卡门:他是航空和航天领域最杰出的元老,亦是钱学森的老师

“冯·卡门是航空和航天领域最杰出的一位元老,远见卓识、敏于创造、精于组织……正是他独具的特色。”

卡门:他是航空和航天领域最杰出的元老,亦是钱学森的老师

西奥多·冯·卡门

中国航天事业的奠基人钱学森的名字在中国可谓无人不知、无人不晓,而他的老师冯·卡门你又了解多少?

作为在航空、航天科学以及工程领域均有伟大创见和重要建树的科学奇才,冯·卡门的学术智慧、科学思想、教育理念、品德个性等多方面,都对整个科学史和他身边的人产生重要影响,钱学森也不例外。

《冯·卡门:钱学森的导师》一书,是冯·卡门与美国记者李·爱特生合作撰写的一部人物自传。难得的是,它既不是一本罗列科学技术成就的高深莫测的专著,也不是沉溺于花边故事的八卦之作,而是可以在字里行间深入冯·卡门的内心,看到他对人生、科学、技术、政治、教育等各个方面的体悟。

心算神童 却被老爸嫌弃

冯·卡门记忆力极佳,这点可能是许多成功人士的共同特点。李·爱特生回忆,冯·卡门对生活细节有惊人的记忆力,朋友的结婚纪念日、有几个孩子,甚至结婚礼服的款式都深深印刻于其内心,他的头脑简直就是一台超强电脑。我想这点,一定对于写作自传极有助益,否则在年逾古稀之时回忆人生往事的一些细节一定特别困难。

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冯·卡门是匈牙利犹太人,1881年出生于布达佩斯,父亲是大学里著名的教育学教授,母亲也出身于学者家庭。母亲所在的家族在布拉格王朝曾出过一名16世纪著名的数学家,发明了世界上第一个叫做哥姆勒的机器人。“想到我双亲的出色血统,我一开始就应该踏上科学的道路似乎是合乎逻辑的。”冯·卡门丝毫不掩饰自己的自豪和幽默。

冯·卡门一向信奉歌德的教导:“只有虚度光阴的人才谦虚。”而他的科学天赋早在孩童时代就初露端倪了。

与一般的小孩子家庭聚会上被大人安排表演唱歌和背诵不同,冯·卡门在孩童时代总是被大人拉到客厅中间,玩心算游戏。一名男士示意大家保持安静,然后颇有主持范儿地大声说:“托多,心算一下,144567乘以19765等于多少?”

现场鸦雀无声,冯·卡门则略一思索就报出答数。有人用笔纸验算后,宣布答案完全正确,大家惊叹地鼓掌大笑,还要再做几次游戏。

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细心的冯·卡门发现,父亲独自远远地站在一边看着人群中的他,脸色不是欣喜,而是非常不满。

客人离开后,父亲把冯·卡门叫到书房:“这倒是显聪明的表演。但我要你答应我不要再去想数学了,明白吗?”

父亲早就对冯·卡门年少时显露出的数学才能有所了解,在大多小孩子难以理解百分数之时,冯·卡门稍经点拨就做完了父亲书房里的一本百分数习题集,令父亲颇感诧异。

父亲认为小孩子心算乘出那么长的数字是反常的,最终会成为畸形发展的人,而父亲并不喜欢神童,他让儿子用读地理、历史、诗歌代替做数学习题。长大了的冯·卡门对父亲对自己的教育很是感激。在自传中,他对父亲的教育思想和未实现的教育梦有多次阐述,很是赞赏。

顾家男生 走上大学讲坛

父亲生病后,家里经济拮据,顾家的冯·卡门提出跟两个哥哥一样外出挣钱补贴家用。家里觉得16岁的少年在人才市场上并没什么竞争力,于是支持他继续学业。

说冯·卡门顾家是有根据的,他此后赴德国、美国等地工作生活,母亲和妹妹都与他在一起。在冯·卡门位于美国的家中,摆放了许多家庭照片。他去世界各地访问、旅行,随身携带的旧公文包里必然有各种文字的旧信件以及学生赠给他的纪念品,但他最珍视的要数母亲和妹妹的照片了。

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回到冯·卡门的青年时代。在大学里,他如愿钻研起酷爱的数学,同时广泛涉猎历史、文学等课程,一度还萌生了写诗的欲望,对歌德的诗歌很感兴趣。

学霸的求学之路自然是所向披靡。1908年,冯·卡门获得德国格丁根大学博士学位,留校任专聘讲师。在此期间,他对应用风洞解决流体运动问题产生很大兴趣,开始研究航空问题。1911年他提出著名的“卡门涡街”,在国际空气动力学界声名鹊起。

由于专聘讲师不是终身职务,又看不到晋升教授的希望,1912年,冯·卡门回到匈牙利应聘上了一所矿业学院的应用力学终身教授职位,但他对这个学校的环境并不满意。

得知一名采矿工程师非常希望在此临时代课,冯·卡门向学校请假1年,返回格丁根大学做研究的扫尾工作。1913年,冯·卡门从矿业学院正式辞职,任亚琛工学院航空学教授。他在亚琛工学院工作整整16年,之后去了美国加州理工学院。

