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在此后的40来年里，老浙大数学系与原杭州数学系这两个同根同源的数学系，继承和发扬苏步青、陈建功当年的精神和传统，在学科发展上齐头并进，为四校合并后的浙江大学数学系的发展打下了基础。
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陈建功到杭州大学后，除了负责学校的科学研究，为提高杭州大学的学术水平做了大量工作之外，在数学系主要是培养研究生和青年教师（当时他和白正国被教育部批准可以招收研究生，是国内为数极少的几位数学家中的两位），同时还在数学系抓了两件事。一是办好《杭州大学学报》。《杭州大学学报》原来质量不高，陈建功就叫教师到《复旦大学学报》学习，并且学报的每一篇稿子他都亲自把关、审稿，使《杭州大学学报自然科学版》的质量很快得到提高，从而也促进了数学系老师业务水平的提高。二是每周三次给研究生和年轻教师上课。陈建功当时每周一、三、五上午都要到数学系给研究生上课，系主任徐瑞云动员全系的年轻教师每个星期三上午第三节都要去听陈建功的课。1953年从浙江大学电机系毕业后分配到浙江师范学院的王斯雷老师回忆说：“陈建功先生的课对我们帮助很大，从1961年开始他亲自抓了三四年，数学系的科研氛围很快就出来了，我们青年教师除了给学生上课外，也开始做研究了，并且一代一代传下来了。”当时国内的《数学学报》、《中国科学》等学术杂志上经常有杭州大学数学系师生的论文发表。
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陈建功、徐瑞云、白正国十分强调每位教师特别是年轻教师都必须参加各自或相关学科的论文或专著的讨论班。由于他们的言传身教，原杭州大学数学系的发展很快，并且当年苏步青、陈建功在浙江大学时建立起来的微分几何和函数论、三角级数两个数学研究分支也在杭州大学得以延续和发展，并在此基础上创建了微分方程、计算数学、概率统计等学科。到1981年我国恢复学位制时，国务院批准了一批博士生导师，当时整个杭州大学只有3位博士生导师，数学系就占了2位，分别是白正国和王斯雷。
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1966年，“文革”开始后，徐瑞云受到冲击，1970年含冤自杀。见证了原杭州大学数学系那段历史的王斯雷教授说：“徐瑞云先生没有孩子，她真是全心全意为杭州大学数学系好。”
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“文革”后，白正国受命出任原杭州大学数学系主任，并于1982年将接力棒交到王斯雷教授手中。1989年，原杭州大学自己培养的学生林正炎接过数学系主任一职，一直到四校合并。这时杭州大学数学系已经建有一个博士后流动站、一个国家理科人才培养基地、两个半博士点、三个硕士点、三个本科专业，在国内已是一个有较强实力、较大影响的数学系了。
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林正炎长期从事概率统计学科的研究和教学，是我国概率极限理论的主要学术带头人，在该领域的各个主要方向，特别是强极限理论、相依变量极限理论和随机过程的轨道理论等前沿方向有系统的高水平的工作。他在科学出版社出版专著5部，其中有两部由荷兰Kluwer出版社英译出版。他的研究工作受到国内外同行的高度评价。中科院院士陈希孺这样评价他：“林正炎教授是我国著名的概率论学者，其中尤以在概率极限理论这个重要分支上的成就，在国内是首屈一指，在国际上也有很大影响。”加拿大皇家科学院院士、匈牙利科学院Révész院士等在正式评价以他为首的研究小组的工作时写道：“他们的工作属于概率论的核心领域，对理论做出了杰出的贡献，解决了许多看来非常困难甚至没有希望的问题；研究成果充满了新的结果、新的思想和技术上的创新。”他们认为“林正炎等已在他们的学校创建了一个概率论学派”。由于他在学术研究方面的成就，曾获国家自然科学三等奖（1997）和教育部、浙江省科技进步奖等多项。
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除了科研外，林正炎曾为本科生、硕士生、博士生开设10余门专业基础课和专业课，深得学生好评。至今已培养近100名硕士，10余名博士，其中很多学生现已是国内外知名学者。他曾被评为国家级有突出贡献中青年专家，浙江省首届功勋教师和首届国家级教学名师，浙江省首届特级专家，并获得全国五一劳动奖章。
