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经典教材《泛函分析》作者逝世,享年99岁:首位获阿贝尔奖的应用数学家
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金磊 发自 凹非寺

量子位 | 公众号 QbitAI

史上首位获得阿贝尔奖(数学界诺奖)的应用数学家Peter Lax(彼得 · 拉克斯)逝世了,享年99 岁

或许你对这个名字不太熟悉,但你很可能学过他编写的那个经典教材——《泛函分析》

纵观他的一生,拉克斯可以说是站在理论数学和应用数学交叉点的巨匠。

同时,他也是最早将计算机技术应用于数学分析的先驱之一

拉克斯所提出的众多经典理论和方法,至今仍然广泛地应用于科学研究和工程实践中。

不仅如此,除了那本耳熟能详的《泛函分析》之外,他所编写的很多教材也被莘莘学子们所青睐。

包括《微积分及其应用》《线性代数及其应用》等等。

用网友的话来评价就是:

能把分析的知识写的像给大众的科普读物一样,也就是数学大师的功力了。

值得一提的是,今年 5 月 1 日拉克斯刚刚过完他 99 岁的生日,阿贝尔奖官方亲自发文祝贺,并给予了这样的评价:

拉克斯在将纯数学和应用数学结合在一起方面表现突出。

他的影响深远,不仅体现在他的研究,还体现在他的著作、他对教育的终身承诺以及他对年轻数学家的慷慨。

不过非常令人痛惜且遗憾的是,他因心脏淀粉样变性(Cardiac Amyloidosis)不幸于本周五在纽约曼哈顿的家中与世长辞。

对此,《纽 · 约 · 时 · 报》在讣告中评价他为 " 重新定义了数学在计算机时代的角色 ",而他的学生鲁本 · 赫什(Reuben Hersh)则称他 " 弥合了纯粹与应用数学之间的鸿沟 "。

数学与时代的 " 桥梁 "

拉克斯于 1926 年 5 月 1 日出生在布达佩斯的一个犹太家庭。

他的父母均为医生,而他的叔叔阿尔伯特 · 科恩菲尔德(Albert Kornfeld)则是一位数学家,这为他早期的学术兴趣埋下了种子。

12 岁时,拉克斯展现出非凡的数学天赋,父母为他聘请了著名数学家罗莎 · 彼得(R ó zsa P é ter)作为导师。

他的这位少年时期的导师,不仅是递归理论的奠基人之一,还通过《数学的乐趣》一书激发了拉克斯对数学的热爱。

在这位伯乐的引导下,拉克斯 13 岁便完成了匈牙利全国高中数学竞赛的试题,其解法足以斩获头奖(只是他年龄太小,不能正式参赛),展现出惊人的数学天赋。

然而,随着二战的爆发,拉克斯一家不得不选择背井离乡,经里斯本前往美国。

抵达美国后,拉克斯进入纽约史岱文森高中,尽管未正式修读数学课程,却凭借实力入选校数学竞赛队。

15 岁时,他经匈牙利数学家群体引荐,结识了德国移民数学家理查德 · 柯朗(Richard Courant)——这位日后纽约大学柯朗数学科学研究所(CIMS)的创始人,成为拉克斯学术生涯的关键引路人。

柯朗不仅指导他的数学学习,更以 " 理论与应用统一 " 的理念深深影响了他。

1944 年,18 岁的拉克斯被征召入伍,加入曼哈顿计划,在洛斯阿拉莫斯国家实验室参与原子弹研发。

作为 " 人肉计算器 ",他负责分析中子链式反应的激波问题,这一经历让他首次体会到计算在科学中的核心作用。

在洛斯阿拉莫斯,拉克斯成为一个匈牙利数学家社区的一部分,包括冯 · 诺依曼约翰 · 凯梅尼,他们后来都与拉克斯一起在战后数学和计算领域开创新方向。

拉克斯在回忆这段经历时说:

在洛斯阿拉莫斯的经历,尤其是后来的接触,塑造了我的数学思维。

在洛斯阿拉莫斯的经历,特别是后来的工作,深刻影响了我的数学思维方式。首先,我体会到作为科学团队一员的意义——不仅要与数学家合作,还要与不同背景的研究者共事,我们的目标不是证明定理,而是创造实际成果。这种体验必须亲身参与才能获得。

