经典教材《泛函分析》作者逝世:首位获阿贝尔奖的应用数学家

2025年05月18日13:42:13 科学 1606

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

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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》

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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。

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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。

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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(Rózsa Péter)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。

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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。

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。

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△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

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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 dispersion
Oh, 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。

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△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。

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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。

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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。

参考链接:
[1]https://www.nytimes.com/2025/05/16/science/peter-lax-dead.html
[2]https://en.wikipedia.org/wiki/Peter_Lax
[3]https://x.com/search?q=peter%20lax&src=typed_query
[4]https://www.zhihu.com/question/366447232/answer/2312327784
[5]https://www.simonsfoundation.org/2014/04/10/peter-lax/
[6]https://www.ams.org/notices/200602/comm-lax.pdf

— 完 —

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