首页 理论教育 钱学森与工程科学:科学与教育思想研究

钱学森与工程科学:科学与教育思想研究

时间:2023-11-30 理论教育 版权反馈
【摘要】:钱学森在加州理工学院的经历郑哲敏中国科学院力学研究所院士感谢鹿明书记刚才关于我的介绍。钱学森晚年很关心大学的教育,以及怎么样改善我们大学教育,使之能更多更好地培养科学技术人才。当时钱学森在美国已经是非常知名的一个科学家、教授,已经是所在学术领域中顶尖的人物。钱学森要回来的时候已经是美国科技界的领军人物,或者已经被当作航空界的接班人。技术和科学是分开发展的,工程学的发展也是两条线。

钱学森与工程科学:科学与教育思想研究

钱学森在加州理工学院的经历

郑哲敏

中国科学力学研究所院士

(2011年4月在中国科学技术大学的报告)

感谢鹿明书记刚才关于我的介绍。

钱学森先生是咱们这个学校的创始人之一,同时也是我们力学所的创始人。他主张办中国科技大学的原因之一就是想贯彻理工结合的理念。因此我想讲一讲这个理念的一些来源,他自己的成长历程,以及他为什么会形成这个理念。钱学森晚年很关心大学的教育,以及怎么样改善我们大学教育,使之能更多更好地培养科学技术人才。所以我今天想介绍这样一个大家都认可的科技界领军人物,他的成长足迹的一个片断,介绍他在加州理工学院的一段经历,以及他如何在这个经历之中成长为一位知名的科学家。他具有标志性的一个理念,就是他提出来的工程科学的思想。

钱先生从1937年到1955年的18年,确实有一段不同寻常的经历,一般的研究生,一般的教师恐怕都很少有他的这样的经历,包括外国人在内。他在国内的经历我想报纸上也介绍很多了,所以就不讲了。记得当年美国移民局把他押送离境的时候,美国报纸上有很多宣传,很多报道。当时钱学森在美国已经是非常知名的一个科学家、教授,已经是所在学术领域中顶尖的人物。这张幻灯片上的照片是加州理工学院的代表马勃教授授予他杰出毕业生奖状的留影。照片中的这位是钱学森的夫人蒋英先生。我想从这儿开始说起。钱学森要回来的时候已经是美国科技界的领军人物,或者已经被当作航空界的接班人。我想讲一讲他成长的历程,包括成长的环境和本人的条件,以及对我们有什么启发。

大家都知道,他少年时期的家庭背景具有深厚的文化积淀。在生活方面、做人方面都受到严格的教育。面临虚弱受欺凌的中国,他有着很强的奋发图强、富国强民的愿望。在高中时期,他很喜爱自然科学。所以他直到去世之前都还清楚地记得那时的一些事情。这些情况一般大家也都知道,我就不去着重讲了。

他到美国那一年是1935年,先到麻省理工学院,进航空系学航空工程。钱先生在交通大学学的是机械,而且着重学机车车头。但当时他的兴趣其实在自然科学方面,在课外参加了许多关于自然科学方面的活动。毕业以后考取了清华的庚款留美,他选择了考航空工程,因为对当时危难中的中国来说,对飞机的需要显然比火车更加迫切。要让飞机飞上去,在重量、强度和安全性上有很多特殊的要求,需要把力学知识用到极致,所以航空是学术内容更多的一个行业,他毅然转学航空工程。他考取了清华准备留美后,清华的教授考虑到他是机械系出身,所以把他留了一年,安排他在国内能学习了解一下航空方面的一些情况。现在力学所还存有他当时到飞机工厂考察的一些手稿。我还记得他有一个笔记本,上面专门细致地画了飞机控制系统的一些滑轮、钢索。因为那时的飞机不是靠电控制的,而是靠拉杆、滑轮和钢索来操纵飞行的,所以他画了一些很详细的图。到美国以后,他不太满意麻省理工学院的教学方式,他认为那里工程性、经验性的东西太多,而理论性不够多;再加上作为中国人到美国,没有去工厂实习的机会,所以他取得硕士学位以后,就作出了新的选择,决定到加州理工学院去继续深造。

