《自然》与《科学》情缘

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内容来源：本文为《当代世界中的数学》丛书的序言，标题为本号编辑所加。《当代世界中的数学》丛书，共8册，由哈尔滨工业大学出版社于2019年1月出版。

作者：朱惠霖，《自然》杂志原副主编兼编辑部主任。

编辑 | 子曰

如今，许多人都知道国际科学界有两本顶级的跨学科学术性杂志，一本是《自然》(Nature)，一本是《科学》(Science)。

恐怕有许多人还不知道，在我们中国，有两本与之同名的杂志，而且也是跨学科的学术性杂志，只是通常又被定位为“高级科普”。

（注： 其中的《自然》杂志，在创刊注册时，不知什么原因，将“杂志”两字放进了刊名之中，因此正式名称是《自然杂志》。但在本文中，仍称其为《自然》或《自然》杂志。此外，应该说明，在我国台湾，也有两本与之同名的杂志，均由民间(甚至个人)资金维持，台湾的《自然》，创刊于1977年，系普及性刊物，内容以动植物为主，兼及天文、地理、考古、人类、古生物等，1996年终因财力不济而停办。台湾的《科学》，正式名称《科学月刊》，创刊于1970年，以介绍新知识为主，“深度以高中及大一学生看懂为原则”，创刊至今，从脱期，令人赞叹。）

国际上的《自然》和《科学》，一家在英国，一家在美国。它们之间，按维基科上的说法，是竞争关系。

（注：英国的《自然》，创刊于1869年，现属自然出版集团(Nature Publishing Group)，总部在伦敦。美国的《科学》，创刊于1880年，属美国科学进会(American Association for the Advancement of Science)，总部在华盛顿。）

我国的《自然》和《科学》都在上海，它们之间，却有若某种历史上的“亲缘”关系。确切地说，从1985年（那年《科学》复刊）到1994年（那年《自然》休刊）这段时期，这两家杂志的主要编辑人员，原本是在同一个单位、同一楼、同一个部门，甚至是在同一个办公室朝夕相处的同事。

这是怎么回事呢？

这本《自然》杂志，创刊于1978年5月。那个年代被称为“科学的春天”。3月，全国科学大会召开科学工作者、教育工作者，乃至学子意气风发在这样的氛围下，《自然》的创刊，是一件大事。全国各主要媒体，都报道了。

这本《自然》杂志，设在上海科学技术出版社，刚刚复出的资深出版家贺崇寅任主编，又调集精兵强将，组成了一个业务水平高、工作能力强、自然科学各分支齐备的编辑班子。正是这个编辑班子，使得《自然》杂志甫一问世，便不同凡响；没有几年，便蜚声科学界和教育界（可参见《瞭望东方周刊》2008年第51期上的“一本科普杂志的‘怪现象’”一文。）。

1983年，当这个班子即将一分为二的时候，上海市出版局经办此事的一位副局长不无遗憾地说，在上海出版界，还从未有过如此整齐的编辑班了呢！

一分为二？没错。1983年，中共上海市委宣传部发文，将《自然》杂志调住上海交通大学。为什么？此处不必说。我只想说，这次强制性的调动，却有一项十分温情的举措，即编辑部每个成员都有选择去与不去的权利。结果是，大约一半人选择去交大学，大约一半人选择不去，留在了上海科学技术出版社。

我属去的那一半，留下的那一半，情况如何，一时不得而知。但是到1985年，便知道了：他们组成了《科学》编辑部，科学杂志复刊了！

《科学》创刊于1915年1月，是中国历时最长影响最大的综合性科学期刊，对于中国现代科学的萌发和成长，有着独特贡献。中国现代数学史上有一件一直让人津津乐道的事：华罗庚先生当年就是在这本杂志上发表文章而崭露头角的。《科学》于1950年5月停刊，1957年复刊，1960年又停刊。1985年的这次复刊，其启动和运作，外人均不知其详，但我相信，留下的原自然杂志资深编辑，特别是关智仁先生和潘友星先生无疑是起了很大的甚至是主要的作用的。复刊后的《科学》，由时为中国科学院副院长的周光召任主编，上海科学技术出版社出版。

于是，原来是一个编辑班子，结果分成两半（各自又招了些人马），一半随《自然》杂志彼荆斩棘，一半在《科学》杂志辛勤劳作。

《自然》杂志去交通大学后，命运多舛。1987年中共上海市委宣传部发文：将《自然》杂志从交通大学调出，“挂靠到上海市科学技术协会，属自收自支编制。至1993年底，这本杂志终因入不敷出，编辑流失殆尽(整个编辑部，只剩我一人)，不得不休刊了。1994年，上海大学接手，原有人员先后各奔前程。《自然》与《科学》的那种“亲缘”关系，至此结束。

