林家翹,，1916年7月7日生于北京。1937年畢業(yè)于清華大學(xué)物理系,，隨即留校擔任助教,。1940年赴加拿大多倫多大學(xué)深造，1941年獲多倫多大學(xué)碩士學(xué)位,，1944年獲美國加州理工學(xué)院博士學(xué)位,。從1947年起，歷任麻省理工學(xué)院副教授,、數(shù)學(xué)教授,、學(xué)院教授、榮譽退休教授,。自1951年起成為美國國家藝術(shù)和科學(xué)院院士,，1962年起成為美國國家科學(xué)院院士。1994年當選為中國科學(xué)院外籍院士,。
林家翹教授是國際公認的力學(xué)和應(yīng)用數(shù)學(xué)權(quán)威,。從上世紀40年代開始，他在流體力學(xué)的流動穩(wěn)定性和湍流理論方面的工作帶動了一代人的研究和探索,。他發(fā)展了平行流動穩(wěn)定性理論,，所得結(jié)果為實驗所證實。他和馮·卡門一起提出了各向同性湍流的湍譜理論,，發(fā)展了馮·卡門的相似性理論,，成為早期湍流統(tǒng)計理論的主要學(xué)派,。從60年代起，他進入天體物理的研究領(lǐng)域,，創(chuàng)立了星系螺旋結(jié)構(gòu)的密度波理論,，克服了困擾天文界數(shù)十年的“纏卷疑難”，并進而發(fā)展了星系旋臂長期維持的動力學(xué)理論,。在應(yīng)用數(shù)學(xué)方面,，他發(fā)展了解析特征線法和WKBJ方法，是當代應(yīng)用數(shù)學(xué)學(xué)派的領(lǐng)路人,。
林家翹自1972年以來曾多次回國作學(xué)術(shù)訪問,，邀請眾多美國知名專家來華講學(xué)，接受多位學(xué)者去美國麻省理工學(xué)院深造,，為國內(nèi)培養(yǎng)了一批有造詣的學(xué)者,，推動了應(yīng)用數(shù)學(xué)與流體力學(xué)的許多新領(lǐng)域在中國的發(fā)展。2002年8月回國定居清華大學(xué),。
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這是一張珍貴的照片,。1947年2月3日，以美國航空事業(yè)奠基人馮·卡門(一排左七)為核心的美國國家航空顧問委員會委員群英匯聚,。其中共有3位中國學(xué)者：錢學(xué)森(一排左三),，林家翹(二排左一)，郭永懷(三排左二),。“自然界的事物基本上都很簡單,，所有的基礎(chǔ)原理及主要問題都可以用數(shù)學(xué)方式表達，這是應(yīng)用數(shù)學(xué)家的一個信仰,�,！边@句話出自應(yīng)用數(shù)學(xué)大師林家翹的一次演講。
他歸國八年以來絕少面對媒體,，但幾乎每一次出現(xiàn)在鏡頭前他都會強調(diào)這一點——應(yīng)用數(shù)學(xué)的意義在于揭示自然界和社會實際問題的規(guī)律,，在中國，它應(yīng)該成為一門與純數(shù)學(xué)有重大區(qū)別的獨立學(xué)科,，有自己研究問題的態(tài)度和模式,，有自己的教育理念和方法。但國內(nèi)的應(yīng)用數(shù)學(xué)現(xiàn)狀堪憂,。
林家翹2002年回到清華,，成為繼楊振寧之后第二位受邀回國的世界級學(xué)者。他主持建立了清華周培源應(yīng)用數(shù)學(xué)中心,，并致力于以應(yīng)用數(shù)學(xué)方法進行生物學(xué)研究,。目前，他已經(jīng)大致完成了對蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)問題,，細胞凋亡問題的研究論文,，正在醞釀發(fā)表,。在國內(nèi),，這些領(lǐng)域很少有人涉及,。
這位94歲的學(xué)者正用行動表明：他歸國的實際意義大于象征意義。
馮·卡門把他帶到應(yīng)用數(shù)學(xué)研究前沿