当然过去的工学院与现在的工学院不大一样,大家知道最典型是在德国。德国从中学时期开始,就把学生分成两类,一类将来进大学,走大学(University)这条线。还有一类就是去学技术,搞机械,走工科学校这条线,当时这类学校有另外一个名字,叫高等技术学校(Technische Hochschule)。这最早是德国的一种体制。再往前推,在法国也是有不同的体制,如法国拿破仑建立工科性学校,这最早是统称,即school的意思,例如师范学校(培养公务员)、多科性工科大学桥梁与道路大学等等。一般再往前推,纯粹自然科学是在教会里搞的,从教会后来发展出学院和大学。工科涉及的内容是在手艺人手里。手艺人组成行会,有他们的行规。不同手艺,你必须承认行规,要有行业执照。技术和科学是分开发展的,工程学的发展也是两条线。到了19世纪末进入20世纪,这种分头发展开始发生了变化。那些比较具有经验性的一类学科在20世纪初发生了变化,特别在第二次世界大战以后取得显著的发展,下面我想详细说一说。

加州理工学院

首先想讲一讲加州理工学院的情况,因为我也在那里待过,给大家介绍一下。

加州理工学院这个学校正式成立于1920年,它的前身是地方上很不起眼的一个小的技术学校,有时叫University,有时叫工程学院,不断地改换名字。到1920年,由罗伯特·A·密立根(Robert A.Millikan)出任校务委员会主席,来掌握这个学校的发展,这个名字就改成了California Institute of Technology,简称Caltech,即加州理工学院。

建校“三杰”

这个学校的兴起主要靠三位杰出人才。加州理工学院旁边有一个天文台,叫做威尔逊天文台,它在山顶上,加州理工学院在山脚下。天文台台长叫乔治·E·海耳(George E.Hale),他是太阳光谱仪的发明者,是美国科学院的院士。他很关心地方上的科学技术教育,他有一个非常强烈的主张:理工要结合,其基础是数学物理。这个理念为另外两位合作者所接受,一个是罗伯特·A·密立根(Robert A.Millikan),另一个是阿瑟·诺伊斯(Arthur A.Noyes)。乔治·E·海耳本人是天文系毕业的。罗伯特·A·密立根,我想大家都知道这个名字,他是做了两个实验出名的,一个是用油滴测量单个电子电荷,是在世界上第一个测得电子电荷这一基本物理量的。爱因斯坦发表了基于光电效应实验的那篇电波双重性的论文,密立根是第一个用实验直接测量普朗克常数的人,这个工作是在芝加哥大学做的,当时他是芝加哥大学的教授。阿瑟·诺伊斯曾经是麻省理工学院的物理化学教授。这三人志同道合,被称为建校“三杰”。

他们三人还有一个共同的经历。乔治·E·海耳不仅是个科学家,而且还是个社会活动家。在美国参加第一次世界大战前,他们三人都有一个共同的见解,认为美国要有所准备,当时美国的孤立主义是很严重的,不参加欧洲的战事。所以乔治·E·海耳就找到总统,说要在美国科学院下面建立一个NRC,这在今天是一个很著名的机构。后来战争开始以后,他们三人都负责一些军工项目。当时美国的条件是很差的,黄色炸药TNT在美国是不生产的,要从欧洲特别是德国进口;美国的飞机有各种制式、品牌繁杂,能打仗的大概也就七八十架。所以他们在NRC中开始解决实际问题,罗伯特·A·密立根搞探测德国的潜艇,阿瑟·诺伊斯搞黄色炸药生产。他们都在乔治·E·海耳是头,另外两位当他的助手。

