難題不會永遠是難題，76歲時他解開電磁學界「哥德巴赫猜想」​|紀念林為幹院士

2020-10-23 全景科學家

【圖文由「中國科學家」（ID：Chinses_Scientises）公眾號原創，轉發請申請授權。】

10月20日是國際著名微波理論學家、中國科學院院士林為幹的101歲誕辰紀念日。林為幹是中國電磁場與微波技術學科的主要奠基人、新中國50年重大貢獻科學家之一，他在76歲時解開電磁學界的「哥德巴赫猜想」。

1892年，英國科學家麥克斯韋出版了《電磁學》（第三版），書中他提出「點電荷在介質球中能夠形成多大的鏡像，位於何處」的問題。這個難題被譽為電磁學界「哥德巴赫猜想」。解開這個百年未解的難題是很多電磁學家的夢想。

抗日戰爭勝利後，林為幹獲得了去美國學習的機會，並順利入讀加州大學伯克利分校，師從電磁學家J.R.Whinnery教授，開始與他從事了一生的微波理論和技術研究工作結緣。

1946年，林為幹在加州大學伯克利分校

1951年，他的博士論文《關於一腔多模的微波濾波器理論》發表於美國《應用物理》雜誌8月號首頁。該論文打破了微波學界長期以來的「一個圓柱諧振腔僅有兩個簡併模可以利用」的觀點，轟動一時。這是他研究電磁學界的「哥德巴赫猜想」難題的起點。

同年，林為幹從美國回國，前往嶺南大學任教，後參與籌建成都電訊工程學院（現電子科技大學）。

1959年，他在美國《物理學報》發表論文《格林函數在計算部分電容中的應用》，專注於計算一個靜電點電荷的作用，研究了麥克斯韋提出介質球中的點電荷問題。但這項成果並沒有徹底解決這個難題。

此後的十幾年間，他遭受過政治衝擊、參加過勞動改造，但從未放棄科學研究。為及時了解國際學術前沿發展，林為幹還用工資訂閱了外文學術刊物。

1978年3月，林為幹的《微波理論與技術》獲得了全國科學大會優秀成果獎。恢復正常工作後，他每天早上不到8點就準時到辦公室，除了春節休息兩天外，天天如此。

1978年，林為幹在實驗室

為了推動我國電磁理論、微波理論與技術的發展，他完成了多本著作，為電磁工程界高級科技人員以及大專院校的研究生提供了一套高水平的理論讀物。

1989年，70歲的林為幹從科研和教學一線退下來。很多人認為他的科學腳步似乎可以停下了，然而林為乾絲毫沒有鬆懈，此後的七八年時間裡，年過古稀的他發表了130餘篇學術論文，獨著或為第一作者的近30篇。

此外，他還與團隊一起承擔了「多組份複合材料的電磁特性研究」「複合材料寬頻帶的機理研究」「電磁波在旋波導系統中的傳輸性研究」三項國家自然科學基金項目。

1994年林為幹在國際學術刊物《電磁波與應用學報》上單獨發表了四篇論文，成為在此刊上單獨發表論文數量最多的個人。

20世紀80年代，林為幹在家裡進行研究

但林為幹心裡一直未放棄對百年未解難題的探索，因為他相信難題不會永遠是難題。1995年12月，林為幹在美國《靜電學》學報上發表論文《一個介質球的靜電鏡像群》，通過旋轉退化雙極坐標系（α，β）求出了α=1/2這個表示式，發現了有介質平面的雙鏡現象，解決了電磁學界「哥德巴赫猜想」這一經典難題。

這一研究成果不僅攻克了電磁學界的百年未解的難題，而且具有十分重要的應用價值。它證明了靜電雷達的可行性——利用點電荷進行地上、地下資源的探測。

2003年，林為幹獲美國伊利諾伊理工大學名譽文科科學博士學位，成為了第一位獲此榮譽的中國學者。

伊利諾伊理工大學授予林為幹的名譽博士學位

林為幹曾經說：「科研工作是一項艱苦的工作，沒有多年鍥而不捨的鑽研，不可能有大的成就。」


了解更多科學家內容，可參考《做一輩子研究生：林為幹傳》，田永秀，王安平著，中國科學技術出版社，上海交通大學出版社，2013.

文：採集工程項目辦公室/中國科協創新戰略研究院


參考資料：

1.《做一輩子研究生：林為幹傳》，田永秀，王安平著，中國科學技術出版社，上海交通大學出版社

2.《「中國微波之父」林為幹》，肖笛，廖雪芝，華西都市報

3.《林為幹：解開電磁學的「哥德巴赫猜想」》，田永秀，王安平，光明日報

4.《深切緬懷「中國微波之父」林為幹院士》，王冕，電子科技大學

5.本文圖片來源於中國科學家博物館（網絡版）

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    沒想到，這幾天，一個離我們生活很遠的數學難題——黎曼猜想再次被刷屏了。2.1859年，德國數學家黎曼被選為柏林科學院院士，作為回報，他向柏林科學院提交了一篇是為《論小於給定數值的素數個數》的論文，黎曼猜想從此誕生。
  • 一篇圖文帶你讀懂:數學界至今未解決的難題——哥德巴赫猜想
    （註：當n為偶數，n=2+(n-2)，n-2也是偶數，可以分解為兩個質數的和；當n為奇數，n=3+(n-3)，n-3也是偶數，可以分解為兩個質數的和） 歐拉在給哥德巴赫的回信中也提出另外一個等價版本，即： 任何一個充分大的偶數都可以表示成為一個素因子個數不超過a個的數與另一個素因子不超過b個的數之和
  • 16歲考上哈工大，50歲卻淪為低保戶，因一生痴迷哥德巴赫猜想
    而他研究的方向，便是1742年德國數學家哥德巴赫提出的哥德巴赫猜想。作為近代數學上最大的難題之一，它難倒了無數數學家。但在1966年，陳景潤證明了哥德巴赫猜想中的「1+2」理論，為摘取這顆數學皇冠上的明珠更近一步。這樣的成就，再加之以科學春天到來的宣傳，可想而知會影響多少年輕人的志向，選擇投身其中。
  • 16歲考上哈工大,50歲卻淪為低保戶,因一生痴迷哥德巴赫猜想
    前言1978年，著名報告文學作家徐遲先生的《哥德巴赫猜想》刊載。在高考恢復，科學技術是第一生產力確立的時代背景之下，社會上迅速的興起了一股科學熱潮。這篇報告文學作品也迅速的得到了傳播。作品中的主人公數學家陳景潤也從幕後的少有人知走到了幕前，並且迅速成為了全民的精神偶像。而他研究的方向，便是1742年德國數學家哥德巴赫提出的哥德巴赫猜想。
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    據新華社電 國際數學界關註上百年的重大難題——龐加萊猜想，近日被科學家完全破解。哈佛大學教授、著名數學家、菲爾茲獎得主丘成桐3日在中國科學院晨興數學研究中心宣布，在美、俄等國科學家的工作基礎上，中山大學朱熹平教授和旅美數學家、清華大學兼職教授曹懷東已經徹底證明了這一猜想。
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