林家翹先生稱自己為“老清華人”,。以上個世紀四十年代“西南聯(lián)大”成立為分界線,，1933年考入清華物理系的林家翹確實算是“老清華”的學(xué)生。
1939年,，林家翹考取“庚子賠款”公費留學(xué)生資格,，赴英國留學(xué)。當時抗日戰(zhàn)爭已經(jīng)爆發(fā),，一行人途經(jīng)日本時受阻,，不得不折返回昆明。在清華大學(xué)物理系教授,、恩師周培源的幫助和聯(lián)系下,，林家翹1940年改派加拿大，在多倫多拿到碩士學(xué)位之后,，轉(zhuǎn)赴美國,。加州理工大學(xué)成了他最后的落腳點。
當時,，歐戰(zhàn)已經(jīng)爆發(fā),，英國也成為主要戰(zhàn)場�,；貞涍@段曲折的出國經(jīng)歷,，林先生說，“1940年去加拿大后去美國,，反而避開了歐戰(zhàn),，這可以說是不幸中的大幸�,！睂τ谝粋�一心要進行科學(xué)研究的年輕人而言,，有一個能擺得下書桌的環(huán)境大概是最大的欣慰。在加州理工,，林家翹遇到了他的博士生導(dǎo)師,、世界導(dǎo)彈之父馮·卡門，這位大師級學(xué)者把年輕的林家翹帶到了應(yīng)用數(shù)學(xué)研究的前沿,�,！八o了我一個很好的論文題目，就是完成海森伯格論文中存疑的部分,�,！�
海森伯格,，著名的理論物理學(xué)家和量子力學(xué)的創(chuàng)始人之一。林家翹要挑戰(zhàn)的對象,，就是海森伯格的著名論文《關(guān)于流體流動的穩(wěn)定性和湍流》,。這篇論文研究了兩維層流的不穩(wěn)定性，試圖找出湍流發(fā)生的本質(zhì),。其時學(xué)術(shù)界普遍認為,，海森伯格的計算結(jié)果并不完全清楚，也沒有給出湍流出現(xiàn)的令人信服的物理解釋,。面對這一爭論焦點,，林家翹在博士論文中巧妙地運用了適當?shù)臄?shù)學(xué)變換，澄清并嚴謹化了海森伯格的計算,，給出了被學(xué)界認可的湍流現(xiàn)象的解釋,。某次演講中，海森伯格高興地評價了林家翹的結(jié)果：一個中國人運用深刻的數(shù)學(xué)方法,，得到了更好的結(jié)果,。
多年后，民間語言概括了這段數(shù)學(xué)史——“海森伯格猜出而林家翹算出了二維湍流解,�,！薄岸S湍流解”這個說法在學(xué)界看來并不準確，但“猜”和“算”兩個動詞活潑地描摹了兩篇論文的意義——前者是創(chuàng)新性的,，后者是集大成的,。
周培源應(yīng)用數(shù)學(xué)中心主任、清華大學(xué)教授雍穩(wěn)安這樣評價林家翹在湍流理論上的貢獻,，“第一個系統(tǒng)地建立了流體(比如水,、空氣、血液)流動穩(wěn)定性理論的是林家翹先生,。這個理論是迄今為止的湍流理論的基礎(chǔ)和一個重要組成部分,。”1955年,，林先生在劍橋大學(xué)出版社出版了《流動穩(wěn)定性》一書,，是國際上第一本系統(tǒng)地講述流動穩(wěn)定性的權(quán)威教科書和專著。流體力學(xué)教科書中經(jīng)典的“中性曲線”就是最先在林先生的博士論文中得到確立的,。
中性曲線,，看著很像人的拇指。在采訪中,，當記者問林先生他對海森伯格理論進行了怎樣的深化時,，數(shù)學(xué)家饒有興致地說，“我來給你畫張圖�,！彼焖俚卦谝粡埌准埳辖⒁粋�坐標系,，然后盡量定位準確地勾勒這條數(shù)學(xué)史上著名的“拇指線”——實線表示海森伯格已證明的部分，虛線表示待證明的部分,。
老人身邊放著輪椅,，嘴里喃喃著一些概念，在畫圖的一刻鐘里,，他再沒聽見記者的任何問話,。
他的秘書劉俊麗對記者解釋,，“林先生一進入工作狀態(tài)就注意不到別人說什么了,。”
其實林家翹初到美國時,，曾和錢學(xué)森先生共事過,。“當時有一個中美合作的研究中心,，是關(guān)于導(dǎo)彈研究的,。錢學(xué)森先生當時已經(jīng)是馮·卡門手下的助理教授，我曾在他的指導(dǎo)之下做一項研究,，他是我的老師,。不過很短的時間我就離開這項研究了�,！�
