小乐数学科普：庞加莱之家Maison Poincaré——法国数学博物馆——译自EMS欧洲数学会杂志

译者注：

        本文是zzllrr小乐公众号第二篇介绍法国数学博物馆Maison Poincaré庞加莱之家的译作 (译自EMS欧洲数学会杂志)，可以方便读者从建造者的第一视角了解这座博物馆的建设历史与花絮，作者Sylvie Benzoni-Gavage是IHP（庞加莱研究所）现任所长，今年3月份译者也曾就去年另一篇同样介绍庞加莱之家的文章（参见 小乐数学科普：遍览全球数学展览馆之——法国庞加莱之家Maison Poincaré）请教过她，被告知更详细的背景信息（在此表示非常感谢），现部分摘录如下，以飨读者：

        “ 事实上，严格来说，我并不是“新负责人”，我自2018年以来一直担任IHP的所长，过去6年来，我一直在为庞加莱之家（Maison Poincaré）博物馆工作。如果塞德里克·维拉尼（Cédric Villani）十多年前确实提出了数学博物馆的想法，并获得了很大一部分（但不是全部）预算，那么他并没有将其变为现实，而我与很多做出内容贡献的人一起，在博物馆策展师（museographer）塞琳·纳达尔（Céline Nadal）的指导下，终于实现了它。为了公平起见，应该指出这一点。”

图1. Jean Perrin（让·佩兰，1870 - 1942，法国物理学家，1926年诺贝尔奖得主）在他的实验室前。

图源：© Universcience – Palais de la découverte

        亨利·庞加莱研究所（IHP，Institut Henri Poincaré）的悠久历史¹可以一直追溯到其委员会在1928年成立，当时的委员会主席是亨利·庞加莱 （Henri Poincaré，1854 - 1912）的堂弟雷蒙德·庞加莱（Raymond Poincaré，1860-1934， 曾任法国总统）。该研究所由数学家埃米尔·博雷尔（Émile Borel，1871 - 1956）创立，并得到洛克菲勒基金会国际教育委员会和法国赞助人埃德蒙德·罗斯柴尔德（Edmond de Rothschild）的私人资助而建立。它坐落在物理学家让·佩兰（Jean Perrin，1870 - 1942）两年前建造的物理化学实验室对面。佩兰的建筑（图1）本身毗邻镭研究所，即居里夫人的实验室，该实验室于第一次世界大战前夕竣工。所有这些砖砌建筑均位于巴黎市中心一座前修道院的场地上，后来被改建成由修女经营的管教所，并于20世纪初被巴黎大学收购。

图2. 1929年费米Fermi在IHP进行一系列讲座的海报。

图源：©IHP 巴黎亨利庞加莱研究所

        在两次世界大战期间，Borel和他的助手Jeanne Fournier（原名Ferrier，拥有数学博士学位，被任命为概率微积分助理，但实际担任秘书职务）邀请了当时分析、概率和数学物理领域最伟大的专家：Léon Bloch（莱昂·布洛赫）、George Birkhoff（乔治·伯克霍夫）、Max Born（马克斯·玻恩）、Marcel Brillouin（马塞尔·布里渊）、Francesco P. Cantelli（弗朗西斯科·P·坎泰利）、Torsten Carleman（托斯顿·卡尔曼）、Charles G. Darwin（查尔斯·达尔文）、Paul Dirac（保罗·狄拉克）、Théophile de Donder（泰奥菲尔·德·唐德）、Albert Einstein（阿尔伯特·爱因斯坦）、Enrico Fermi（恩里科·费米，图2）、Vladimir A. Kostitzine（弗拉基米尔·A·科斯蒂茨因）、Paul Lévy（保罗·莱维）、George Pólya（乔治·波利亚）、Erwin Schrödinger（埃尔文·薛定谔）、Vito Volterra（维托·沃尔泰拉）等，我们可以在《亨利·庞加莱研究所年鉴》中阅读他们的讲座内容。²

