“中國人工智能先驅”吳文俊

他是一位杰出的數學家，其研究工作涉及數學的諸多領域。長期以來，他站在數學科學的前沿，潛心研究，勇于探索，取得了一系列原創性成就，特別是在拓撲學、數學機械化領域有著杰出的貢獻。他不僅獲得了國際學術界的廣泛認可，也為我國科技界爭得了榮譽。他是吳文俊，當之無愧的“中國人工智能先驅”。

初中數學得了零分

1919年5月12日，吳文俊出生在上海一個知識分子家庭，祖籍浙江嘉興，因戰亂遷至地勢高、遠離戰亂的青浦縣（今上海市青浦區）朱家角居住。后來父親吳福同從南洋大學（上海交通大學前身）畢業后，因英語成績優秀，在上海一家出版社找到了一份編譯工作。但全家人的生活都靠父親的工資維持，還是很拮據的。

小學時期的吳文俊對數學并沒有明顯偏愛。初中三年，他的語文成績非常好，數學成績卻不太好。上?！耙弧ざ恕笔伦儠r，父母把他帶回浙江老家鄉下避難，局勢穩定后，才把他帶回上海繼續學業。因學業中斷，吳文俊再進入課堂時，突然感覺到數學課本的知識變得深奧起來。每天老師講課，就像使用了某種密碼一樣，其他同學都有解碼工具，而他沒有。結果期末考試，他的數學得了人生中第一個也是唯一一個零分。

一時間成了差生，這令吳文俊猛然警醒。暑假，學校專門為沒能趕上學習進度的學生辦了講學班，吳文俊積極參加，全力以赴惡補，終于將數學成績趕了上來。后來，吳文俊回憶這段經歷時，認為這是突發事件：“經過一個暑期的補習，當然自己下了功夫，數學補上了。這是突發事件，不是因為我數學不行，我數學還是比較行的，就是因為這樣走了一段時間回來跟不上了，根本不管了，一考考零分，這個零分不是數學不行了。”由此可以看出他對自己數學才能的自信。

1933年，吳文俊進入高中階段的學習。這所學校要求極為嚴格，升級特別難，就連學校創始人杜月笙的小兒子因無望升入高中，找教務長求情，都遭到了拒絕。就是在這所學校里，吳文俊的數理和英語學得很棒，學數學對他來說變成了一件十分有趣、十分主動的事。出色的數學成績使吳文俊的理科成績在同學中卓然出眾，特別是物理更棒，在高三一次難度很大的物理考試中，他得了滿分，成了班里的“數理王子”。

學校對特別優秀的學生有特殊的獎勵，如果畢業時能考入國立大學或日本大學，學校將資助一切學習費用。學校認為吳文俊的物理成績好，是因為他的數學基礎扎實，專攻數學才使他的潛力得到最大發揮，所以推薦他報考南洋大學數學系。當時大學的學費昂貴，如果沒有獎學金，普通家庭一般是負擔不起的。因此，為了得到獎學金，吳文俊放棄了鐘愛的物理，走上了學數學的道路。對此，他還是比較遺憾的：“假定我搞物理，我相信我在物理上面一定也可以搞出東西，從我的個性，從我學習鉆研的精神這方面來看，我相信我會搞一些東西出來。”

1936年秋，吳文俊踏進了南洋大學，真正開始了他的數學之路。彼時，正是南洋大學最輝煌的時期，這一年在學人數達到創紀錄的七百一十人。吳文俊不僅平時學習抓得緊，周末也都泡在圖書館。他有一套自學方法，甚至可以根據數學和物理的內在聯系撰寫論文。他在此期間所著的論文《力學在幾何中的應用》，就是用力學的原理證明幾何定理的。

1937年盧溝橋事變后，日寇入侵并占領了上海，南洋大學一部分遷往內地，留下來的遷往租界上課，學習生活很不穩定。大二時，吳文俊越發感到數學課索然無味，甚至產生輟學的念頭。大三時，他聽了一位叫武崇林的老師講授實變函數論課，才對數學產生了濃厚的興趣。武老師經常借一些數學書籍給他看，并不時給他一些個別指導。吳文俊精讀了幾種經典數學著作，然后在課后努力鉆研集合論和點集拓撲。

此時，國際上拓撲學正處于發展階段，國內數學界很少有人問津，吳文俊卻在大學階段就涉足了這一領域。1940年暑期，吳文俊從南洋大學數學系畢業，經朋友介紹，到一家中學教書。他一周要上二十多節課，收入卻很微薄。1942年夏天，吳文俊進入培真中學擔任數學教員，這為他之后的數學研究和教學實踐提供了不少幫助。