战后,这三个人都到了加州理工学院。罗伯特·A·密立根是1920年左右到的,到了1927年,这个学校发表的物理学方面的文章已经在美国占第一位了。不久,罗伯特·A·密立根自己也得了诺贝尔奖。他培养的学生卡尔·安德尔森(Carl Anderson)是发现正电子的人。我们赵忠尧先生和他是差不多时候做同类事情,但是机会让卡尔·安德尔森拿到了,得了诺贝尔奖。罗伯特·A·密立根还有一个学物理的学生Charles Richter,是发明里氏震级的人。这个学校办的生物也好,地学也好,物理化学也好,主要以数学和物理为基础,很强调数学和物理的教学。在化学方面,强调结构与性质的关系,对晶体结构、各种结构研究得非常细,很早就用量子力学研究物质的结构。学校本身培养的学生中,很早就出了个莱纳斯·泡令(Linus Pauling),搞化学的人都知道他,也是诺贝尔奖得主。然后学校又把哥伦比亚大学摩根(Thomas H.Morgan)请来,那时候他已50多岁了,用500万美元给他建实验室,把摩根的整个小组给请来了,摩根的工资当时差不多达到2万美元,这是在1920年代末,摩根后来也在这个学校获得诺贝尔奖。然而在1920年,这个学校并不起眼。

说到航空方面,美国有个丹尼尔-弗洛伦斯·古根海姆(Daniel and Florence Guggenheim)基金会。第一次世界大战期间,美国飞机生产能力从每年几十架,发展到了每年1万到2万架。但是战争结束不久,空军人员一退伍就失业了,飞机生产过剩也没有人要,所以美国航空业进入一个非常低潮的时期。驾驶员后来干什么职业呢,搞航空表演、卖艺,在农场上空表演特技飞行,搞这样的事情,非常萧条。后来航空业逐渐发展起来,首先用飞机送信,然后是运送少数乘客,再慢慢发展出民航。在这个基础上,航空业发展起来了。古根海姆基金会想在7个学校建航空系,但其中没有Caltech。校长密立根专程就去找Guggenheim,说我也要办航空系,我是以理论研究为主的,并以数学物理为基础。其他那几个学校的航空系都太技术性,经验的东西太多,我办的是有特色的,科学性要加强。然后请西奥多·冯·卡门来当航空系的主任。西奥多·冯·卡门此前是在德国,原籍匈牙利。

传奇般的导师

西奥多·冯·卡门是一个传奇式的人物,他原先是德国哥廷根大学普朗特教授的研究生,在哥廷根大学拿的博士。有一段时间他不知道自己是应搞力学还是搞物理。大家查一查可以查到,他那时很彷徨,在理论物理学方面,他同马克斯·波恩(Max Born)发表过一篇文章,叫“晶格的动力学”,黄昆先生的著作是在这以后发表的。这在物理方面、在固体物理学中是很重要的一篇文章。西奥多·冯·卡门的一个目标是希望在哥廷根大学待下去,当教授,哥廷根大学有一批人也替他活动,包括力学家普朗特,理论物理学家马克斯·波恩等都曾为他活动,后来没有成功。那是希特勒时代,这些人都是犹太人。犹太人介绍犹太人,就犯忌讳了,所以他就没当成哥廷根大学的教授,后来去了Aachen大学,专搞航空。

卡门在航空方面的贡献,一个是卡门涡街。搞力学的人都知道。涡街正是流体中运动物体受到振荡力的来源,这是一个很重要的成果。再说,为什么在风的作用下物体发生振荡,人们可以用卡门涡街对这种自然现象给出了第一个解释。卡门求得了湍流边界层的相似解,这个公式现在各行各业都在用,例如大气边界层的对数律,就源自卡门的湍流边界层理论。在飞机结构方面,他还协助当地的航空工厂,创造了金属蒙皮结构,这是航空工业一次革命性的变革。正因为卡门在航空理论方面卓有贡献,所以加州理工学院把卡门请了去。