这段多少有点辛酸的历史，在我编这本集子的过程中，时时在脑海里浮现，让我感慨，让我回味，也让我思索……

好了，不管怎么说，眼前这件事还是让人欣慰的：在近20年之后，《自然》与《科学》的数学部分，竟然在这本集子里“久别重逢”了！

说起这次“重逢”，首先要感谢原在上海教育出版社任副编审的叶中豪先生。是他，多次劝说我将《自然》杂志上的数学文章结集成册；是他，了解《自然》和《科学》的这段“亲缘”关系，建议将《科学》杂上的数学文章也收集进来，实现了这次“重逢”；又是他，在上海教育出版社申报这一选题，并获得通过。

其次，要感谢哈尔滨工业大学出版社的刘培杰先生。是他，当这本集子在上海教育山版社的出版遇到困难时毅然伸手相助，接下了这项山版任务。

（注：说来有趣，我与刘培杰先生从未谋面，似乎有缘许久。这次选编这本集子，发觉他早年曾向《自然》杂志投稿被我录用，即收入本集子的《费马数》一文。屈指算来，那该是20年前的事了。）

当然，还要感谢与我共同编这本集子的《科学》杂志数学编辑田廷彦先生。是他，精心为这本集子选编了《科学》杂志上的许多数学文章。

他们三人，加上我，用时下很流行的说法，都是不折不扣的“数学控”。我们以我们对数学的热爱和钟情，为广大数学研究者、教育者、普及者、学习者和爱好者(相信其中也有不少的“数学控”)献上这本集子，献上这些国内外数学家、数学史家和数学普及作家撰写的精彩数学文章。

这里所说的“数学文章”，不是指数学上的创造性论文，而是指综述性文章、阐释性文章、普及性文章，以及关于人物和史实的介绍性文章。其实，这些文章都是可让大学本科水平的读者基本上看得懂的数学普及文章。

按美国物理学家、科学普及作家杰里米·伯恩斯(Jeremy Bernstein，1929— )的说法，在与公众交流方面，数学家排在最后一名（注：参见 Mathematics Today: Twelve Informal Essays, Springer-Verlag(1978)p.2. Edited by Lynn Arthur Steen）。大概是由于这个原因，国际上的《自然》和《科学》，数学文章所占的份额，相当有限。

然而，在我们的《自然》和《科学》上，情况并非如此。在《自然》杂志上，从1984年起就常设“数林撷英”专栏，专门刊登数学中有趣的论题；在《科学》杂志上，则有类似的“科学奥林匹克”专栏。许多德高望重的数学大师愿意在这两本杂志上发表总结性、前瞻性的综述；许多正在从事前沿研究的数学家，乐于将数学顶峰上的无限风光传达给我们的读者。在数学这个需要人类第一流智能的领域，流传着说不完道不尽的趣话，繁衍着想不到料不及的奇花异卉。这些都在这两木杂志上得到了充分的反映。

在编这本集子的时候，我们发觉，《自然》(在下文所说的时期内)和《科学》上的数学好文章是如此之多，多得简直令人苦恼：囿于篇幅，我们必须屡屡面对“熊掌与鱼”的两难，最终又不得不忍痛割爱。即使这样，篇幅仍然宏大，最终不得不考虑分册出版。

现在这本集子中的近200篇文章几乎全部选自从1978年创刊至1993年年底休刊前夕这段时期的《自然》杂志和从1985年复刊至2010年年底这段时期的《科学》杂志。它们被分成12个版块，每个版块中的文章基本上以发表时间为序，但少数文章被提到前面，与内容相关的文章接在一起。

还要说明的是，在“数学的若干重大问题”版块中，破例从《世界科学》杂志上选了两篇本人的译作，以全面反映当时国际数学界的大事；在“数学中的有趣话题”版块中，破例从台湾《科学月刊上》选了一篇“天使与魔鬼”，田廷彦先生对这篇文章钟爱有加；在“当代数学人物”版块中，所介绍的数学人物则以20世纪以来为限。

这本集子中的文章，在当初发表时，有些作者和译者用了笔名。这次选人，仍然不动。只是交代：在这些笔名中，有一位叫“淑生”的，即本人也。

照说，选用这些文章，应事先联系作译者，征求意见，得到授权。但有些作译者，他们的联系方式，早已散失；不少作译者，由于久未联系，目前的通信地址也不得而知；还有少数作译者，已经作古，我们不知与谁联系。在这种情况下，我们只能表示深深的歉意。更有许多作译者，可说是我们的老朋友了，相信不会有什么意见，不过在此还是要郑重地说一声：请多多包涵。