遇到數學大師陳省身

抗戰勝利后，原來在淪陷區的南洋大學教職員工成立上海臨時大學，恢復正常的教學秩序。這時的吳文俊也走上了大學的講堂，到之江大學代課。幾個月后，好朋友趙孟養把自己南洋大學數學系助教的珍貴工作機會讓給了吳文俊，吳文俊因此當上了數學系助教，擁有了寶貴的從事數學研究的環境和時間，鉆研數學更起勁了。

到大學任教后，吳文俊的課業負擔減少一大半，有更多的時間繼續數學研究。同時，他能接觸最新的數學資料，也結識了當時一些國內頂尖的數學家。由于沉浸在數學研究中，吳文俊對外部消息很不靈通，往往要從趙孟養那里得知。1945年底，教育部舉辦留學生考試，趙孟養看到后馬上告訴他，并一再勸他去報名應考。難能可貴的是，趙孟養還將他引薦給大數學家陳省身，從而使他的人生發生了重大轉折。

1946年5月，陳省身教授從美國回國后，受中央研究院數學研究所籌備主任姜立夫委托，負責在上海岳陽路籌建數學研究所。這對中國數學發展至關重要，而對吳文俊來說，更是千載難逢的大好機會。

吳文俊去見陳省身之前有點擔心，畢竟陳省身的成就和名氣那么大，他很緊張。親戚給他打氣，說陳先生是學者，只考慮學術，不考慮其他，不妨放膽直言。于是，當他見到陳省身時，就直率提出想去數學所工作。陳省身未置可否，送他出門時，說：你的事我會放在心上。果然，不久就通知他去上班了。吳文俊后來說：“1946年的那一天，乃是我一生科學事業的轉折點?！?/p>

陳省身十分注重訓練提攜新人，他最初吸收的一批研究人員，大多是剛畢業的大學生。他每周給學生們講十二小時的課，生動風趣地講授拓撲學，使吳文俊茅塞頓開。原來晦澀難懂的一些組合拓撲基本概念，變得易記易懂。陳省身還安排吳文俊在圖書室兼管圖書，這讓吳文俊如魚得水，整天利用這有利條件博覽群書。吳文俊對組合拓撲的學習，從此步入坦途。

當時，數學所籌備處規模很小，只占據一座樓的第二層，最大的一間供會議與報告使用，吳文俊的工作地點就在圖書室內。一天，陳省身忽然對他說：“你整天看書看論文已經看得夠多了，應該還債。看前人的書是欠了前人的債。有債必須償還，還債的辦法是自己寫論文。”在陳省身的嚴格督促下，吳文俊終于寫出了一篇題為《關于球的對稱積在歐氏空間中的嵌入問題》的論文。這是他進研究所以來寫的第一篇論文，陳省身把這篇論文推薦到法國的Comptes Rendus（《法國科學院周報》）上發表了，吳文俊深受鼓舞。

剛剛入門的吳文俊，憑著非凡的膽識及創新精神，毅然攻克了一個個數學難題。1947年春天，陳省身到清華大學去教課，吳文俊同行。吳文俊住在清華宿舍里，每天攻關到深夜，睡覺前證明出來的問題，早晨一覺醒來，就發現了錯誤，于是繼續攻關，如此反復多次，直至成功。

法國咖啡館里的中國數學家

1947年夏天，吳文俊在北平待了兩三個月后，趙孟養給他提供了中法交換生考試的消息，吳文俊立即趕回上海，結果考上了。這次留學法國的名額全國只有四十個，包括多個學科，數學方面僅有四名。暑假期間他們到南京集訓一段時間后，于10月從上海登上了赴歐洲的輪船。陳省身給自己的法國師友寫信推薦了吳文俊，說他“天資聰慧，有數學天賦，望關照”。

陳省身認為吳文俊去法國留學，是去學習做研究的，應該離那些繁華喧囂的城市遠些，所以沒有安排吳文俊去巴黎，而是讓他去了法國邊界的斯特拉斯堡大學。就在法國這個寂靜的小城，吳文俊一頭扎進了拓撲學的鉆研中。當時正是布爾巴基學派的鼎盛時期，也是法國拓撲學重新興起的時代，吳文俊成為最早接觸布爾巴基學派并深受其影響的中國數學家。吳文俊的導師是斯特拉斯堡大學的埃瑞斯曼博士，他是布爾巴基學派的創始人之一，他很欣賞吳文俊，給予他許多指導和幫助。