南加州天气非常好,几乎是四季如春,飞机制造需要大广场、大篷子和户外作业,这样生产效率才能提高。所以密立根给古根海姆的一个理由就是我们南加州天气好,航空工业会在这里有大发展,因此把航空系办了起来,并把卡门请去当系主任。

所以这个学校的办法,就是高价聘请一些很有学术成就的人,给他资源,给他指挥权,让他放手去做。所以这个学校不断出现诺贝尔奖获得者,短短的60年来有30多位诺贝尔奖获得者。其中有的是本校毕业生,有的是老师。所以看起来办一个学校也容易也不容易,几十年就行了,加州理工学院没多长历史,赶不上北大,赶不上清华,今年清华有100年历史了。创办一个学校,只要方针对头,人找得对,一定能办成一个好学校。

这个学校还有一个特色,就是学术交流非常频繁,老师和学生的关系非常平等。我在那儿的时候,美国西部大学与东部大学就存在一点差别,西部大学看到老师直呼其名,叫小名,上课老师可以不系领带。在东部大学老师还要系领带,学生对老师还要称某某教授。在西部大学比较随便。

卡门与钱学森

钱学森是1936年去加州理工学院的,在冯·卡门的回忆录里,卡门写到,他第一次见面就非常喜欢钱学森。这两个人有“缘分”,超过了一般研究生与导师的关系,有点像父子关系,有点像师傅和徒弟之间的关系,关系是非常密切的。按照卡门的说法,他有些思路,还没有完全澄清,通过与钱学森交换意见或讨论,可以使他的一些思想更加明确、清晰起来。还有,听马勃讲,钱学森是比较刻苦的,卡门有什么新想法,有什么问题,就提出来,很多问题钱学森连夜就给解决了,所以钱成为冯·卡门离不开的一位很亲密的助手。(www.xing528.com)

卡门在很多场合给钱学森创造了很多机会。比如,钱的学位论文共有四个部分,其中有一个部分讨论空气的可压缩性修正。当时在航空界,飞机速度逐渐快起来了,空气的可压缩性变得重要起来,怎么样来计算机翼的升力,要考虑到空气的可压缩性,要对过去不考虑可压缩性的理论公式进行修正。卡门出了个主意,说以前俄罗斯人恰普雷金做过这类修正,就是把空气的压力p和密度ρ之间的非线性关系曲线,即等熵的pρ关系曲线,用曲线上某一点的切线来近似代替这条曲线,求出了问题的近似解。但是结果不符合实验情况。卡门认为这个切线近似方法还是可以采用的,但是建议要改换一个切点。这个想法有一定物理依据,但毕竟只是一种猜想,对不对也不一定。就把这个猜想交给钱学森来做,钱学森经过很详细的计算,找了很多的换算关系,终于找到了一种办法,很简单地把可压缩性作出了修正,并把它运用到机翼上去。我曾经听钱先生说过,对结果的好坏,当时统统要做实验验证,他就有点紧张,到底能不能经得起实验考核,并没有充分把握。好在实验结果比他预期的还要好,于是被设计师采用了。又比如,他后来做的壳体的稳定性研究,这在当时的航空界也是个难题。假如大家到飞机场看去,在西安、上海都有很大的波音飞机,你看那么大的飞机,机身只是一个薄薄的壳体,没什么大梁撑着,就像个鸡蛋壳似的,我想很多人看了就可能不敢坐飞机了,但现在的飞机确实是安全的,这里边很重要的就是薄壳受力以后的稳定性问题。这是钱学森毕业后的独立的工作,也是在卡门影响下做的。他们两个联合发表了壳体稳定性的文章,把物理机理说得非常清楚,但数学上用的是近似的解法。钱学森做的都是些很重要的问题,他不一定求一个非常精确的解,但要在物理上进行深入的探讨,求出一个近似解就可以了。把道理说清楚了,给出了有用的计算公式,钱学森一般就满意了,他不会纠缠在同一个问题上没完没了,搞得细而又细。机理问题清楚了,你要过细可继续去做,但最大的困难已经攻克了。在壳体稳定性问题上得到的结果与实验很接近,所以被当作实际设计的一个基础。以上两个工作一发表,到了1940年前后,经过卡门的提携,钱学森在航空界变成很有名的人物了。