這是學(xué)界佳話,，記者覺得很可惜，“為什么那么快就離開了,？”
“因為那不是湍流研究,。1937年剛好日本人打中國，大家都覺得中國很吃虧,，飛機根本沒有,，所以物理學(xué)家說愛國，就應(yīng)該學(xué)航空,。我至少要學(xué)和航空有關(guān)系的問題,，就學(xué)湍流�,！薄袄锨迦A人”林家翹認真地補充了一句,，“周先生已經(jīng)吩咐我，一定要研究‘湍流’,，因為這是一類基礎(chǔ)科學(xué)研究,。”
數(shù)學(xué)大師不太明白什么是“數(shù)學(xué)科學(xué)”
林家翹1940年離開清華,，2002年回到清華,。在中間這六十年中,，他更像是一個美國學(xué)者，而不是一個中國“知識分子”,。
“有人對我說,，國內(nèi)院校許多數(shù)學(xué)系都叫做‘數(shù)學(xué)科學(xué)’系，我不太明白什么是‘數(shù)學(xué)科學(xué)’,�,！绷旨衣N說。這種籠統(tǒng)的,、一般性的說法模糊了各個獨立學(xué)科之間的區(qū)別,，令他覺得相當困惑。在林家翹工作了多年的麻省理工學(xué)院,，數(shù)學(xué)系下面是兩個委員會,，純數(shù)學(xué)委員會和應(yīng)用數(shù)學(xué)委員會，“一看就清楚明白,�,！�
他是國際公認的應(yīng)用數(shù)學(xué)大師，但回國后的第一個任務(wù),，居然是向?qū)W生和公眾厘清“應(yīng)用數(shù)學(xué)”概念,。應(yīng)用數(shù)學(xué)是不同于純數(shù)學(xué)的一門獨立的基礎(chǔ)學(xué)科，林家翹回國以來在各種場合都要強調(diào),。應(yīng)用數(shù)學(xué)的核心是用數(shù)學(xué)方法解決實體科學(xué)問題,，純數(shù)學(xué)核心是邏輯構(gòu)架，在西方數(shù)學(xué)界,，這已經(jīng)是一個常識,。而在國內(nèi)公眾眼里，這二者的概念與區(qū)別還相當模糊,，最根本的,，國內(nèi)大學(xué)的理科建制也無法從學(xué)科分類上保證這種區(qū)分。
國內(nèi)還有一個誤區(qū),，是將“應(yīng)用數(shù)學(xué)”簡單等同于“實用數(shù)學(xué)”,。林家翹向記者詳細解釋了這二者的不同：實用數(shù)學(xué)的主要目的是滿足社會上的需要，計算導(dǎo)彈的發(fā)射以及登月等,，這是一種服務(wù)的性質(zhì),，注重的是數(shù)學(xué)的方法；應(yīng)用數(shù)學(xué)則注重的是主動提出研究對象中的科學(xué)問題,，通過問題的解決加深對研究對象的認識,，或創(chuàng)造出新的知識，它所注重的是用數(shù)學(xué)來解決科學(xué)問題。
林家翹說,，“這可能與新中國建國之初高等學(xué)校院系調(diào)整有關(guān),。”當時中國向蘇聯(lián)學(xué)習(xí),，將所有的人才集中在一起,，解決實際的問題，但不一定是學(xué)術(shù)的問題,，因此有可能逐漸遠離了大學(xué)的主要職責(zé),。
到底什么是大學(xué)？林家翹始終認為,，大學(xué)的主要職責(zé)應(yīng)該是教育新的人才,，推動新的學(xué)術(shù)發(fā)展。雖然大學(xué)也有義務(wù)幫助國家,、社會完成急需的工作,，“可是這不是大學(xué)的主要任務(wù)，不能喧賓奪主,。”
“‘應(yīng)用數(shù)學(xué)’的薄弱對整個科學(xué)的發(fā)展非常不利”
清華大學(xué)周培源應(yīng)用數(shù)學(xué)研究中心的慣例是每周一次例會,，探討課題進度,。林家翹先生目前計劃完成的關(guān)于生命科學(xué)的論文，就要首先拿到中心會議上討論,。
