清華大學數學系的創建人——熊慶來

2020-11-30 清華大學新聞網

清華大學數學系的創建人——熊慶來
(1893—1969)

楊樂
  

  熊慶來,數學家,數學教育家。參與創建東南大學和清華大學數學系。長期擔任雲南大學校長。致力於複變函數值分布理論的研究,在無窮級整
函數與亞純函數方面有一系列成果,是我國函數論研究的開拓者之一。

  熊慶來,字迪之,1893年10月20日生於雲南省彌勒縣的息宰村。其父熊國棟曾任趙州府學官。熊慶來12歲時即跟隨父親住於任上,受到革新思想的薰陶,對民眾疾苦有所了解。1907年,他考入昆明的雲南方言學堂,同年學校改名為雲南高等學堂。1911年,熊慶來考入雲南英法文專修科,學習法語。

  1913年初,熊慶來報考雲南省留學生考試,以第3名錄取。同年6月到比利時包芒學院預科入學。次年8月,第一次世界大戰爆發,德軍侵佔比利時。熊慶來輾轉經荷蘭、英國前往法國,途中染上嚴重的肺病。抵巴黎後,他進入聖路易中學數學專修班。1915年至1920年,他先後就讀于格勒諾布洛大學、巴黎大學、蒙柏裡耶大學、馬賽大學,取得高等普通數學、高等數學分析、力學、天文學、普通物理學證書,並獲蒙柏裡耶大學理科碩士學位。

  1921年初,熊慶來離歐返回昆明,任雲南工業學校、雲南路政學校教員。同年秋天,東南大學聘請他為新設立的算學系(即數學系)教授兼系主任。在那裡任教的5年中間,他開設了許多課程,並自編講義,計有《平面三角》、《球面三角》、《方程式論》、《微積分》、《解析函數》、《微分幾何》、《力學》、《微分方程》、《偏微分方程》、《高等算學分析》等10餘種。其中《高等算學分析》列為大學叢書,於1933年由商務印書館出版。

  1925年秋,熊慶來曾到西北大學任教1學期,而次年的春季學期仍回東南大學。1926年秋,他應邀北上,任清華學校教授,不久繼鄭桐蓀任算學系主任。1929年,他主持開設清華大學算學研究所,次年錄取陳省身等為研究生(1931年入學),並於理學院院長葉企蓀休假出國期間代理院長。1931年召華羅庚至清華大學任助理員。

  1932年,熊慶來赴瑞士蘇黎世參加國際數學家大會。會後,他利用清華大學的休假期一年,轉赴巴黎從事研究工作,與著名的函數論專家G.瓦利隆(Valiron)一起致力於函數值分布理論的研究。後來又請假一年,以《關於無窮級整函數與亞純函數》的論文於1934年榮獲法國國家博士學位。
  1934年,熊慶來返回北京繼續擔任清華大學算學系主任和教授。1935年中國數學會在上海成立,熊慶來為發起人之一,並任首屆理事。他還會同北京、上海等地會員倡議,創辦《中國數學會學報》,並任編委。

  1937年夏,熊慶來應聘擔任雲南大學校長,上任伊始便竭盡全力延聘教授,添置設備,增設院系專業。在抗戰時期極其艱難的條件下慘澹經營,將原來僅有300多學生的學校發展成為有文、法、理、工、醫、農五個學院,許多著名教授及1000多學生的大學。

  1949年9月,熊慶來隨梅貽琦團長赴巴黎出席「聯合國教科文組織」第4次大會,會議結束後暫留巴黎作研究工作。不久患腦溢血致半身不遂。他意志堅強,恢復尚好,用左手寫字,堅持從事研究工作。此後的7年中在法國發表論文20餘篇與專著《關於亞純函數與代數體函數——R.奈望林納(Nevanlinna)的一個定理的推廣》,後者由巴黎哥特-維拉書局於1957年出版。