参加火箭小组

他在学校里还有一个非凡的经历,就是参加了火箭小组,这是学生们自己组织的研究小组。研究火箭的起因也很有意思。此前有一个德国人发表了一篇文章,被卡门的一个助教发现了,觉得很有意思,就在洛杉矶的航空学会上讲了这件事。美国社会有一些青年人也感兴趣,其中,有一个叫帕森斯,是业余喜欢搞火药的,搞发射药的,另一个叫福尔曼,是业余搞机械的,两个人就找到学校来,找这个做报告的老师。做报告的那位老师没在,请了一位研究生接待,那个研究生叫马林纳(Malina)。他听那两个人讲登月,说得神神乎乎的,就说,期望值别那么高,咱们就做个探空火箭吧。他们三人找了卡门,请求支持。卡门说要做你们就做吧,但是我不给你们经费,我可以允许你们在实验室里做实验。因此这几个人就组织了一个小组,第二年马林纳把钱学森也请上了,当然这都是课外活动。这样,就把加州理工学院火箭研究小组建立起来了。中间还出过事,有一次在实验室实验的时候出了事故。火药的烟熏到了走廊里,大楼里,有些精密仪器开始生锈了。所以卡门把他们赶走了,说你们不能在实验室里干了,让他们在实验室山墙下面做实验。有一天做实验,马林纳正好去向卡门汇报,没在场。突然又炸了,炸飞的东西正好飞过马林纳原来坐着做记录的地方,所以后来火箭小组被学生们戏称为“自杀小组”。钱学森前前后后一直参与这个小组,特别是参与发动机燃烧过程的动力分析。后来一直做到某种程度,被美国陆军航空兵看上了。这几个同学就决定建个公司,生产出售用来助推飞机起飞的火箭,使飞机在短的跑道上也能起飞。他的老师和几个同学是公司的发起人,钱先生后来一直是这个公司的顾问。

还有一个问题,因为火箭的研制受到空军的注意,所以麻省理工学院方面的一些活动他们也常常来看一看。大约1942年开始,空军开始给予支持,给了他们一些经费。他们的第一笔研究经费是从美国科学院要来的,有1 000美元。逐渐逐渐地,钱多了一点,因此打出个牌子来,为自己起了个名字,叫喷气推进实验室(Jet Propulsion Laboratory)。这就是现代美国喷气推进实验室的前身。现在到NASA的网站去查,这些人的名字都被当作创始人记录在上面,钱学森是其中之一。

作为航空顾问团成员于二战晚期赴德国考察航空航天方面的科研与生产

钱学森毕业以后,当时空军很信任卡门。战争期间,德国有什么武器方面的情报,包括火箭方面的情报,比如说德国有什么火箭,射程大概是多少,就要他们来判断,到底是真的,还是假的,还是只是可能。钱先生逐渐参与这样一些工作,参与到他们与国防有关的工作。到1944年,欧洲战局已定,德国战败指日可待。时任美国联合参谋总长的马歇尔,后来曾当过美国驻华特使,给陆军航空兵的司令H·阿诺德(H.Arnold)将军写了封信,希望他组织一些人,考虑美国战后的空军战略发展。于是,阿诺德让卡门组织一个国防部科学咨询团,由卡门当主任。卡门就挑选了钱学森作为成员参加这个组织。难以想象,作为中国籍的钱学森居然能参加美国空军这样的工作。1945年他们被派遣到德国,到欧洲,也有一部分人被派遣到远东来,为的是对日本进行考察。钱先生作为考察团成员与卡门一起被派往德国,跟着部队前进,到了德国的火箭基地和航空研究基地。流体力学家普朗特曾经是卡门的老师,也在为发展德国航空做事,所以卡门和钱先生把普朗特找来询问有关德国空气动力学的研究情况。后来卡门感慨地说,自己与他的老师和他的学生,三个人搞空气动力学的,竟然在那样的场合会面。美国报纸前几年还发表过文章,说在那一次考察里,钱先生还专门找来冯·布劳恩谈话,此人在战后到美国发展导弹技术,这竟然是红色中国未来的导弹之父与美国未来导弹之父一次难得的会面。以上说的是发生在1945年的事情。所以钱先生有很多实际的经验,不是局限于学术方面的。