其次,正是在 20 世纪 50 年代的那段时期,让我真正认识到计算对于科学与数学的深远重要性。

可以说,这段经历奠定了他日后横跨理论与计算的研究风格。

战后,拉克斯回到纽约大学,仅用三年时间便完成本科与博士学业(1949 年获博士学位并被任命为助理教授)。

他的博士论文聚焦偏微分方程(PDE),这一领域成为他终身探索的核心。

此后他终生效力于纽约大学柯朗数学科学研究所,成为该机构最具代表性的学者之一,并于 1972 年至 1980 年期间担任所长。

1950 年代,他频繁往返于纽约大学与洛斯阿拉莫斯,既参与氢弹研发中的流体力学计算,又深入研究双曲型偏微分方程的理论,逐渐形成 " 用数学理解自然现象 " 的独特方法论。

△最左:Peter Lax

1958 年,他成为纽约大学的正教授。

他的研究范围极其广泛,涵盖偏微分方程、流体力学、数值计算、散射理论和可积系统等多个方向。

他既能提出深刻的理论成果,如 Lax 等价定理、Lax-Milgram 引理、Lax 对(Lax pairs),也能设计实际可行的算法,如 Lax-Friedrichs 方法、Lax-Wendroff 方法,推动计算数学发展:

拉克斯等价原理(1956 年):首次证明数值计算的 " 收敛性 " 与 " 稳定性 " 本质等价,革新了偏微分方程的数值分析理论,成为计算数学的基石。

拉克斯 - 温德罗夫方法(1960 年):与洛斯阿拉莫斯同事伯特・温德罗夫合作开发,用于计算激波问题,提出 " 熵条件 " 确保物理真实性,至今仍是流体力学模拟的核心算法。

拉克斯对(1968 年):将非线性偏微分方程转化为线性算子的对易关系,为孤子理论开辟新路径,揭示了水波、等离子体等复杂系统的深层对称性。

散射理论(与拉尔夫 · 菲利普斯合作):将量子力学的输入 - 输出模型拓展到声波、光波领域,意外与数论中的黎曼猜想建立联系,展现数学不同分支的内在统一。

他还曾与 Ralph Phillips 合著开发散射理论的 Lax-Phillips 方法,将波动与非欧几何、数论联系起来,甚至一度与黎曼猜想 " 擦肩而过 "。

拉克斯获得了几乎所有顶级数学奖项,包括国家科学奖章(1986)、沃尔夫奖(1987)等。

值得一提的是,2005 年,他凭借在偏微分方程领域的奠基性工作,成为首位获颁阿贝尔奖的应用数学家。

当时的颁奖词称他为:

他那一代最多才多艺的数学家

至于为什么是 " 多才多艺 ",就不得不再聊聊他的富有诗意的人生。

富有诗意的数学家

除了数学,拉克斯的人生充满多元色彩。

他精通英语与匈牙利语诗歌,曾以一首俳句概括微分方程研究:

速度依尺寸色散相平衡孤影耀光辉

Speed depends on size
Balanced by dispersionOh, solitary splendor

在家庭生活中,他经历两次婚姻——首任妻子安妮莉 · 卡恩(Anneli Cahn),同为数学家,两人在复分析课堂相遇,两人育有两子。

第二任妻子洛里 · 贝科维茨(Lori Berkowitz)是柯朗的女儿(也是柯朗研究所另一位数学家的遗孀)、音乐家,直至她 2015 年离世。

△在得知获得阿贝尔奖时,与 Lori 在一起的画面

但拉克斯的家庭生活也并非一帆风顺。

1978 年,他的长子约翰因酒驾事故不幸离世,这一打击深刻影响了他。

克拉斯同时还是一位非常受人尊敬的导师,可以说是桃李满天下,单是博士生,他就培养了 55 位之多。

2025 年 5 月 16 日,拉克斯在曼哈顿家中因心脏淀粉样病变与世长辞,享年 99 岁。

他的离去标志着一个时代的终结,但他留下的遗产——从超级计算机的计算中心到孤子理论的方程,从跨学科的研究范式到 " 数学统一 " 的哲学观——仍在塑造着当代科学的面貌。

正如他在一次采访中所说:

数学的广度在于,看似迥异的领域终将揭示深层联系。

这些在 100 年前截然不同的东西,在今天却错综复杂地联系在一起。

这位横跨冷战风云与数字时代的大师,用其一生在证明着一个观点:数学不仅是符号的游戏,更是理解宇宙的通用语言。

Peter Lax,R.I.P。

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