        多年来，IHP发展成为国际著名的数学和理论物理研究中心。尽管Borel的大楼在1950年代又加高了两层，但该研究所的活动在21世纪初却变得有些狭窄。更重要的是，它还入驻了多个学术团体（SMF、SMAI、SFdS、SFP），³非营利协会（Animath、Femmes & mathématiques、MATh.en.JEANS）和巴黎科学数学基金会。容纳办公室里的所有人员以及定期研讨会、国内或国际会议以及由埃米尔·博雷尔中心 (Centre Émile Borel) 协调的IHP科学项目（该中心于1994年创建的一个专门部门，当时该研究所在经历1968年5月后的一段不确定时期之后重生）已经变得很困难。

        Cédric Villani（赛德里克·维拉尼）于2009年成为IHP所长。他对此制定了宏伟的计划，并从一开始就寻找扩建场地的可能性。佩兰（Perrin）的大楼仍是物理化学实验室，已更名为LCPMR（Laboratoire de chimie physique – matière et rayonnement 物理化学实验室——物质与辐射），但未达到现代标准。拥有该大楼的UPMC（Université Pierre et Marie Curie 皮埃尔和玛丽居里大学，即巴黎第六大学）计划将LCPMR迁至其主校区“Jussieu”中更合适的校舍（图3）。

图3. 视频截图，记录了2020年6月30日LCPMR成员留下的JUSSIEU单词在Perrin演讲厅被删除的那一刻。CC BY 4.0

        Villani成功说服UPMC将Perrin的大楼重新分配给IHP，作为向公众开放的主体数学中心的一部分。这一计划让人想起米歇尔·德马祖尔 （Michel Demazure）的想法，他在1980年代末与法国教育部长莱昂内尔·若斯潘 (Lionel Jospin) 会面时为IHP的未来辩护。Villani通过针对公众、学龄儿童、公司和整个社会的展览、电影俱乐部、公开讲座、纪录片等初步举措为他的计划奠定了基础。

        Villani与副所长Jean-Philippe Uzan一起，在许多支持这些想法的其他人的帮助下，获得了1400万欧元的公共资金，用于翻修Perrin大楼（图4）。其中包括巴黎市的800万、法兰西岛地区的300万、法国政府的200万、法国国家科学研究中心CNRS的100万，更不必说该建筑本身的估计价值900万。截至2023年项目完成时，整个预算最终接近1700万欧元，其中包括法国政府作为Covid-19危机后复苏计划的一部分提供的额外捐款。在施工期间，一小部分预算专门用于翻新Borel的原始建筑。

图4. 2022年3月4日，在翻新工程期间，从Perrin大楼的大门看到Borel大楼的入口。CC BY 4.0

        扩大的数学中心项目（内部称为IHP+）也得到了IHP捐赠基金的支持，该基金是Villani于2016年为此目的而创建，CNRS、UPMC、学术团体和一个合作伙伴公司圈子作为其创始成员。在数学界之外，它以“Maison des mathématiques”（数学之家）项目的名义进行推广，⁴ 以数学博物馆为旗舰，它将占据佩兰大楼的底层（600㎡）和地下室的一部分（300㎡）。

        2017年，Villani当选法国国会议员并辞去所长职务。在他离开之前，扩建项目已由UPMC作为项目业主启动。建筑师Atelier Novembre和博物馆设计师du&ma被选中。他们的联合项目确实让建筑方案招标的评审团相信，它是在符合现代标准的同时增强遗产特色的最佳方案。

        2018年1月1日，UPMC（巴黎第六大学）与巴黎索邦大学（又称巴黎第四大学）合并，成为索邦大学，我接任IHP所长。多年来，我与许多人一起努力工作，使IHP+成为现实。在很长一段时间里，我一直沉浸在Atelier Novembre和du&ma提供的IHP+项目的想象物之中，我很幸运能够看到这个梦想中的装饰变成现实。我对博物馆项目的参与比我预想的要多得多。我喜欢这种奇妙的体验，下面对此进行概述。

图5. CNRS Editions为IHP出版的有关数学对象的书的封面

图源：©CNRS Éditions

        最初，博物馆的概念依赖于前任所长Villani和Uzan提出的一些粗略想法。这些想法包括庆祝创始人（Borel、Perrin、Rockefeller、Rothschild）和讲述建筑的故事，以及展示从IHP收藏的约600件数学物品中精选出来的作品（图5）并在混合现实MR、全息数学Holo-Math中开发最具创新性的外展体验（图6）。⁵