作为主要成员参与美国空军发展战略规划

——“迈向新高度”(“Toward New Horizons”)的制订与写作

从德国回去以后,他们带回了成吨的资料。那一年的晚一些时候,开了好几个月的总结会。因为阿诺德交代,去考察的目的,就是要给美国空军的战略发展写个规划性质的材料,在分析研究的基础上写出报告,总题目为“迈向新高度”,大概一共有13卷。钱先生既是这套书的主要作者,又负责全卷编辑。报告中一共有大约40篇文章,由钱先生执笔的有7篇,占了很大的分量,内容包括空气动力学、火箭、火箭动力等,所以说钱先生参与了制订美国空军的一些高层次的规划。钱学森的写作部分涉及原子武器问题、制导问题、飞机的各式发动机,那时已经提到有涡轮喷气、风扇喷气,还有螺桨喷气等多种类型。火箭部分涉及各种推进方式,如冲压式、脉冲式,有的方式现在中国仍在研究,美国现在也在研究超声冲压式的发动机,这些可能性在报告里都可以看得到。这套书还论述了雷达,包括雷达的制导、雷达的寻找目标,寻的或者是热感应的,或者是用电导的,范围很广泛。钱先生和这些规划内容都有紧密联系。

通过这些活动,钱先生接触的面,不同于一般的学生,不同于一般的研究人员。他有实际研究的经验,有解决实际工程中提出来的问题的经历,有进行高层次规划的经历。所以他一回国,在1956年年初,他就能根据周总理的要求,写了一个完整的发展中国火箭的规划。其中有些内容在全国科学远景规划会议上就有过很大的争论:究竟是先发展航空还是先发展火箭工业。钱先生力主先发展火箭,航空在其次,是第二,不是老大,老大是火箭。理由之一,火箭简单,中国的条件下容易先做成火箭,而飞机比较复杂。这种先后次序是在1956年规划会上定下来的。钱先生在规划会上非常活跃,所以很出名,当时被称为“三钱”,指的是钱学森、钱三强和钱伟长。

他能够有这些能力,我觉得和他在加州理工学院时期的经历是分不开的。一个领军人物的成长,自己的天赋是很重要的,再一个是勤恳、努力,另一个则是机遇。他的导师卡门是难得的好老师,他能够参加美国空军科学委员会,没有导师的引荐是不可能的。导师在学术上给他创造机会,工作上也给他开辟机会,所以他得到的这些训练,得到的这些经验,不是一般的人都能有的。今天要讨论他怎么能成为一名领军人物,这段经历是非常重要的。

大家如果有兴趣,可以在网上查一查这套报告书,总书名叫做“Toward New Horizons”,我们翻译成“迈向新高度”。前两卷是他老师写的,以老师单独名义发表的,后面是各种专题部分。美国搞原子弹的内容也在里面,不过这一段内容是空白的,还是保密的,其他部分的可以看得到。其中,有一个作者是美国战争时搞雷达工作的,写了一段东西,后来他担任加州理工学院校长,名叫Lee Dubridge。

钱学森从作为研究生做流体力学研究,到毕业以后研究薄壳的非线性失稳,这些都是有代表性的、使他很快能够变成很耀眼明星的一些成果。他参与的这样一些工作的锻炼,是使他成为领军人物的一些基础。