“論文不能輕易發(fā)表,，應(yīng)該在內(nèi)部先進行報告和討論。要讓自己的同事先看看,，以便糾正里面可能存在的錯誤,。”這是林家翹的一個原則：Quality is above quantity(質(zhì)量重于數(shù)量),。這個個案大概可以讓普通人大致了解應(yīng)用數(shù)學(xué)的方法與意義,。生命科學(xué)本身的研究方法是歸納大量實驗數(shù)據(jù)以得出結(jié)論，而應(yīng)用數(shù)學(xué)從另外一個路徑入手,，建立數(shù)學(xué)模型,，并在實驗的基礎(chǔ)上簡化相應(yīng)的數(shù)學(xué)問題并求解，再把這個結(jié)果和生物學(xué)實驗的結(jié)論進行比照,。數(shù)學(xué)證明是絕對的,，但結(jié)論在科學(xué)上的影響是有局限的，而科學(xué)證明則依賴于觀察,、實驗數(shù)據(jù)和理解力,，難以達到數(shù)學(xué)定理所具有的絕對程度。這是應(yīng)用數(shù)學(xué)的意義所在�,！皩�(shù)學(xué)的嚴密和精確引入經(jīng)驗學(xué)科,，將這些學(xué)科中的實驗問題歸結(jié)或表示為能用運算手段處理的數(shù)學(xué)問題，從而促進經(jīng)驗科學(xué)的發(fā)展,�,！绷旨衣N說。
“國內(nèi)有沒有學(xué)者在做類似的研究,？”“目前很少,，我還沒有看到�,！�
還有一個大問題,，是后繼人才的缺乏。作為清華大學(xué)的一個新型研究所,，應(yīng)用數(shù)學(xué)中心短期內(nèi)很難與現(xiàn)有的本科教育之間順暢溝通,，而林家翹對于博士生的要求——必須承擔一個系統(tǒng)而完整的工作、對所在領(lǐng)域有全面了解,、能熟練使用英文撰寫論文并和國際同行無障礙探討,，也使得人才的遴選變得非常艱難。在林先生向記者展示的照片中,，各年級博士生們和博士后圍坐在林家翹身邊慶祝圣誕節(jié),，總數(shù)大概六七位。老人說,，“學(xué)生們都很聰明勤奮,，可惜數(shù)量還是太少了�,！�
只有說到這樣的話題時他才會興致勃勃：“將數(shù)學(xué)應(yīng)用到生物科學(xué)的研究具有長遠的前途,，充滿了機會。我預(yù)期15年以后,，這類研究的成果會成為生物學(xué)及應(yīng)用數(shù)學(xué)兩科中的主流,，成為本科生教育的一個主要部分�,！�
說到這些時又會表情黯淡：“我回國后發(fā)現(xiàn),，‘應(yīng)用數(shù)學(xué)’的薄弱對整個科學(xué)的發(fā)展非常不利，非常不利,�,！�
其實，國內(nèi)應(yīng)用數(shù)學(xué)發(fā)展的大環(huán)境已經(jīng)在這位老人的呼吁和帶動下慢慢地發(fā)生好轉(zhuǎn),。2008年中國國家自然科學(xué)基金委員會第一次嘗試設(shè)立了《問題驅(qū)動的應(yīng)用數(shù)學(xué)研究》專項基金,，2009年又設(shè)立《問題驅(qū)動的應(yīng)用數(shù)學(xué)研究》的重點項目,。雍穩(wěn)安教授說，“雖然不能說設(shè)立這些項目是林先生的提議,，但這個提法和林先生對應(yīng)用數(shù)學(xué)的理解基本吻合,，即以實體科學(xué)問題為出發(fā)點�,！�
這種開拓性的工作對林家翹來講并不陌生,。在過去的一個世紀，在西方,，應(yīng)用數(shù)學(xué)解決了大量物理學(xué),、天文學(xué)、經(jīng)濟學(xué)難題,，取得了長足的進步,。美國人這樣評價他：林家翹“使應(yīng)用數(shù)學(xué)從不受重視的學(xué)科成為令人尊敬的學(xué)科”。現(xiàn)在是他在中國展示這個“魔術(shù)”的時刻了,。
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