图6. 实验全息数学

图源：©亨利·庞加莱研究所，巴黎 – Thibaut Voisin

        我们确实实现了最初的想法，同时修改了一些内容（我将在稍后解释），以及我们在此过程中开发的更多内容。设计法国第一座完全致力于数学及其应用的博物馆需要做大量的工作。

        它在世界数学博物馆中独一无二的特点之一是它被建立在一个国际研究中心内。我们的目标受众被认为是中学生、高中生、大学生、教师，当然还有普通大众。一个同时的挑战和目标是促进公众和来IHP工作的研究人员（无论是参观还是顺便拜访）之间的互动。

        很快我们就意识到我们需要找到一个好名字。事实上，“Maison des mathématiques”（数学之家）还不够具体，因为整个研究所长期以来一直被称为“数学和理论物理之家”。然而，我们喜欢Maison（家）这个词的温暖内涵。这就是我们在公众投票后想出“Maison Poincaré”（庞加莱之家）这个名字的原因。这个名字启发了与du&ma合作的平面设计师，他们提出了一个标志（图7）基于庞加莱家族自己已经使用的法语双关语（“point”意思是点，“carré”意思是正方形）。

图7. Maison Poincaré（庞加莱之家）的徽标。

图源：©亨利庞加莱研究所，巴黎 – 五角大楼

        名称的选择于2020年初确定。Marion Liewig于2016年被CNRS任命为项目经理，成为IHP新创建的部门Maison Poincaré（庞加莱之家）的首任负责人，该部门最终催生了一座同名博物馆[3]。

        早在2018年，我们仍然需要想象和制定常设展览的内容，我们希望通过它来展现当代数学的浩瀚和活力。我们联系了当时由Olivier Druet担任主席的IHP外展咨询委员会，并邀请了一些我们希望加入的专家。2018年5月，我们将所有人聚集在Jussieu的一个大型报告厅后，将研究人员、教师和科学传播者纳入了六个工作组，这些工作组是根据未来博物馆的建筑空间而设立的。Marion、Olivier和我对结果非常满意，这滋养了我们继续前进的能量。

图8. 中庭 – 连接（CONNECTER）。

图源：©亨利·庞加莱研究所，巴黎 – Atelier Novembre、du&ma、Thibaut Voisin

        然而，整个图景仍然存在差距。我们需要一位能够与这些工作组和场景设计师（博物馆设计师）互动的专家：博物馆策展师（museographer）。⁶ 在Jussieu的会议结束后几天，其中一位名叫塞琳·纳达尔（Céline Nadal）的人联系了我，她最初接受的是物理学家培训，并且听说过这个项目。这种联系是由IHP时任副所长雷米·莫纳松（Rémi Monasson）促成的，他认识她是一位物理学家。幸运的是，索邦大学允许我们任命席琳·纳达尔为我们的官方博物馆摄影师。这导致了接下来五年最富有成果的合作。

        到2019年3月，席琳·纳达尔提出了一个详细的计划，其中每个博物馆空间都用一个词来描述，旨在概括其目标。对于每个工作组来说，选择主题和词语都是一项艰巨的任务。结果通过场景设计师设计的巨大悬浮字母来展示：CONNECTER（连接）、MODELISER（建模）、VISUALISER（可视化）、DEVENIR（成为）、INVENTER（发现）、PARTAGER（共享）。

        图8 - 10和14是已竣工博物馆的实际照片。令人惊奇的是，它们与场景设计师提供的3D模拟非常相似。当我们看到空间的真实布局时，我们感觉就像进入了我们的屏幕。

图9. 画廊 – 建模（MODELISER）。

图源：©亨利·庞加莱研究所，巴黎 – Atelier Novembre、du&ma、Thibaut Voisin

        确保残疾人士的无障碍环境对我们来说也非常重要。我们在专家的指导下为视障人士设计了适合的展品，包括盲文文本和浮雕图形。对于场景设计师来说，为这种额外的材料找到空间是一个挑战。虽然让一切都合适是一个挑战，但我们对结果感到非常满意，这也吸引了没有任何残疾的人的注意力。对于失聪或有听力障碍的人，我们在所有视频中都添加了法文手语、法语英语字幕。

