第三章 步入清华
1、清华机缘
1930年,陈省身从南开大学毕业。这时,他已经清楚地意识到,要深造,要想在数学上有所造诣,必须出国留学。但家庭经济的现实状况,显然不能为他提供足够的出国费用,必须争取公费才行。这时候,清华大学为陈省身的梦想提供了可能实现的机会。
清华大学旧称清华学校,是1912年用美国“退回”的庚子赔款办起来的留美预备学校。其目的是为选送美庚款留学人员做准备,给予大学预科的训练,以及英语补习,使学生能顺利地进入美国各大学攻读学士学位。到了20年代,中国教育部门认为选送留学生应在国内完成大学本科教育,然后到美国进入研究生阶段,直接攻读博士学位。1924年,清华大学停止招收预备生。1925年5月,清华大学部成立。1928年,由国民政府接管,遂改制为国立清华大学。改制一事涉及与美国的外交关系,确定办学经费仍由美国退回的庚子赔款支付。短短几年,清华大学声名鹊起,迅速成为国内教育界、学术界的翘楚。
众所周知,清华大学是北京的著名学府,那里不仅财源充足,而且人才济济。陈省身选择了清华,这成为他人生跨出的重要一步。
1930年,清华大学创办研究院,规定三年毕业后授予硕士学位,成绩优异者可派往国外留学两年。那年清华大学共录取了十几名研究生,其中数学系两名。陈省身于南开大学毕业后,顺利考入清华大学研究生。吴大任则因父亲失业,家庭困顿,暂时不能来校。因为只有陈省身一个人,无法开班,学校决定暂缓一年,改聘陈省身为助教。就这样,19岁的陈省身便成为了清华大学的助教,一年后才作为硕士研究生正式入学。但那时,他已经确定了把微分几何作为自己的研究方向。
1931年,吴大任经过艰苦奋斗,终于攒够家里3年的生活费,回清华复学。陈省身又能同吴大任再次同学,共同读研究生了,一时间欢喜不已。那年,清华大学共录取了8名研究生,陈省身的注册学号是002。这个学号却成了同学们的笑料。原来排在陈省身前面的001号是一位女生,名叫张慧筠。其实那是按照姓名的英文顺序排列的结果,并没有其他含义。当时“张”姓的英文拼法是Chang,而陈省身的“陈”则拼为Chern,所以排在第二号。关于这种英文译名还有不少讲究,据说按照语言学家赵元任先生的汉字英译法,如果“陈”读作阴平,则译为Chen,如果“陈”读作阳平,则应该译为Chern。
进了清华大学研究院后,陈省身随导师孙光远教授学习投影微分几何。孙光远是浙江余杭人,1919年在杭州宗文中学毕业后考入南京高等师范学校,1920年毕业后留校工作,1922年由学校选送赴美留学,在芝加哥由莱恩教授指导研究微分几何。1928年,他以《曲面对的射影微分几何》的论文获得博士学位后,立即回国就任清华大学数学系教授。同年,他的论文《直纹面的密切导数》在美国著名杂志《数学纪事》上发表。随后几年,他还陆续在日本《东北数学杂志》发表多篇论文。
孙光远教授的成就,使得立志从事数学研究的青年陈省身十分向往。陈省身注意到,孙光远教授是当时回国的数学博士中唯一一个还在继续作研究,并且还在国外发表论文的学者,跟着孙光远教授学习,将会较快地踏上数学研究之路。可是不久,由于孙光远对清华大学的领导有意见,而且矛盾相当尖锐,导致对陈省身的指导少之又少。陈省身只好自己找来题目写论文,但是这并没有抵挡住他走上研究数学之路的脚步。随后,陈省身发表了第一篇惊世学术论文《具有一一对应点的平面曲线对》,刊于《清华大学理科报告》上。在研究生阶段,陈省身还有两篇论文发表在日本《东北数学杂志》上,其中一篇是硕士论文。陈省身在晚年曾这样评价自己的论文,他说:“微分几何的一个目的,是用简单的图形来逼近所研究的图形。如果要求反映图形的更为深刻的性质,所用的简单图形便变得越来越不简单。所用的工具是级数,为了精确,级数的项也越来越长。我的想法是用一对曲线,利用两个级数,级数便短了好多。照习惯,此文的摘要再如德国的数学文摘杂志Zentralblatt上,读之快活。此文是习题水平,标准不高。有意思的是,后来曲线对成为微生物学DNA结构的数学基础。浅近的数学观念居然有重要意义。”陈省身虽然从一位数学大师的高标准、高要求来评价自己早期的论文“只是和做练习差不多”,但是不可否认,那些论文中隐含的哲理至今仍有一定的参考价值。
陈省身在清华的几年里,多数时间是熊庆来任数学系主任。陈省身刚进清华时就是给熊庆来做助教的。那时,许多学生都比他年龄大,大家凑在一起,却无话不谈,热闹非凡。曾有一次,陈省身还当了一回数学阅卷老师,这自然让与他同龄的学生羡慕不已。熊庆来一直以来对陈省身更是欣赏有加,认为这个年轻人做事谨慎,聪慧过人,做学问的态度十分认真,一定前途无量。