  1957年6月,熊慶來返回北京,任中國科學院數學研究所研究員,以後並擔任函數論研究室主任,所務委員會委員,所學術委員會委員。他仍然孜孜不倦地從事研究工作,在《中國科學》、《數學學報》、《科學記錄》等期刊上又相繼發表論文20餘篇。同時,他招收研究生,指導青年學者,倡導與參加學術交流活動,從1961年至1964年每年出席全國或北京的函數論會議並作學術演講。在這期間,他還在家中主持北京地區的函數論討論班,每兩周一次。

  1959年,熊慶來以無黨派民主人士的身份被推舉為第3屆全國政治協商會議委員。1964年底繼續擔任第4屆全國政治協商會議委員,並於次年1月任常務委員。「文化大革命」中受到衝擊,於1969年2月3日逝世於北京。1978年4月,中國科學院為其平反昭雪,舉行了骨灰安放儀式。

  建立無窮級亞純函數的一般理論

  熊慶來的專長是複變函數論,其突出貢獻是建立了無窮級整函數與亞純函數的一般理論。

  設f(z)為開平面上的一個整函數或亞純函數,為任意複數,函數值分布理論主要是研究方程f(z)=a的根的分布情況與性質的學科。從19世紀80年代至本世紀20年代,E.畢卡(Picard)、E.波萊爾(Borel)、瓦利隆與其他歐洲數學家對整函數的值分布作了一系列研究。他們著重研究量n(r,f=a),即f(z)=a在圓|z|≤r內根的個數,重根須計算其重數。他們使用的重要工具則是最大模M(r,f)。

  1925年,奈望林納建立了亞純函數值分布理論。他用

   代替n(r,f=a)以及引進了特徵函數

  T(r,f)=m(r,f)十N(r,f=∞),其中

   而


  f(z)的特徵函數T(r,f)刻劃了f(z)的增長性,例如f(z)的級ρ可定義為


  基於這些概念與記號,奈望林納建立了兩個基本定理,成為函數值分布近代理論的基石。

  當熊慶來於30年代初第二次去巴黎時,瓦利隆、H.米洛(Milloux)、A.布洛赫(Bloch)、H.嘉當(Cartan)等學者正致力於值分布理論的深入研究。對於有窮級整函數與亞純函數,瓦利隆引入了精確級的概念並獲得理想的結果。然而關於無窮級的函數,則僅有O.布盧門塔爾(Blumenthal)的工作。該項工作不夠精密,且僅限於整函數。熊慶來引入型函數,定義了一種無窮級,得到完美的結果。精確地說,他證明了下述的重要定理:

  設f(z)為開平面上的無窮級亞純函數,則必存在函數ρ(r)適合:

  (a)ρ(r)是(0,∞)上的連續、非負、非降函數,且與r一起趨於無窮;

  (b)若置U(r)=rρ(r),則


  應用所引進的無窮級ρ(r),熊慶來對於無窮級整函數與亞純函數獲得了一系列精確的結果。例如,他證明了無窮級亞純函數的波萊爾方向的存在性,定理可表述如下:

  設f(z)是開平面上的亞純函數,具有無窮級ρ(r),則必存在一條方向argz=θ0(0≤θ0<2π),使得對於任意正數ε與任意複數a,恆有


  至多除去兩個例外值。這裡n(r,θ0,ε,f=a)表示在區域(|z≤r)∩(argz-θ0|≤ε)上f(z)-a的零點數目,重級零點須計算其重數。

  以後ρ(r)被稱作熊氏無窮級,成為無窮級整函數與亞純函數研究中的得力工具。

在亞純函數結合於導數的研究以及正規族理論中的貢獻

  在亞純函數結合於其導數的研究方面,熊慶來也作了系統的研究。他首先將奈望林納關於對數導數的引理推廣到一般情況,證明了:

  設f(z)是z<R(≤∞)內的亞純函數,k為一正整數,若f(0)≠0,∞,則對於適合0<r<ρ<R的任意兩個正數r與ρ有


  其中Ck是僅依賴於k的常數。

  藉助於上述結果,熊慶來對奈望林納第二基本定理作了若干推廣。其中之一可表述為:

  若f(z)為於開平面上的亞純函數,a,b與c為3個有窮複數,b不等於c,且均不為零,k為一正整數,則對於任意正數r有

  T(r,f)<N(r,f=a)十N(r,f(k)=b)

  十N〈r,f(k)=c)-N(r,f(k+1)=0)十S(r,f).

