卡門:他是航空和航天領域最傑出的元老,亦是錢學森的老師

“馮·卡門是航空和航天領域最傑出的一位元老,遠見卓識、敏於創造、精於組織……正是他獨具的特色。”

卡門:他是航空和航天領域最傑出的元老,亦是錢學森的老師

西奧多·馮·卡門

中國航天事業的奠基人錢學森的名字在中國可謂無人不知、無人不曉,而他的老師馮·卡門你又瞭解多少?

作為在航空、航天科學以及工程領域均有偉大創見和重要建樹的科學奇才,馮·卡門的學術智慧、科學思想、教育理念、品德個性等多方面,都對整個科學史和他身邊的人產生重要影響,錢學森也不例外。

《馮·卡門:錢學森的導師》一書,是馮·卡門與美國記者李·愛特生合作撰寫的一部人物自傳。難得的是,它既不是一本羅列科學技術成就的高深莫測的專著,也不是沉溺於花邊故事的八卦之作,而是可以在字裡行間深入馮·卡門的內心,看到他對人生、科學、技術、政治、教育等各個方面的體悟。

心算神童 卻被老爸嫌棄

馮·卡門記憶力極佳,這點可能是許多成功人士的共同特點。李·愛特生回憶,馮·卡門對生活細節有驚人的記憶力,朋友的結婚紀念日、有幾個孩子,甚至結婚禮服的款式都深深印刻於其內心,他的頭腦簡直就是一臺超強電腦。我想這點,一定對於寫作自傳極有助益,否則在年逾古稀之時回憶人生往事的一些細節一定特別困難。

卡門:他是航空和航天領域最傑出的元老,亦是錢學森的老師

馮·卡門是匈牙利猶太人,1881年出生於布達佩斯,父親是大學裡著名的教育學教授,母親也出身於學者家庭。母親所在的家族在布拉格王朝曾出過一名16世紀著名的數學家,發明了世界上第一個叫做哥姆勒的機器人。“想到我雙親的出色血統,我一開始就應該踏上科學的道路似乎是合乎邏輯的。”馮·卡門絲毫不掩飾自己的自豪和幽默。

馮·卡門一向信奉歌德的教導:“只有虛度光陰的人才謙虛。”而他的科學天賦早在孩童時代就初露端倪了。

與一般的小孩子家庭聚會上被大人安排表演唱歌和背誦不同,馮·卡門在孩童時代總是被大人拉到客廳中間,玩心算遊戲。一名男士示意大家保持安靜,然後頗有主持範兒地大聲說:“託多,心算一下,144567乘以19765等於多少?”

現場鴉雀無聲,馮·卡門則略一思索就報出答數。有人用筆紙驗算後,宣佈答案完全正確,大家驚歎地鼓掌大笑,還要再做幾次遊戲。

卡門:他是航空和航天領域最傑出的元老,亦是錢學森的老師

細心的馮·卡門發現,父親獨自遠遠地站在一邊看著人群中的他,臉色不是欣喜,而是非常不滿。

客人離開後,父親把馮·卡門叫到書房:“這倒是顯聰明的表演。但我要你答應我不要再去想數學了,明白嗎?”

父親早就對馮·卡門年少時顯露出的數學才能有所瞭解,在大多小孩子難以理解百分數之時,馮·卡門稍經點撥就做完了父親書房裡的一本百分數習題集,令父親頗感詫異。

父親認為小孩子心算乘出那麼長的數字是反常的,最終會成為畸形發展的人,而父親並不喜歡神童,他讓兒子用讀地理、歷史、詩歌代替做數學習題。長大了的馮·卡門對父親對自己的教育很是感激。在自傳中,他對父親的教育思想和未實現的教育夢有多次闡述,很是讚賞。

顧家男生 走上大學講壇

父親生病後,家裡經濟拮据,顧家的馮·卡門提出跟兩個哥哥一樣外出掙錢補貼家用。家裡覺得16歲的少年在人才市場上並沒什麼競爭力,於是支持他繼續學業。

說馮·卡門顧家是有根據的,他此後赴德國、美國等地工作生活,母親和妹妹都與他在一起。在馮·卡門位於美國的家中,擺放了許多家庭照片。他去世界各地訪問、旅行,隨身攜帶的舊公文包裡必然有各種文字的舊信件以及學生贈給他的紀念品,但他最珍視的要數母親和妹妹的照片了。

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回到馮·卡門的青年時代。在大學裡,他如願鑽研起酷愛的數學,同時廣泛涉獵歷史、文學等課程,一度還萌生了寫詩的慾望,對歌德的詩歌很感興趣。

學霸的求學之路自然是所向披靡。1908年,馮·卡門獲得德國格丁根大學博士學位,留校任專聘講師。在此期間,他對應用風洞解決流體運動問題產生很大興趣,開始研究航空問題。1911年他提出著名的“卡門渦街”,在國際空氣動力學界聲名鵲起。

