出这样一个问题：“怎样进行工作，才能对得起古代的前辈，建立起我们新时代的新数学，并在不远的将来，使东方的数学超过西方的数学，不断地出题目给西方做？我想，这是值得我们大家思考和需要努力的方面。”而今，大师已去，言犹在耳。当我们仰望星空时，天空中的“吴文俊星”定会引领我们继续前行，去创建“新时代的新数学”！
原载于《中国档案报》2025年1月3日 总第4234期 第三版
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