在法國，咖啡館成了吳文俊的課堂。對歐洲人來說，咖啡館是一個特別重要的社交場合，而數學家似乎更青睞于此。20世紀最偉大的數學家保羅·埃爾德什有句名言：數學家就是把咖啡變成數學公式的機器。20世紀20年代興起的波蘭學派數學家們也特別喜歡在咖啡館里討論數學，到“蘇格蘭咖啡館”喝咖啡，熱烈地討論數學問題，是他們身上鮮明的標簽。

法國的數學研究者們也特別喜歡在咖啡館里工作，吳文俊一如當地學者，經常在咖啡館里進行數學演算推導。當時，吳文俊住的地方環境很差，半地下室，根本沒辦法工作。他就把辦公室搬到了咖啡館。他習慣于白天睡覺，晚上工作。一到傍晚，他便會去附近的咖啡館，買上一杯濃咖啡，揀一張靠近角落的桌子坐下，然后從包里拿出資料，攤開稿紙，開始專注地研究。盡管咖啡館里有些喧嘩，但吳文俊總能很快沉入數學的美好世界中，忘卻周圍的嘈雜。直到深夜，咖啡館要關門了，他才會收起書籍和筆記離開。

1947年秋天，吳文俊應H.嘉當（陳省身的老師）的邀請，到巴黎法國國家科學研究中心做研究工作，先是擔任助理研究員，后升至副研究員。在巴黎期間，他在示性類方面又上了一個新臺階，研究得出了著名的吳文俊公式，這個公式完整地解決了一些數學的理論難題，其中一個結果更是證明了該示性類的拓撲不變性。

吳文俊在咖啡館做了大量的研究工作，取得了許多成果。到1949年初，他按導師埃瑞斯曼的意見，把這些成果集中起來，用半年時間，寫成了博士學位論文《論球叢空間結構的示性類》。1949年7月，吳文俊順利通過論文答辯，獲得法國國家博士學位。

留法幾年的時間，吳文俊成長為一位優秀的年輕數學家。后來，吳文俊談起這段留學歲月時說：“我通過在法國的學習得到這樣一些體會，他們的學術環境較寬松，并很重視交流協作，重視自由思考，甚至不拘一格。在這樣一種寬松的學術環境中，法國出現了許多具有創新思維的人物，這使得法國人才輩出，成為全世界數學領域的中心。”

三十八歲的院士

1951年7月，懷著報效祖國的熱情，吳文俊從法國馬賽港登上輪船，起程回到了祖國。他先在北京大學數學系擔任了一年教授，后調入剛成立五個月的中國科學院數學研究所任研究員。一進研究所，吳文俊就確立了自己研究工作的方向。在所里作的一次報告中，吳文俊對當時的拓撲學做了全面分析，并針對同倫性問題，重新提出了拓撲性問題。拓撲學主要研究幾何形體的連續性，是許多數學分支的重要基礎，被認為是現代數學的兩個支柱之一。

吳文俊建立了一個拓撲組，形成中國開展拓撲學研究的一個中心。盡管當時受到各種因素的影響，吳文俊堅定不移、自力更生，硬是把世界范圍內基本上陷入困境的拓撲學研究繼續推進，取得了一系列重要的成果，發表高質量的論文二十多篇，還完成一本專著。其中最著名的是“吳示性類”與“吳示嵌類”的引入和“吳公式”的建立，并有多項重要應用被編入世界級的名著。世界數學界公認，吳文俊在拓撲學的研究中，起到了承前啟后的作用，在他的影響下，研究拓撲學的“武器庫”得以形成，極大地推進了拓撲學的發展。

1956年，吳文俊獲得了第一屆國家自然科學獎金一等獎。自然科學獎是國家為了表彰我國科學家的科研成就，促進科學事業的繁榮而設立的獎項。全國共設三十四個獎項，其中一等獎金三個，與吳文俊一起獲得一等獎金的另外兩人分別是華羅庚和錢學森。吳文俊是由于提出了“吳氏嵌類”而獲獎的?！皡鞘锨额悺笔撬?954年提出的，他還用類似的方法，建立了“吳示浸類”和“吳示痕類”的基本概念。

1957年，中國科學院第二次學部委員大會在自然科學方面增選十八名學部委員（1993年改稱院士），三十八歲的吳文俊與錢學森、張文裕、張香桐、汪德昭等十七名著名科學家一道當選，成為中國最年輕的學部委員。以其在拓撲學領域的杰出學術成就和廣泛的國際影響而言，吳文俊當之無愧。