  在米洛與熊慶來工作的影響下,亞純函數結合於其導數的值分布研究有了很大發展。例如1959年W.K.海曼(Hayman)獲得了一個十分有趣的基本不等式。

  在奈望林納理論與函數的正規族理論之間存在著十分緊密的聯繫。早在20年代,瓦利隆即注意到從奈望林納第二基本定理可推導出F.肖特基(Schottky)定理與P.蒙泰爾(Montel)的正規定則。同時,布洛赫則有一個奇妙想法:對於一個畢卡-劉維爾(Li0uville)型定理,存在一個相應的正規定則。基於這些思想,熊慶來從他的基本不等式出發,證明了C.米朗達(Miranda)的正規定則。即:

  設F是域D內的一族全純函數,a和b為兩個有窮複數且b不為零,k為一正整數。若族F中每一函數f(z)在D內不取a,其k階導數f(k)(z)不取b,則F為D內的正規族。

  雖然這個結果是已知的,然而熊慶來使用了一個具有特色的方法:由函數值分布論中的一個基本不等式出發,消去餘項中的所謂原始值,從而建立相應的正規定則。以後,這種消去原始值的方法為中國學者不斷使用與發展,解決了海曼搜集提出的關於全純與亞純函數族的新正規定則方面的大部分問題。這個方法對英、美學者的研究也有一定影響。

  此外,熊慶來對於代數體函數,單位圓內的全純與亞純函數以及唯一性問題等方面也作了重要研究。他的專著《亞純函數與代數體函數——奈望林納的一個定理的推廣》得到同行學者的好評。

  致力於數學教育培育了許多英才

  熊慶來是我國近代數學的開拓者和奠基人之一。他從1921年至1937年先後在東南大學和清華大學創辦了數學系,親自開設了大量的數學課程,培育了許多數學家、物理學家與其他學者。我們只要舉出當時他的學生中的幾位代表便足以看出他對我國科學發展的影響與貢獻。在東南大學時,嚴濟慈、趙忠堯、柳大綱、胡坤陞等都是他的學生。而他在清華大學任教時,華羅庚、陳省身、錢三強、許寶騄、林家翹、柯召、段學復、徐賢修、莊圻泰等都是那一時期成長起來的,以至有的學者稱當時的清華大學為我國科學發展的中心。

  嚴濟慈1923年由東南大學畢業後赴巴黎攻讀博士時,在數學、物理、法文等方面均有突出的表現,受到法國教授的好評。這些都是得益於他在國內時受到熊慶來與何魯的教育與培養。

  另一個為人們所傳頌的例子是熊慶來與楊武之等對華羅庚的發現與培養。1930年,華羅庚在上海《科學》雜誌第2期發表論文《蘇家駒之代數的五次方程式解法不能成立的理由》,受到熊慶來等學者的重視,邀請華羅庚至清華大學,擔任算學系助理員,為系裡整理圖書、資料,抄寫文件、卡片。華羅庚在工作之餘,旁聽大學課程,努力進修,並在楊武之指導下從事數論研究。華羅庚沒有大學文憑,但由於熊慶來、楊武之以及葉企孫等的大力支持,能在清華大學由助理員升任助教、講師,並且能有機會於1936年赴英國劍橋大學深造,在解析數論方面作出卓越成績。