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四名求是学子获得“数学奥运会”金牌
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谈起浙江大学数学系第二阶段的发展，已78高龄仍在从事科研的董光昌教授一脸欣慰，他高兴地说：那段时间，浙江大学数学系培养了一批在国际上有重要影响的杰出青年数学家，为中国现代数学的发展做出了重要贡献，其中林芳华、励建书和汪徐家等浙江大学毕业生成为国际数学家大会45分钟特邀报告人。
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素有国际数学“奥运会”之称的国际数学家大会已有百余年的历史。首届大会于1897年在瑞士举行，1900年巴黎大会之后每四年举行一次，除两次世界大战期间外，未曾中断过，现已成为最高水平的全球性数学科学学术会议。会议中的“一小时大会报告”和“45分钟报告”，一般被认为代表了世界近期数学科学中最重大的成果。
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董光昌教授说，国际数学家大会每隔4年一次，相当于国际奥运会每4年一次，作45分钟以上报告的人约百余人，大致相当于奥运会金牌数，因而在国际数学家大会上作45分钟报告，可以说是成年人的金牌选手（相对于少年组的国际数学奥林匹克竞赛而言）。
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1977级学生林芳华进入浙江大学数学系时，并不认为自己是一个出色的学生，但他碰到了郭竹瑞和董光昌两位好老师。作为数学系主持工作的副主任，郭竹瑞当时经常到学生寝室里抓学风，一次他推开林芳华寝室时发现他一人盘腿坐在上铺做功课，后来又听任课老师介绍有个函数的题目全班只有他一人做出来，于是开始关注林芳华。1981年在推荐毕业生出国留学时，开始五六个人的名单里并没有林芳华，郭竹瑞把他加了进去。当时董光昌刚好在美国明尼苏达大学做短期访问，该校数学系主任提出给浙江大学数学系一个留学生名额，于是林芳华就去了明尼苏达大学，并成为该校最优秀的学生。
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林芳华1982年出国留学，在读博士期间就在偏微分方程及应用上有很好的研究。1990年，时年31岁的林芳华被邀在日本京都国际数学家大会上作45分钟报告，这是时隔10年后中国数学家在最高级别的国际数学会议上重新出现的声音。近年，林芳华在刻画超导等方面所取得的研究进展更是引起了同行们的注目，他为此获得了5年一度专门奖励分析学科重要成就的美国数学会2002年度Bocher奖。林芳华现在是美国纽约大学讲座教授，美国艺术科学院院士，浙江大学长江特聘教授，浙江大学数学中心高级教授。
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在1994年国际数学家大会上作45分钟报告的励建书，本来是浙江大学土木系1978级的学生，但他对数学很感兴趣，提出想换专业。当时在土木系教数学的张彬老师发现他数学潜质很好，就把他推荐给郭竹瑞。经过严格的考试，成绩出色的励建书于1979年9月转入到数学系1978级学习。郭竹瑞专门为他一个人制定了一个教学计划。两年后，励建书与1978级的同学同时毕业。当时，康奈尔大学的福克斯教授在访问了中科院数学所后顺道访问浙江大学，郭竹瑞就向福克斯教授推荐励建书。面试后，福克斯非常满意，立即要励建书到康奈尔大学继续深造，给他提供奖学金。就这样，励建书顺利留学美国，并获博士学位。励建书现在是香港科技大学数学系教授、系主任，浙江大学长江特聘教授。
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还有一位“数学奥运会金牌”得主是董光昌教授的博士生汪徐家。汪徐家从1979年考入浙江大学数学系，在此学习、工作了16年，从本科生到博士生再到数学系副教授。由于在非线性偏微分方程研究领域的贡献，汪徐家成为2002年在北京召开的国际数学家大会45分钟特邀报告人。他现在是澳大利亚国立大学终身教授，南开大学长江特聘教授。