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冯·卡门经常感慨,一些选择往往影响一个人一生的命运。如果他当年留在矿业学院,可能一直就待在那里,也可能娶了一个寡妇为妻,而与之后的人生轨迹大相径庭。

在美国,冯·卡门非常认同加州理工学院院务委员会主席米利根的治校方法,米利根一改传统大学自命不凡的高傲态度,选择与工业界紧密结合开展教学科研工作。这样的思路与冯·卡门的教育思想高度契合。

米利根对冯·卡门说:“我坚信,航空工业一定会被吸引到南加州来。我觉得依靠您的协助和古根海姆基金会的支持,加州理工学院一定能办成全美国的航空中心。”

走向巅峰

在美国期间,冯·卡门指导古根海姆验室和加州理工大学第一个风洞的设计和建设。在欧洲和美国的不同工作经历,使他对不同国家的教育方式、科研文化和工程师特点有了更深体会。冯·卡门认为,培养出既懂基础理论,又能运用理论研制新设备的工程师才是最重要的,而非科学家与工程师割裂开来,各干一摊。

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冯·卡门本身也是同时在科学领域和工程方面均有重要建树,具体研究领域涉及涡轮机、飞艇、滑翔机、喷气飞机、火箭、导弹……甚至是桥梁、大坝、风力发电机等看似与他的研究方向关系不大的方面。

1936年的一天,马利纳、帕森斯和福曼三位年轻人走进冯·卡门的办公室。他们提出一个不同寻常的要求,支持他们制造火箭。此前,年轻人向许多教授寻求过帮助,无一例外都被拒绝。

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1945年,钱学森(中)与老师冯·卡门(右)在德国考察

当时,火箭被认为没有实际意义,毫无研究价值。一向对一些异想天开的思想感兴趣的冯·卡门,对利用火箭探索空间同样非常关注。早在1920年,在德国航空科学研究院组织的会议上,德国火箭先驱赫尔曼·奥伯特提出的飞船飞行方案被一些学者质疑,认为火箭和飞船根本无法摆脱地心引力。冯·卡门当即提出,能不能进入外层空间取决于把火箭造多大,采用什么样的推进剂,不能因为当时的条件无法实现能量转换而全盘否定奥伯特的设想。

冯·卡门了解到三名年轻人以前所做的大量研究工作以及设计设想,决定同意他们在古根海姆验室空闲时使用相关设备,并给予必要指导。后来,史密斯和来自中国的青年才俊钱学森也加入了研究小组。

之后,美国军方对研究重型飞机的火箭助推起飞装置表示出较大兴趣,在经费上提供了有力支持,关于火箭的研究进展比较顺利。1942年,他参与创建后来赫赫有名的航空喷气公司。

1944年,二战还在进行之时,高瞻远瞩的美军将领阿诺德把冯·卡门请来,请他组织队伍分析未来空中力量及空战的发展方向,研究喷气推进、火箭、雷达以及电子方面的新发明对未来战争的影响,规划出未来20年、30年甚至50年的航空研究发展蓝图,以确保美军未来的领先地位。

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知彼知己,方能百战不殆。1945年5月,冯·卡门受命率领美国空军顾问团飞赴德国考察纳粹德国科研情况,钱学森也参加了此次调研。重返自己曾经工作生活的国度,目睹断壁残垣和贫苦百姓,冯·卡门百感交集,对战争与和平、正义与邪恶有了更深体会。

冯·卡门牵头撰写的调研报告命名为《展开新的视野》,论述了二战中凸显的技术特征,也探讨了“有组织的科学”对研制新式武器所起的决定性作用,提出研制导弹、人造卫星完全具备可能,并且“只有经常保持向科学请教的态度和不断迅速跟上最新进展,才能保证美国的安全”。

与军方的愉快合作,并不意味着冯·卡门是嗜好战争之人。在自传最后,他引用了《圣经》旧约全书的一句话——要达到目的,最好有一根大棒;你不一定非用它不可,但有它你就能随意说话,而不受干扰。这也是每一个国家都高度重视国防建设的原因。

“有朝一日,绝大部分科学力量将会造福于人类。”冯·卡门在自传中乐观地展望道。

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鉴于冯·卡门在科学、技术及教育事业等方面的卓著贡献,美国国会决定将第一枚国家科学勋章授予他。

1963年2月18日,肯尼迪总统在白宫玫瑰园为年逾八旬的冯·卡门举行授勋仪式。冯·卡门双脚患有关节炎,走下台阶时,似乎由于疼痛,他停了下来。年轻的肯尼迪迅速走上前,扶住他的胳膊。

老人抬头看看肯尼迪,把他的手轻轻推开,笑着说:“总统先生,走下坡路时是不用扶的,只有向上走时才需要拉一把。”


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