中國人工智能先驅

吳文俊之所以被人們稱為“中國人工智能先驅”，主要是他將中國傳統數學的機械化思想發揚光大，并與計算機技術融合，開創了數學機械化這一全新的數學研究領域。對此，國外學者給予了高度評價，贊揚他給處于一片黑暗的幾何定理機械化證明研究帶來了一片光明的前景。

那時，在很多人看來，吳文俊靠拓撲學已經可以吃一輩子了。但功成名就的吳文俊并沒有就此停滯不前，而是不斷向數學的未知領域進發。1974年后，他開始研究中國數學史，并不斷有新的發現。同時，他也接觸并看到了計算機的巨大發展前景。1976年，年近花甲的吳文俊毅然開始攀越學術生涯的第二座高峰——數學機械化。

實現腦力勞動機械化即人工智能，一直是吳文俊的理想和追求。他說過：“工業時代主要是體力勞動的機械化，現在是計算機時代，腦力勞動機械化可以提到議事日程上來，數學研究機械化是腦力勞動機械化的起點，因為數學表達非常精確嚴密，敘述簡明。我們要打開這個局面?！睘榱烁愫萌斯ぶ悄?，吳文俊需要到計算機工廠體驗。這時，他才第一次接觸到計算機。經過一段時間的了解和認識，他切身感受到計算機的巨大威力，敏銳地覺察到計算機的極大發展潛能。

于是，吳文俊決定從頭學習計算機語言。他親自在袖珍計算機和臺式計算機上編制計算程序，嘗盡了在微機上操作的甘苦。那段時間，他的工作日程每天都被安排得滿滿當當。清早，他進入機房之后便是八九個小時不間斷工作，下午5點鐘左右，他步行回家吃飯，并利用這個時間抓緊整理分析計算結果。到傍晚7點左右，他再次來到機房工作，有時候只在午夜后回家休息，清晨又回到機房。為了節省時間，他平時節制業余愛好，愛讀小說的他也只是讀短篇，怕長篇誤事。

功夫不負有心人。受古代傳統數學機械理論的啟發，1976 年底，吳文俊形成了一個初等幾何定理的機械化證明思想。經過幾個月的試驗，吳文俊終于成功地用這一思想在計算機上實現幾何定理的證明，進而推動數學機械化深入發展，建立了機械化數學，從而把人工智能數學研究提升到了一個較高的水平。這一研究開創了機器定理證明的時代，國際上稱之為 “吳方法” 和 “吳消元法”。該研究實現了初級幾何與微分幾何定理的機器證明，抓住了數學機械化研究的核心，居于世界領先地位，其創新具有重要的應用價值，后來被應用于多個高技術領域，解決了曲面拼接、機構設計、計算機視覺、機器人等高技術領域核心問題，成為當代數學發展中一個引人矚目的新的里程碑，吳文俊因此獲得了國際自動推理學會最高獎。他后來總結道：“貫穿中國古代數學的思想是機械化，中國古代數學的特點就是構造性和機械化。中國古代數學是著重解決實際問題的，它的方法是‘機械’的，跟西方數學的證明不一樣。這是我的發現，這是我真正讀懂了中國古代數學?！?/p>

2001年，吳文俊以在拓撲學和數學機械化即人工智能方面所取得的成就，與袁隆平一起獲得首屆“國家最高科技獎”。此時，距1956年吳文俊與華羅庚、錢學森一道獲得國家自然科學獎金一等獎已經快半個世紀了。吳文俊成為先后獲得新中國這兩項最高科技獎項的唯一一位科學家。

2009年，經科技部批準，吳文俊人工智能科技獎正式設立，用他的話說：“設立這個獎項并不是要為個人樹碑立傳，而是要通過設獎和評獎引導我國廣大人工智能科學技術工作者，具有明確的創新方向和建立有力的創新激勵機制?！边@項中國智能科學技術最高獎的實施，為不斷推進中國智能科學技術領域的創新與發展，起到了巨大的推動作用。

2011年，以吳文俊名字命名的中國人工智能大會召開，吳文俊被尊稱為“中國人工智能先驅”。

2017年5月7日，吳文俊因病在北京不幸去世，享年九十八歲。

2019年9月17日，吳文俊被授予“人民科學家”國家榮譽稱號。因他在數學機械化領域的開拓性貢獻，我國的人工智能得到快速發展。吳文俊這位科學巨匠一生所取得的杰出成就，如同那顆國際編號第7683的小行星“吳文俊星”，在浩瀚的夜空中，將永遠閃耀。

（責任編輯/侯文杰）