图10. Perrin的办公室 – 成为（DEVENIR）。

图源：©亨利·庞加莱研究所，巴黎 – Atelier Novembre、du&ma、Thibaut Voisin

        工作组中最活跃的数学家之一Clotilde Fermanian Kammerer自该项目启动以来一直参与其中，并代表CNRS法国国家数学科学研究所担任副所长多年。2019年秋天，她接任IHP外展咨询委员会主席，并在决定庞加莱之家的内容方面发挥了关键作用[2]。在此，我还要感谢Antoine Chambert-Loir，他作为工作组的领导者发挥了重要作用，并与我共同撰写了数学Metro。

        值得注意的是，到2019年，项目管理团队已经100%为女性，包括Marion、Céline、Clotilde和我。这无疑在我们就庞加莱之家做出的有关数学性别差距的决定中发挥了作用：首先，我们很快放弃了用清一色男性创始人的肖像来欢迎访客的最初想法，并寻找替代方案。我们得出的结论是，我们的目标是展示一个具有包容性、尽可能平衡的STEM（科学、技术、教育、数学）世界。因此，我们决定呈现与男性一样多的女性[4]，无论是历史人物还是当代人物。这尤其是为了展示女性物理学家Yvette Cauchois（1908-1999），她是一位成功且有影响力的科学家，曾在这个办公室担任化学物理实验室主任25年。

        另一个大问题是全息数学项目，当我接任IHP所长时，还没有该项目的试点。我对原型的第一次测试非常失望，而且代码开发的巨大成本也让我望而却步，更不用说设备了。尽管如此，我们坚信这种高科技和创新体验将成为博物馆的一笔资产。幸运的是，我们在2019年初成功聘请了一位科学传播者Adrien Rossille。他对这个概念很着迷，并管理了Holo-Math全息数学项目[5]：通过Adrien，我们能够找到足够的财务支持来充分开发有关布朗运动的体验，特别感谢IHP捐赠基金和巴黎数学科学基金会，并且还购买了一系列MR混合现实耳机。

        在施工过程中，我有机会看到了一个古老的竖井（图11）通往30米深的地下实验廊道，即使我被允许，我也不敢去探索。我们对这些廊道的信息所知甚少，但最初我被告诉它们是玛丽·居里（Marie Curie，1867 - 1934）本人使用的，这听起来相当令人兴奋。我对文献档案进行了广泛的搜索，只找到了两张图片和一张示意图。特别是，我发现这个竖井是在1935年为了连接建筑物的地下室和地下旧采石场而建造的。对于居里夫人来说太晚了！尽管我很失望，但出于安全原因，在它被半米厚的混凝土盘密封之前看到这个竖井，我还是感到很感动。尽管如此，博物馆的参观者仍然可以看到一个指示其在临时展览空间中的位置的玻璃圆盘，以及一个显示草图的面板。

图11. 最终关闭前的古井，由现场管理员照亮。CC BY 4.0

        作为一个轶事，另一个永远消失的景观是这幅画（图12）。2019年12月，我在清理了建筑物内的放射物、石棉、铅等物质后，在地下室门上发现了它。尽管它不是莫奈（Monet，1840 - 1926）的作品，但我还是喜欢前住户留下的这条问候语，尽管我们无法保留它。不过，我们还保留了另一件艺术品：一幅埃米尔·雷纳·梅纳德（Émile René Ménard，1862-1930）于1927年创作的画作。这幅画在佩兰演讲厅的后墙上跨越了几米，作为插图，四周是他的畅销书《原子 Les atomes》的第一句话。

图12. 翻新前佩兰大楼地下室的门上的画作。CC BY 4.0

        说到艺术和科学，我不得不提到Rulpidon（鲁尔皮顿）。这是法国艺术家Ulysse Lacoste给一系列金属艺术品起的名字。他在2019年送给我一个小型的青铜版本作为礼物送给IHP——现在它被陈列在大楼入口大厅的光学剧院中。我立刻就被Rulpidon迷住了，并找到了几个关于它的数学故事[1]。我们最终选择它作为庞加莱之家的标志：除了数学故事之外，Rulpidon与标志非常契合。它的纪念性钢制版本（图13）后来受IHP捐赠基金会委托安装在花园里。