  1957年,熊慶來由法國返回北京時已年邁體衰,然而依舊致力於青年人的培養工作。他招收研究生,指導他們與研究實習員、進修教師等組織討論班,報告奈望林納、瓦利隆等學者的經典著作,使得這些青年能較快地成長起來。

  重視學術研究 倡導學術交流

  熊慶來重視數學研究,熱心倡導學術交流。早在清華大學期間,他便設立清華大學數學研究所,招收研究生。他還聘請了國際上著名數學家J.阿達馬(Hadamard)和N.維納(Wiener)來華講學,對微分方程與調和分析等近代數學內容在我國的傳播與發展有良好的影響。在中國數學會及其會報的創建過程中,熊慶來也發揮了積極的作用。

  1932年至1934年期間,熊慶來已是40歲上下,擔任國內第一流大學的系主任與教授已逾10年,可是他並不滿足已有的成績,利用休假的機會赴法國深造,在無窮級亞純函數理論方面作了系統、深入的研究,獲得了法國國家博士學位。

  50年代,熊慶來在巴黎患腦溢血致半身不遂,且年已花甲,但他仍堅持數學研究工作,回國後亦復如此。

  在他的積極推動下,從1961年至1964年每年都舉行了全國或北京市的函數論會議。他認真準備學術報告,並在討論中熱烈發言,針對數學教育與研究中的問題發表自己的見解。

  在那一段期間,熊慶來還在自己家中主持北京地區函數論討論班,每兩周一次。參加者有趙進義、範會國、莊圻泰等老一輩數學家,也有中青年數學工作者,濟濟一堂,切磋學術。

  熊慶來念念不忘的是發展科學和教育,以此來報效祖國和服務桑梓,為此他付出了畢生精力。他平生十分推崇偉大的法國學者L.巴斯德(Pasteur)以自己的科研成果使當時瀕於危機的法國蠶絲和釀造業再度繁榮,幫助戰敗的法國度過經濟難關,並常以此勉勵自己,也教育學生為祖國復興而勤奮學習。他的努力結出了累累碩果:卓越的研究成果,培育的許多傑出人才,對中國數學發展和對雲南大學的突出貢獻等等。熊慶來品德高尚,待人寬厚,提攜青年,為大家所稱頌。

  簡歷

  1893年10月20日 生於雲南省彌勒縣。

  1913—1914年 在比利時包芒學院預科學習。

  1915—1920年 在法國格勒諾布洛大學、巴黎大學、蒙柏裡耶大學、馬賽大學學習,獲蒙柏裡耶大學理科碩士學位。

  1921年春  國,任昆明雲南工業學校、雲南路政學校教員。

  1921年秋—1926年 任東南大學算學系教授兼系主任(其中1925年秋季學期在西北大學)。

  1926年秋—1932年夏 任清華大學算學系教授兼系主任(其中1930年代理理學院院長)。

  1932—1934年 赴瑞士蘇黎世出席國際數學家大會後轉赴巴黎深造,獲法國國家博士學位。

  1934—1937年 任清華大學算學系教授兼系主任。

  1937—1949年 任雲南大學校長。

  1949—1957年 赴巴黎出席聯合國教科文組織大會後留法國作研究工作。

  1957—1969年 任中國科學院數學研究所研究員,曾擔任函數論研究室主任、所務委員會委員、所學術委員會委員。

  1959—1964年 任第3屆全國政治協商會議委員。

  1965—1969年 任第4屆全國政治協商會議常務委員。

  1969年2月3日 在北京逝世。

  主要論著

  1 King-Lai Hong.Sur les fonctions méromorphes d』rdre infini,C.R.Acad.Sci.Paris,1933,1961:233-242.

  2 King-Lai Hong.Sur les fonctions entières et les fonctions méromorphesdrdre infini,Journ.m』ath.pures et appl.,1935,14:233-308.

  3 King-Lai Hong.Some properties of the meromorphic functions of infi-nite order,Science  Reports of the National Tsing  Hua Univ.,serie A,1935,3:1-25.