由於專聘講師不是終身職務,又看不到晉升教授的希望,1912年,馮·卡門回到匈牙利應聘上了一所礦業學院的應用力學終身教授職位,但他對這個學校的環境並不滿意。

得知一名採礦工程師非常希望在此臨時代課,馮·卡門向學校請假1年,返回格丁根大學做研究的掃尾工作。1913年,馮·卡門從礦業學院正式辭職,任亞琛工學院航空學教授。他在亞琛工學院工作整整16年,之後去了美國加州理工學院。

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馮·卡門經常感慨,一些選擇往往影響一個人一生的命運。如果他當年留在礦業學院,可能一直就待在那裡,也可能娶了一個寡婦為妻,而與之後的人生軌跡大相徑庭。

在美國,馮·卡門非常認同加州理工學院院務委員會主席米利根的治校方法,米利根一改傳統大學自命不凡的高傲態度,選擇與工業界緊密結合開展教學科研工作。這樣的思路與馮·卡門的教育思想高度契合。

米利根對馮·卡門說:“我堅信,航空工業一定會被吸引到南加州來。我覺得依靠您的協助和古根海姆基金會的支持,加州理工學院一定能辦成全美國的航空中心。”

走向巔峰

在美國期間,馮·卡門指導古根海姆驗室和加州理工大學第一個風洞的設計和建設。在歐洲和美國的不同工作經歷,使他對不同國家的教育方式、科研文化和工程師特點有了更深體會。馮·卡門認為,培養出既懂基礎理論,又能運用理論研製新設備的工程師才是最重要的,而非科學家與工程師割裂開來,各幹一攤。

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馮·卡門本身也是同時在科學領域和工程方面均有重要建樹,具體研究領域涉及渦輪機、飛艇、滑翔機、噴氣飛機、火箭、導彈……甚至是橋樑、大壩、風力發電機等看似與他的研究方向關係不大的方面。

1936年的一天,馬利納、帕森斯和福曼三位年輕人走進馮·卡門的辦公室。他們提出一個不同尋常的要求,支持他們製造火箭。此前,年輕人向許多教授尋求過幫助,無一例外都被拒絕。

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1945年,錢學森(中)與老師馮·卡門(右)在德國考察

當時,火箭被認為沒有實際意義,毫無研究價值。一向對一些異想天開的思想感興趣的馮·卡門,對利用火箭探索空間同樣非常關注。早在1920年,在德國航空科學研究院組織的會議上,德國火箭先驅赫爾曼·奧伯特提出的飛船飛行方案被一些學者質疑,認為火箭和飛船根本無法擺脫地心引力。馮·卡門當即提出,能不能進入外層空間取決於把火箭造多大,採用什麼樣的推進劑,不能因為當時的條件無法實現能量轉換而全盤否定奧伯特的設想。

馮·卡門瞭解到三名年輕人以前所做的大量研究工作以及設計設想,決定同意他們在古根海姆驗室空閒時使用相關設備,並給予必要指導。後來,史密斯和來自中國的青年才俊錢學森也加入了研究小組。

之後,美國軍方對研究重型飛機的火箭助推起飛裝置表示出較大興趣,在經費上提供了有力支持,關於火箭的研究進展比較順利。1942年,他參與創建後來赫赫有名的航空噴氣公司。

1944年,二戰還在進行之時,高瞻遠矚的美軍將領阿諾德把馮·卡門請來,請他組織隊伍分析未來空中力量及空戰的發展方向,研究噴氣推進、火箭、雷達以及電子方面的新發明對未來戰爭的影響,規劃出未來20年、30年甚至50年的航空研究發展藍圖,以確保美軍未來的領先地位。

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知彼知己,方能百戰不殆。1945年5月,馮·卡門受命率領美國空軍顧問團飛赴德國考察納粹德國科研情況,錢學森也參加了此次調研。重返自己曾經工作生活的國度,目睹斷壁殘垣和貧苦百姓,馮·卡門百感交集,對戰爭與和平、正義與邪惡有了更深體會。

馮·卡門牽頭撰寫的調研報告命名為《展開新的視野》,論述了二戰中凸顯的技術特徵,也探討了“有組織的科學”對研製新式武器所起的決定性作用,提出研製導彈、人造衛星完全具備可能,並且“只有經常保持向科學請教的態度和不斷迅速跟上最新進展,才能保證美國的安全”。

與軍方的愉快合作,並不意味著馮·卡門是嗜好戰爭之人。在自傳最後,他引用了《聖經》舊約全書的一句話——要達到目的,最好有一根大棒;你不一定非用它不可,但有它你就能隨意說話,而不受干擾。這也是每一個國家都高度重視國防建設的原因。

“有朝一日,絕大部分科學力量將會造福於人類。”馮·卡門在自傳中樂觀地展望道。

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鑑於馮·卡門在科學、技術及教育事業等方面的卓著貢獻,美國國會決定將第一枚國家科學勳章授予他。

1963年2月18日,肯尼迪總統在白宮玫瑰園為年逾八旬的馮·卡門舉行授勳儀式。馮·卡門雙腳患有關節炎,走下臺階時,似乎由於疼痛,他停了下來。年輕的肯尼迪迅速走上前,扶住他的胳膊。

老人抬頭看看肯尼迪,把他的手輕輕推開,笑著說:“總統先生,走下坡路時是不用扶的,只有向上走時才需要拉一把。”


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