在这些文章中，也融入了我们编辑的不少心血。极端的情况是：有一两篇文章是编辑根据作者的演讲提纲，再参考作者已发表的论文，越俎代庖地写成的。尽管我们做编辑这一行的，“为他人作嫁衣裳”似乎是份内的事，但在这本集子出版的时候，我还是将要为这些文章付出过劳动、做出过贡献的编辑一一介绍如下，并对其中我的师长和同仁、同行，诚致谢忱。

《自然》上的数学文章，在我1982年2月从复旦大学数学系毕业到《自然》杂志工作之前，基本上由我的恩师陈以鸿先生编辑；在这之后到1987年先生退休，是他自己以及我在他指导下的编辑劳动的成果。此后，又有张昌政先生承担了大量编辑工作；而计算机方面的有关文章，在很大程度上则仰仗于徐民祥先生。

《科学》上的数学文章，在复刊后，先是由黄华先生负责编辑，直至1996年他出国求学；此后便是由田廷彦先生悉心雕琢，直到现在；其间静晓英女士也完成了一些工作。当然，《科学》杂志负责复审和终审的编审，如潘友星先生、段韬女士也是付出了心血的。

回顾往事，感悟颇多。但作为这两本杂志的编辑，应该有这样的共同感受：一是荣幸，二是艰辛。荣幸方面就不说了，而说到艰辛，无论是随《自然》杂志流离，还是在《科学》杂志颠沛，都可用八个字来括：“筚路蓝缕，以启山林”。