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除了这3位在国际数学家大会上作45分钟邀请报告的年轻数学家外，中国工程院院士沈昌祥等也是浙江大学数学系第二阶段培养的优秀人才。
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1998年9月，浙江大学四校合并，浙江大学数学系由原来的浙江大学应用数学系和杭州大学数学与信息科学系，以及浙江医科大学和浙江农业大学的基础部数学教研室合并而成，拥有两个数学国家理科人才基地，实力更加强大，学科更加齐全，开始了它开创新辉煌的征程。1999年，浙江大学数学系被批准设立一级学科博士点，2001年基础数学与应用数学又双双成为国家重点学科，2002年与2004年先后被纳入211二期与985二期项目建设行列，并于2002年新建数学中心，丘成桐先生担任中心主任。
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数学中心成立刮起霍金旋风
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2002年盛夏，美丽的西子湖畔掀起一股霍金旋风，这股旋风的起源则是浙江大学数学科学研究中心的成立。霍金正是应浙江大学数学中心主任、华裔科学家丘成桐教授的邀请来杭州参加该中心成立后的首个国际会议——2002弦理论国际会议，这也是当年8月在北京召开的国际数学家大会的一个卫星会议。
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素有“继爱因斯坦以来世界上最杰出的理论物理学家”之称的史蒂芬·霍金因病已完全不能说话，只能依靠安装在轮椅上的一个小对话机和语言合成器与人进行交谈。但就是在这种常人难以置信的艰难中，霍金提出了著名的黑洞理论，成为世界公认的引力物理科学巨人。他现在担任的剑桥大学卢卡逊讲座教授，是牛顿曾经担任过的职位，他的科普名著《时间简史》被世人所熟知。
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丘成桐在谈及他请霍金来杭的用意时曾说：“我是想让年轻人（中学生也好，大学生也好）觉得基础科学研究是有意思的。你看像霍金这样一个几乎完全不能动的人，在基础科学领域也能出这么大的成就，那年轻人有什么不可以的呢？”
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丘成桐是华人中唯一获得世界数学领域最高奖“费尔兹（Fields）奖”的科学家，美国科学院院士、哈佛大学教授。他最大的愿望就是“期望中国的数学是世界第一流的”。
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为了发展中国数学事业，1985年，数学大师陈省身先生回母校南开大学创办了南开数学研究所并担任首任所长。南开数学研究所是个开放式的研究机构，经常举办学术活动，请国内外的专家作学术讲座，吸引了全国很多老师、学生去听讲座、学习。当时董光昌等浙江大学老师也到南开听讲座、参加学术活动，听完讲座后董光昌等老师就在想，浙江大学也可以请一位知名数学家创办一个像南开这样的数学所。有了这样的想法后，浙江大学数学系于是通过林芳华与丘成桐先生建立了联系。
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1986年的初夏，丘成桐首次访问浙江大学时，在与时任浙江大学副校长的路甬祥多次商谈之后，就有意在浙江大学成立高等数学研究所。郭竹瑞回忆当时去机场接机时的情形笑着说：丘先生一下飞机看到我首先就问：“你能不能让数学系的厕所没有气味？”郭竹瑞说：“能，我一定能做到，我可以请一位校工专门负责欧阳纯美楼（数学系所在的办公楼）的厕所。”初次见面尚未寒暄先问厕所，足见丘成桐教授的直率。后来有一次郭竹瑞到美国探亲，在丘先生家里住了一晚，两人专门就浙江大学数学系进口原版杂志的事进行了讨论。
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1999年夏开始，在中科院王元、杨乐、龚昇先生，复旦大学谷超豪先生以及本校王斯雷先生等人的共同支持下，丘成桐与时任浙江大学校长的潘云鹤就在浙江大学建立一个开放性的国际数学科学研究机构进行了多次洽谈，并与浙江大学签订了第一个备忘录。2001年夏，浙江大学数学中心大楼在校友汤永谦先生的资助下破土动工。