默苍离毒舌:钱学森的少年时代与留学美国

钱学森的少年时代与留学美国

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钱学森

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杂谈

 作者：YST

YST 本来想写一点陈水扁的烂帐分析，突然看到 Xuser的大作「钱学森的记者会」就改变了主意。我不很清楚 Xuser市长为什么会在这个时候谈到钱学森（对照陈水扁的记者会？），但是这个人物显然比陈水扁有意义，谈论钱学森的影响也比分析陈水扁国务机要费的烂帐与谎言更有价值。
 
钱学森一直是我很有兴趣的一位人物，因为世上有很多杰出的科学家，但是我不记得有任何一位科学家能像钱学森一样在政治上这么轰动，能像钱学森一样对一个主要国家产生如此深远的影响。由于中国是一个崛起的大国，飞弹又是军事科技与太空科技领域中最重要的技术，钱学森对中国军事现代化的贡献是震动全世界的。
 
钱学森是中国近代科学界的传奇人物。从父母的特殊家教，中学开明教育下的成长，优良的大学教育，出国学习与世界顶尖高手过招，战争时期的杰出科学成就，回国探亲，再回美国就职，陷入政治漩涡几乎丧命，周恩来总理的援救，离开美国返回祖国，从无到有建立中国的导弹工业与航天工业，九十五岁高龄至今仍然精神清醒和意志坚定．．．．，多么传奇的一生！
 
钱学森随便一段生涯故事都可以拍一部引人入胜的电影，它曲折的程度、牵涉的科技面、引发的新工业与军事革命、产生的政治和经济影响，每一样都远远超过「美丽心灵」（A Beautiful Mind）的主角约翰．纳许（John Nash）。如果做一个比较，钱学森在美国的研究工作直接导致美国航空与太空工业的世界领先，钱学森为中国建立的导弹工业与航天工业体系，他定下的长期发展目标和他培养出来的科技徒子徒孙，在国际列强的斗争中掀起了滔天巨浪、不断地改变列强在全球势力范围的地图；约翰．纳许的美丽心灵所创造的「平衡点」（Equilibrium Point)不过是学术象牙塔里的小涟漪，只有凤毛麟角不到1%的经济学家能够欣赏这个纯学术的成就，出了这个象牙塔就什么都感受不到了。
 
为了不使文章的篇幅过长，我将分三次来介绍钱学森的传奇生涯。
 
钱学森，浙江省杭州市人，１９１１年１２月１１日生于上海。钱学森出生在一个知识分子的家庭，他的父亲钱均夫曾经留学日本，学习历史、地理和教育，民国时期在教育部任职。钱学森三岁随父母进京，钱均夫不让儿子读私塾，而是让他接受正规的现代教育。钱学森到了北京后上过蒙养院（幼儿园），女师大附小（今北京市第二实验小学）、师大附小（今北京市第一实验小学）和师大附中。
 
中学教育是一个人智慧启发非常重要的阶段。北京师大附中的高中文理分科，钱学森读的是理科。他后来认为师大附中的教育对他日后的成长有重大影响，是他一生之中难忘的一段经历。
 
师大附中的校长林砺儒（新中国成立后曾任中共的教育部副部长）制定了一套以启发学生兴趣和智力为目标的教学方案，很有成效。学生专心学习，也尽情玩耍，不做临考磨枪的事，也不追求满分，能考八十分以上就是好学生了，但是这八十分是真正学到的、扎扎实实的知识。化学老师让学生自由到化学实验室做各种实验；国文老师除了讲授语文之外，还经常讨论时事，传达对人民、社会、国家的关心；几何老师傅种孙已经是北京师范大学的数学讲师，讲解透彻，钱学森后来回忆在中学听傅老师的几何课，使他第一次得知什么是严谨的科学；生物老师俞谟（新中国成立后改名俞君适，是江西南昌大学生物系教授）常常带他们到野外采集生物样品，制作生物标本，培养了钱学森较为广泛的科学兴趣。钱学森对老师们的教诲感激不尽，他后来说：“我能为国家为人民做点事，也是与中小学老师的教育分不开的！”
 
钱学森小时候立志效法早期留美学人詹天佑，准备对中国的铁路工程做出贡献。一九二九年中学毕业，由于受到孙中山先生【建国方略】的启发，钱学森考入上海交通大学机械系，立志要实践孙中山先生所勾画出的宏伟的铁路蓝图。但是他的大学时代历经了「九一八事变」与「一二八战争」，钱学森看到日本对中国的种种侵略和残暴行为，使他转变志趣到军事科学。尤其是亲眼目睹了蔡廷锴将军率领十九路军在上海慷慨悲壮抗击日寇的战争场面，钱学森认为中国要战胜日本单靠军人的英勇是不够的，还要有现代化的武器，特别是强大的空军。于是他到图书馆里钻研航空工程的书籍，钱学森的志趣开始从设计火车头逐渐转向为发展航空事业。
 
交大毕业后，钱学森考取清华大学留美研究生（也就是庚子赔款奖学金），赴美攻读飞机设计。一九三五年８月，钱学森赴美，进入美国麻省理工学院航空系学习。钱学森这才发现，他的母校上海交大完全是按照当时麻省理工学院的模式办的，连教学和实验大纲都一样。所以钱学森对这里的学习环境一点也不感到生疏，学习起来游刃有余。一年后取得麻省理工学院的硕士学位。
 
由于外国学生在美国航空工厂实习不受欢迎，迫使钱学森的研究方向从航空工程转为航空理论。钱学森的父亲有位挚友叫蒋百里，是民国时期的军事理论家。蒋百里在欧洲考察后认为德国空军之所以能够得到迅速的发展是得益于航空飞行理论扎实的基础研究，因此他也鼓励钱学森钻研航空理论。于是钱学森转往加州理工学院师从著名的空气动力学教授冯卡门攻读博士。
 