图13. 雕塑家Ulysse Lacoste创作的Rulpidon，位于庞加莱之家花园 - Jardin Jacqueline Ferrand。

图源：©巴黎亨利庞加莱研究所

        我想谈论的最后一个个人互动物是茶室中的纽结面板（共享 PARTAGER，图14）。尽管它离我的研究领域很远，但纽结理论对我来说很着迷，因为它是相当新的——无论怎样比人们在学校学习的大多数数学更新——并且仍然是一个活跃的理论，向更广泛的主题开放，同时扎根在人类祖先的知识中。当讨论茶室中大面板的最佳用途时，Céline、Clotilde和我很快就同意，纽结是一个黄金主题，茶室的展示柜已经计划用于展示与艺术相关的数学对象。在我们建议将绳结制作得像珠链一样，以呼应法国艺术家让·米歇尔·奥托尼尔（Jean-Michel Othoniel）的作品后，场景设计师支持了我们的想法。

图14. 茶室 – 共享（PARTAGER）。

图源：©亨利·庞加莱研究所，巴黎 – Atelier Novembre、du&ma、Thibaut Voisin

        经过多年的准备，庞加莱之家最终于2023年9月30日，即在法国高等教育和研究部长Sylvie Retailleau的见证下的正式开馆典礼的三天后，向公众开放。

        此次开馆取得了巨大成功，这要归功于众多人员的辛勤工作，首先是IHP员工，特别是自2022年1月1日起由Élodie Christophe Cheyrou管理的庞加莱之家团队。她获得了额外的资金，并建立了一个由一名文化项目经理和三名科学传播者组成的团队。他们花了几个月的时间，与教师合作，准备了向学校和公众提供的导游内容。Élodie还与CNRS和索邦大学实施了全面的沟通计划（图15）。这使我们能够在报纸、杂志、广播和电视上产生巨大的媒体影响⁷。

图15. 地铁内宣传活动海报。

图源：©亨利·庞加莱研究所，巴黎 – A. Solano/Shutterstock.com

        出于安全原因，博物馆的容量仅限200名参观者。自开馆以来，每周六和所有节假日均已达到此限额。上学期间我们也有很多访客。截至2023年11月底，整个学年所有学校团体名额均已预订完毕。因为博物馆的成功开展，我们将增加工作人员数量，为团体提供更多名额。

        自2018年初以来，我们已经实现了一系列令人印象深刻的里程碑，并以我加入时无法预见的方式完成了这个令人惊叹的项目。下一步，我们必须确保庞加莱之家的可持续性，作为扩建的位于一座宏伟的建筑中的亨利·庞加莱研究所的一部分。更多挑战即将到来！

        Sylvie Benzoni-Gavage（西尔维·本佐尼-加维奇）是克劳德·伯纳德-里昂第一大学和卡米尔·乔丹研究所的教授。2017年，她被法国国家科学研究中心 (CNRS) 和索邦大学任命为巴黎亨利·庞加莱研究所所长。

⁰ https://euromathsoc.org/magazine/articles/189

¹ https://www.ihp.fr/en/history

² https://www.ihp.fr/en/library/annals

³ 法国数学会、法国应用与工业数学会、法国统计学会、法国物理学会

⁴ https://www.youtube.com/watch?v=AFLhIUGdBLE 和 https://www.youtube.com/watch?v=79obSq24tyw

⁵ https://holo-math.org

⁶ 该视频中解释了一项工作：https://www.youtube.com/watch?v=mfiL3v1hQjo

⁷ https://www.ihp.fr/fr/espace-presse

[1] S. Benzoni-Gavage, Rulpidon 的各个方面，Dunod, Malakoff, France (2024)

[2] S. Benzoni-Gavage和C. Fermanian Kammerer，IHP的扩展：一个长期项目。Gaz. Math。177, 66–74 (2023)

[3] S. Benzoni和M. Liewig，弥合数学与社会之间的差距。摘自《数学科学传播手册》，第93–115页，世界科学 World Scientific (2022)

[4] S. Benzoni-Gavage和C. Nadal，设计一条永久的平等主义道路。《女权主义博物馆指南》，第17页。104–109，博物馆协会，雷恩，法国（2022）

[5] A. Rossille，Holo-Math，以不同的方式看待数学。《Tangente特刊》77期（数学和图像），52–53 (2021)

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