坚持真理 奋斗不息
谷超豪 胡和生
周培源教授是深受我国人民敬爱的前辈科学家，我们在50年代初，也就是在刚刚开始从事教育科研工作的时候，就知道他在广义相对论和湍流理论中有重要成就，井有幸和他见面。40年来，我们知道他一直坚持不懈地为社会主义建设而努力奋斗，在教育、科研、对外交流和政治建设等领域，都做出重大的贡献。他那热爱祖国，酷爱真理，坚持原则，顽强奋斗的精神，使我们深受感动，是我们学习的典范。
下面，用我们印象最深的两件事来说明周老的这种精神。
第一件事是关于引力理论的研究。爱因斯坦广义相对论的建立是20世纪科学史上的重大事件。他建立了刻划引力场的爱因斯坦方程，对牛顿的引力理论做了革命性的变革。研究广义相对论的学者们往往把引力理解为“时空的弯曲”，在引力场出现时，时空就成为弯曲的了。这种时空和平直的时空（即闵可夫斯基时空）有着本质的区别。平直时空，也就是狭义相对论的时空，存在着惯性坐标系，参考于这种坐标系，空间是欧几里得式的，时间是实数轴，这和我们通常的时空几何性质并没有差别，只是在不同的惯性坐标系之间，它们是以洛仑兹变换相互联系的。弯曲的时空比平直的时空复杂得多，它只是在小领域中和闵可夫斯基空间相近似，区域大了，差别就显示出来了。对于它，并不存在惯性坐标系，而人们所采用的坐标系也可以是没有任何特殊意义的。几何量和物理量，只能是在坐标变换下不变或协变的量，因而在实际运用起来，会遇到许多困难。例如，两个不同的点的速度，一般就无法用统一的方法加以比较，说得专门一点，就是向量的莱维齐维塔平行移动是和路径有关的，沿不同的路径平行移动所得到的向量是不一样的。
周老作为一个造诣很深的物理学家，感到广义相对论的研究结果虽然很多，爱因斯坦方程的解也已有许多，但能够真正解决的物理问题却并不很多。例如一根棒的引力场就没有能够算出来。他感到把时空复杂化并不是最好的办法。在一次国际会议上他提出质疑，然后就提出了自己的看法，他认为，引力场的背景时空仍然应是平直的，引力势则是由爱因斯坦方程和谐和条件（坐标条件）所决定的。这样，就能避免因坐标选取所引起的混淆。由于广义相对论的坐标无关论的解说（即时空弯曲论）已深入人心，周老的理论是不易为人们所接受的，但他毫不让步，虽已80高龄，仍一直写文章，做演讲，培养研究生，反复阐明自己的主张。不仅如此，他还建议做有关的实验，通过实验来核验这项理论。
最近10余年来，我们有幸和周老多次会面。我们都是学数学的，而且学的是微分几何，对于弯曲的时空先入为主，而且习以为常，所以开始时也感到周老的理论不容易理解。经过周老多次的阐述，我们逐步理解了他的想法，感到很有道理。我们认为，他的理论本身在数学上具有相容性，物理图像和概念是清晰的。最近我们通过自己的研究，进一步从数学上明确了周老的引力理论和其它物理理论一样，是洛仑兹变换下的不变理论。
我们希望周老所设计的实验能够取得成功，也希望周老的理论有利于研究自然界4种基本作用力的统一（即电磁作用、弱相互作用、强相互作用和引力相互作用的统一性）。
第二件事是周老在“文革”那种极其困难情形下，仍然坚持主张自然科学基础理论的重要性，和“四人帮”一伙做坚决的斗争。
在理科的教学和科研工作中，周老一贯重视基础理论。1972年周总理接见杨振宁教授，周老参加了这次接见。这是杨振宁教授第二次回国访问。杨振宁教授想起了访问上海、北京时所见到的一些情况，就非常坦率地说：“中国在教育科研中重视理论和实际的结合，这是很好的，在经济比较落后的条件下，这也是必需的。但是目前中国理工科大学不重视基础教学和理论研究，这是目光短浅的表现，应引起重视。在科研机关里，也存在着不重视理论的倾向……”。周总理对杨振宁教授的意见非常重视。同年7月14日周总理在接见以任之恭为团长、林家翘为副团长的美国华裔科学家代表团时，当面指示周老要把北大的理科办好，把基础理论提高。周老根据毛主席和周总理一贯重视自然科学基础理论的精神，写了一篇关于综合大学理科教育革命的文章，提倡加强基础研究。周老这篇文章完全是针对当时“四人帮”的，针对着当时占压倒地位的极"左"思潮的。本文作者之一在那时被安排讲授线性代数，在讲到线性代数方程组理论时，就有人认为是脱离实际的，并且只许讲对称阵的情况，要讲一般阵，就要受批判，原因是在有限元计算中只出现对称阵，因而讲非对称阵的线性方程组就是脱离实际。这样的事现在可以当笑话来讲，在当时却是现实。周老写这篇文章是要有很大的勇气的。文章发表以后，基础理论的教学和科研情况果然有了一些起色，就是当时在“四人帮”严密控制的复旦大学，也有人增添了某些理论教学内容，基础理论研究也有恢复的倾向。但是，周老的文章触怒了“四人帮”一伙，他们妄图以此为借口既批判周老，又影射攻击周总理。周老在文章中以300年前的微积分的研究为例，说明对当前的生产尚无直接作用的理论课题，也应予以足够的重视。"四人帮"，一伙有意歪曲，强令一些数学工作者查阅科学史资料，又组织了连篇累牍的文章，定下调子，以微积分有生产实践的来源和直接的应用为借口来批判所谓“300年后有用论”，造成一股围攻的逆流。不仅如此，这一伙人还胡说什么自然科学的基础理论就是唯物辩证法，混淆哲学和自然科学的界线（其实这是恩格斯早就区别清楚了的），企图进一步挥舞"大批判"的大棒来攻击周老。我们当时身在上海，不得和外界联系，没有周老的信息。1974年周如玲（周老的女儿，当时她在中科院物理所工作，我们原来不认识她）来上海，希望能利用复旦大学计算机算题，到我们家里说了周老困难处境和坚持真理、毫不妥协的情况，给我们很深刻的印象。当时我们为周如玲安排了上机的时间，但始终不敢透露她和周老的关系，以免惹起麻烦。“四人帮”被粉碎后，周老在《红旗》杂志上发表文章进一步阐述自己的观点并对“四人帮”进行了揭露批判。这一事件的过程充分说明周老对自然科学基础理论的重要性有着深刻的体会，并在最困难的情况下，为维护正确的观点做不懈的斗争。这种精神是永远值得我们学习的。
周老对于基础理论研究，不仅有他的明确主张，而且有一系列高水平、高质量的研究成果。他身体力行，除引力论外，他对极其困难的湍流理论，迄今仍继续进行研究，继续培养研究生，对他们的学习和工作，予以亲切的关怀，这使我们非常感动。
注：本文作者谷超豪、胡和生夫妇均为中国科学院院士。谷超豪曾任中国科技大学校长、教授。胡和生任复旦大学数学系教授。本文是为祝贺周培源诞辰90周年而作，原载1992年5月中国科学技术出版社出版《科学巨匠 师表流芳》。