冯 卡门（Theodore von Karman）是出生于匈牙利的犹太人（记得杨振宁的老师，氢弹之父，泰勒博士也是匈牙利籍的犹太人），１９０６年进入德国哥丁根大学机械研究所，跟随现代流体力学的创始人普朗特教授攻读博士学位。普朗特（L. Prandtl, 1875-1953,德国）是空气动力学的先驱。１９０４年，普朗特在边界层和机翼理论上取得决定性的进展，解决了困惑航空界多年的飞行阻力来源以及机翼设计的问题。１９２２年，普朗特让贤，推荐冯卡门接替他在哥丁根大学「应用机械研究中心主任」的职务。一九三０年，德国反犹太人的风声日紧，冯卡门预感不祥，便答应加州理工学院的邀请移居美国，把哥丁根的自由学风和德国先进的航空理论带到美国，成为应用力学最受尊敬的教授。
 
１９３６年，钱学森从东海岸的波士顿来到西海岸的加州理工学院，拜见了这位力学大师，并对大师提出的问题作出精确、简明的回答。于是冯卡门欣然接纳钱学森为自己的博士研究生。
 
上世纪的三０年代，世界各国飞机的飞行速度和飞行高度是空军实力强弱和空战胜负的关键。当时的航空工程面临两大难题：
1.当飞机的速度接近音速时，空气的压缩对飞行器的性能有什么影响？
2.寻求超音速飞行器的理论指导与技术设计。
 
美国当时的航空工业对比欧洲是处于落后阶段的，为了赢得战争，美国解决这两大难题迫在眉睫。这两个全新的课题就是钱学森博士论文的研究方向。
 
一九三九年钱学森以四篇博士论文获得加州理工学院航空和数学的双博士学位。这四篇论文解决了上面所述的两大难题。
钱学森论文的第一部份提出并解决了飞机在高速飞行时会产生“热障”问题。那时候没有计算器，钱学森对热的传导提出了复杂的数学计算，用一种新的近似值连续算法精确计算出飞机在高速飞行时受到空气阻力所产生的热效应。
钱学森论文的第二部份是飞机在高速飞行时，如何计算器翼表面压力的分布状况。当时航空界已知的计算方法只适用于机翼较薄、飞行速度较慢（低于零点五马赫）的飞机。冯卡门提出命题，钱学森找到了答案，师徒二人共同解决了这个航空动力学的基础问题，发表了著名的「卡门—钱学森公式」，又称「卡门—钱学森方法」。这是航空科学史上闪闪发光的一页。
“热障”理论和「卡门—钱学森公式」是所有航空飞行器的指导理论，在第二次世界大战期间以及二战以后很长一段时间，都被世界各国广泛应用于超音速飞机的设计与制造，直到电子计算器被广泛应用。
 
钱学森获得博士学位后并未立即返国，而是和他的老师冯卡门一起从事一项新武器的研究，那就是飞弹。这是一个革命性的武器，我想任何伟大的科学家都无法抵抗这么大的诱惑。由于世界大战的爆发，美国科学界那时候从事三种最重要的军事研究，那就是飞弹、雷达、与原子弹。钱学森他们师徒二人是美国，也是同盟国，研究飞弹科技的创始人。
 
钱学森学成后有没有回国呢？有的。当第二次世界大战的硝烟几乎已经散掉，钱学森已是著名的科学家了。他在一九四七年的夏天回国探亲，拜访了他的母校——上海交通大学，并且在交通大学、浙江大学、和清华大学作学术演讲。
 
在一九四七年钱学森回国探亲期间，国民政府通过胡适出面，邀请钱学森回国出任北京大学校长和上海交通大学校长等职，但是被钱学森拒绝。钱学森后来说，在当时那种情形下，他不愿回来为国民党“装点门面”。如果这是真的，那么钱学森的确是有负「庚子赔款奖学金」所应尽的义务。
 
但是我有印象，那时候上海交通大学虽然有意聘请钱学森为校长，但最终被高层否决，原因是他太年轻（钱学森当时三十六岁）。YST 如果记错，请众网友指正。如果这是事实，有这样一段小插曲不知是否就算对得起「庚子赔款奖学金」了。
 
这段探亲期间，钱学森在上海与父亲挚友蒋百里的女儿蒋英女士（声乐家）结婚，然后回到美国。从１９４６年到１９４９年，钱学森都在麻省理工学院执教，并且从副教授晋升为教授。
 
YST 用一张钱学森与蒋英的新婚照片来结束第一段对钱学森生平的叙述。
 
图1  一九四七年，在上海完婚后的钱学森将返回美国，妻子蒋英去机场送行。
 
上面这张照片太模糊了，看不清新娘子蒋英的真面目。我在下面贴一张她的大照片，叫你们看看每个成功的男人后面果真有一个了不起的漂亮女人。蒋英生于一九一九年，是蒋百里第三个女儿，也是武侠小说大师金庸的表姐。
 
蒋英自幼喜爱音乐，一九三七年进入德国柏林音乐学院进修，成为女高音声乐家。１９４６年蒋英学成归国，在上海举办首次演唱会，引起轰动。
 
蒋百里与钱学森之父是同窗好友，蒋英与钱学森青梅竹马，为了钻研科学，他们推迟了婚期，钱学森到三十六岁才结婚。蒋英不但是钱学森生活上的好伴侣，也是他事业上的好帮手。
 
图2  钱学森的妻子蒋英，她是军事家蒋百里的三女儿，是蒋百里四个女儿中最美丽也最聪明的一个。