是的，筚路蓝缕，以启山林！

如今，然回首我看到了：

一座巍巍的山，一片苍苍的林！

《自然》杂志原副主编兼编辑部主任

朱惠霖

2017年5月于沪西半半斋

《当代世界中的数学》丛书目录

数学王国的新疆域（一）

第一编数学的一些新兴领域∥1

模糊数学∥3

模糊逻辑∥13

从数理经济学到数理金融学的百年回顾∥22

计算几何的兴起∥31

计算几何的新发展∥38

分数维几何学简介∥51

算法几何学—几何学的一个崭新分支∥58

孤立子及其数学理论—纪念J.S.罗素逝世一百周年∥69

人工神经网络简介∥79

关枢神经网络和脑的某些数学理论∥86

关于字方程∥96

第二编数学的一些边缘领域∥109

生物数学∥111

叶序之谜∥119

螺线与生物体上的拟螺线∥128

生命的另一个奥秘—浅谈生物数学与斑图生成∥133

进化博弈理论∥142

数理语言学浅说∥149

谈谈数理经济学∥161

经济均衡理论及其计算方法∥173

从数理经济学到数理金融学的百年回顾∥178

数理化学∥187

苯类碳氢化合物拓扑性质的某些研究∥197

数学心理学∥210

编辑手记∥217

数学王国的新疆域（二）

第一编数学与计算机科学∥1

从黑箱到计算机——对计算机本质的一个剖析∥3

什么是理论计算机科学∥15

理论计算机科学中的一些问题∥25

拓扑学理论与计算方法∥33

映像度机器算法平话∥42

知识的不确定性与不确定推理49

计算机科学与逻辑学∥59

数学对象的计算机搜索∥68

数论中的计算问题∥75

理解计算∥84

量子计算动摇了丘奇一图灵论点吗—兼纪念图灵逝世50

周年∥92

第二编数学与人文艺术∥99

文学·数学·计算机…∥101

文学、数学与电子计算机∥109

乐音体系的数学原理∥117

数学与诗∥132

埃舍尔作品的数学趣味∥135

京都弦学之会记∥144

数学与中国文学的比较∥149

第四维、立体主义与相对论一庞加莱时代的文化与科学∥162

数学文化之魅力—西方数学影视大观∥168

统计科学及其文化魅力∥178

编辑手记∥188

数林撷英（一）

完美正方形的故事∥1

象棋对策初步∥9

图的着色—从四色定理谈起∥18

规尺作图问题的余波∥29

“生锈圆规”作图问题的意外进展∥42

割圆术新谈∥62

混沌理论和同伦算法趣话∥69

圆的着色∥77

平面的凸五边形铺砌问题∥85

拉丁方和正交拉丁方∥98

从n王后问题谈起∥112

千古疑谜话“巧合”∥121

关于七巧板的数学问题∥129

贪小(有时)失大∥137

费马数∥144

迷人的“骑土旅游世界”问题∥152

有表示素数的公式吗∥164

从鸽笼原理到拉姆齐定理∥172

编辑手记∥178

数林撷英（二）

欧几里得欠下的一笔老债∥1

再谈欧几里得欠下的一笔老债∥12

格盘上的覆盖问题∥23

悖论纵横谈∥32

复数以后—我们能走多远∥40

植树问题∥48

汽车、山羊及其他—一道概率题及由此引起的思考∥

59

跛足警车问题∥67

从所罗门王的智慧谈起∥71

从哈代的出租车号码到椭圆曲线公钥密码∥78

赌徒的困惑、凯利准则及股票投资∥85

找零钱的数学∥91

也谈找零钱的数学∥96

墨菲法则趣谈∥100

幻方中的通灵宝玉∥107

挂谷问题∥14

十三个球的问题∥122

博弈与超现实数∥129

回文勾股数∥136

伯努利数∥141

长方体与正整数∥147

图形拼补趣谈∥152

种中世纪的数字棋∥159

李生素数幻方∥165

解一个古老的悖论∥170

数学之美如同西子∥178

特殊的素数∥187

魅力独特的梅森素数∥193

“水立方”与开尔文问题∥199

天使与魔鬼∥205

编辑手记∥208

数学之路

第一编回顾与展望∥1

对中国数学的展望∥3

最近数学的若干发展和中国的数学∥5

21世纪的数学展望∥10数学科学百年回顾∥18

拓扑学100年(1935年以前)∥29

拓扑学100年(1935年以后)∥36

菲尔兹奖与20世纪数学(-)∥44

菲尔兹奖与20世纪数学(二)∥53

菲尔兹奖与20世纪数学(三)∥61

菲尔兹奖与20世纪数学(四)∥70

第二编当代数学人物∥79

我的朋友—几何学家陈省身∥81

名师与高徒—陈省身与丘成桐∥84

一代学者陈建功∥91

为了科学教育事业不懈奋斗—祝贺苏步青教授九十华诞∥109

辛勤耕耘,硕果累累—祝贺柯召先生八十大寿∥118

李国平先生传略∥123

辛勤耕耘五十载—记数学家程民德教授∥129

冯•诺依曼一多才多艺的现代数学家∥137

哥德尔生平简述∥147

乔治•波利亚∥159

应用数学大师柯朗∥171

现代概率论的奠基人一柯尔莫戈洛夫∥177

当代富有色彩的数学家—斯梅尔∥183

斯梅尔教授的青少年故事∥195

西格尔:从1921到1981∥200

一位驰骋世界数坛的怪杰—哈尔莫斯∥205

斯卡夫与不动点算法∥213

“看你怎么做!”—美籍华裔数学家李天岩教授的一番谈∥220

犊不畏虎的创造论哲理—应用数学家轶事数则∥226

马丁•加德纳—一位把数学变成画卷的艺术大师∥230

编辑手记∥238

应用数学与数学应用

第一编应用数学与数学的应用性∥1

谈谈应用数学的作用∥3

应用数学三十年∥12

应用数学的特点和重要性∥16

数学的可应用性∥20

数学与应用∥24

仆人与皇后—谈谈数论和它的应用∥31

纯粹数学:用武何地39

应用数学与复杂网络∥49

第二编数学应用的一个方面:对抗和竞争∥

军事运筹学概述∥59

兰彻斯特作战理论简介∥68

对策论,外交谈判及其他∥77

名额分配问题——数学在政治中的应用一例∥90

公平的名额分配∥100

关于体育竞赛的数学理论——试论竞赛制度的改革∥10

关于体育赛制的数学问题∥120

密码学与数学∥127

密码与运筹—日本的暗号研究简介∥143

密码技术的回顾和展望∥152

现代保密通信中的安全技术(1)—消息认证∥165

现代保密通信中的安全技术(2)—身份验证∥174

信息安全与数学科学∥184

数论密码∥193

编辑手记∥200

数学问题

关于希尔伯特第16问题——我国数学工作者的新贡献1

关于黎曼猜想∥7

素数与零点—黎曼假设研究概况∥14

关于费马大定理∥22

费马大定理终于获得证明∥28

几何定理的机器证明∥34

一个古老的梦实现了!—几何定理机器证明的吴法浅谈∥39

几何问题的机器求解∥51

数学的新成果59

阿罗不可能定理溯源∥72

群体决策的不可能性定理和多数规则∥78

漫话扭结、链环及其数学∥84

莫德尔猜想解决了∥93

数学规划理论的三颗明珠∥97

斯坦纳和柯克曼三元系及大集问题∥104

个古老猜想的意外证明∥118

有限单群及其分类—历史和现状∥122

有限单群分类的三代证明∥136

举例子能证明几何定理吗?∥144

倒向随机微分方程和金融数学∥158

开普勒猜想:历史与现状∥166

扫雷高手的百万大奖之梦∥174

潘勒韦猜想与N体问题∥182

斯坦纳树问题及其推广∥188

庞加莱猜想∥196

破解百年难题“李群E3的表示”∥203

编辑手记∥210

传播数学，普及大众

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