  4 King-Lai Hong.Sur une extension du second théorème fondamental deR. Nevanlinna, C. R. Acad. Sci. Paris,1950,230:1635-1636.

  5 King-Lai Hong. Sur les fonctions  méromorphes et leurs  dérivées,C.R.Acad. Sci. Paris,1950,231:323-325.

  6 King-Lai Hong. Généralisation du théorème  fondamenta1 de Nevan linna-Milloux,Bull. Sci. Math. 2e Série,1954,78:1-18.

  7 King-Lai Hong.Sur les fonctions  holomorphes dont les dérivées admet-tant une valeurs exceptionnelles, Ann. ec. norm. sup., 3eSerie,1955,72:165-197.

  8 King-Lai Hong. Sur un théorème  fondamental de M. Milloux, C. R.Acad.Sci.Paris,1955,241:271-273.

  9 King-Lai Hong. Un théorème  d』uni Cité  relatif à la théorie des fonctionsméromorpbes, C. R. Acad. Sci. Paris,1995,241:1691—1693.

  10 King-Lai Hong. Sur les fonctions  ho1omorphes  dans le cercle-unité  ad-mettant un ensemble de valeurs  déficientes,Journ.math. pures er appl.,1955,34:303-335.

  11 King-Lai Hong.Nouveue démonstration et amélioration  d』une  inégalitéde M. Milloux,Bull. Sci. Math.2e Série,1955,79:1-26.

  12 King-Lai Hong.Sur la  croissance des fonctions  algébroides en rapportavec leurs dérivées,C.R.Acad.SCi.Paris,1956,241:3032-3035.

  13 King-Lai Hong.Sur les fonctions  algébroides et leurs dérivées. tudedes défauts absolus et des défauts relatifs,Ann.ec.norm.sup.,3eSérie,1956,73:439-451.

  14 King-Lai Hong.Sur  la limnitation de T(r,f)sans intervention des p1es,Bull. sci. math. 2eSérie,1956,80:1-16.

  15 King-Lai Hong.Sur l』mposssibilité  de quelques relation identiques entredes fonctions  entières,C.R.Acad.Sci.Paris,1956,243:222-225.

  16 King-Lai Hong. Un cycle simple dans la théorie des familles,normales,C.R. AadSci. Paris,1957,244:1440-1443.

  17 King-Lai Hong.Sur 1a limitation d』une fonction holomorphe sans zéro etadmettant une valeur exceptionnelle B,Bull.sci.math.2e série,1957,81:1-7.

  18 King-Laii Hong.Sur les fonctions méromorphes en rapport avec leurs de-rivees,Scientia  Sinica,1958,7:661-685.

  19 Kjng-Lai Hong.Sur le cycle de  Montel-Miranda dans la théorie desfamilles norma1es,Scientia  Sinica,1958,7:987-1000.

  20 King-Lai Hong.On the limitation  of a meromorphic function admittingexceptional values B,Bulet. Inst. Poli.Din.lasi,Serie  Noua.,V(IX),Fasc.1959,3,4:1-4.

  21 King_Lai Hong.Sur les fonctions méromorphes en rapport avec leursprimitives, Journ.math.pures et appl.,1960,39:1-31.

  22 King-Lai Hong.Inégalités relatives à une fonction meromorphe et à  l』unede ses primitives.Applications,Journ.math.pures et  app1.,1962,41:1-34.

  23 King-Lai Hong.Un problème  d』unicité  relatif  aux  fonctions méromor-phes.Scientia  Sinica,1963,12:743-750.

  24 熊慶來.高等算學分析.北京:商務印書館,1933.

  25 King-Lai Hong·Sur les fonctions  méromorphes et les fonctions algebro-ides.Mémorial sci.Math.Fasc.139,Paris,Gauthier-Villar,1957.

  來源:《中國科學技術專家傳略》
 

 

 

 

 

 

 

 



 

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