“工程和工程科学”一文的发表是钱学森成为科技界领军人物的标志

我记得他第一次提出“工程科学”,是在咱们国内。因为1947年他回国,做了两方面的报告,在浙江大学、交通大学和清华大学,他讲了两个题目,一个是工程科学,一个是超级空气动力学。这两个报告的内容后来都在美国成文发表了。发表时的文章题目分别是“工程和工程科学(Engineering and Engineering Science)”,以及“超级空气动力学——稀薄气体力学(Superaerodynamics—Rarefied Gas Dynamics)”。关于前者,我觉得他在学术观点上,不局限于个别的小领域,而着眼于一个大领域,是一个全面的考虑。1956年参加中国的长期规划以后,他在《科学通报》上专门写了一篇文章“论技术科学”,他没有用工程科学的名词,而改称技术科学。大家可以找来看一下。那里讲什么是技术科学,如何培养这方面的学生,他们应该有些什么专长,如何来搞科研,我认为内容都非常细致。这篇文章反映他的这个思想,并不着眼于某一个领域里的具体小题目,而是考虑影响大局的一些方面。人的气质不一样,看问题的角度就大得多了。他回国探亲的那一年,即1947那一年,麻省理工学院把他从副教授提升为正教授。

担任加州理工学院喷气推进中心主任,全面组织科研与教学活动

1949年古根海姆基金会在两个地方设立了喷气推进中心,一个在加州理工学院,一个在普林斯顿大学,这两个大学同时都聘请钱学森当主任,最后钱学森选定了回加州理工学院,成为以该基金命名的讲座教授。由他全面组织喷气推进中心的教学,学生从哪里来,教什么内容,由他来做教学计划。他下面有三五个教授、副教授,其中有一个叫彭纳(Penner),钱学森专门找他来做高温气体性质的研究,在上千度或是两千度的高温下,气体的热力学性质是怎样的,热力学函数中的一些系数有多大。这些东西没法测量,或者测量起来很困难。因此他开了一门课,我去旁听,我那时刚毕业。钱先生认为,如果用通常的测量办法不行的话,可以依靠理论,靠物理上发展起来的一些基本理论、基本的手段来帮忙。他请彭纳来,他是专门搞光谱研究的,研究怎么样从测量到的光谱中的微观信息来反演气体的宏观性质。所以钱先生后来提出“物理力学”这门学科,当时物理力学的内容只限于力学。实际上你看历史的发展,从20世纪50年代开始,各行各业的研究,都要从微观到宏观,都要走这条路,所以他这个提法是很有前瞻性、很有战略性的。

坚强的意志

1950年美国盛行麦卡锡主义。就因为苏联爆炸了一颗氢弹,美国引起了恐慌;中国革命成功,美国也引起恐慌,所以有一个参议员麦卡锡,就到处骂共产党,说国务院中某某人是红色或者是橙色,都不行。然后又说是某些大学教授曾经是共产党人等等。钱先生参加过他们美国共产党组织的一些学习小组。美国在20世纪 20-30年代,青年学者的思想还是比较活跃的,还是有这么一批人,包括搞原子弹的奥本海默的弟子,叫法兰克·奥本海默,他是共产党员。包括美国学校里的一些活动,你搞不清楚是校外来人组织的还是学校师生自己的活动,钱先生就参加过一些这样的会。因此有人告发了他,美国联邦调查局就把钱先生做的保密工作的许可给停了,并通知了学校校 长。钱先生一怒之下,就说不让我干,我走人了。他随即准备回国,行李也打包送出去了。有一天他说,我去过华盛顿了,和海军次长打过招呼,我要走了。那个次长下了命令说,不能让他走。后来有人常引用这位次长讲过的话,说放他走等于丢掉几个师,不知原话是怎样说的,事实是他被扣下来了。据蒋英先生讲,扣了两星期,单独关在一个岛上,那个地方靠海边。后来学校保他,把他保释出来,继续担任原来的工作。

在那个条件之下,他仍努力工作,可以想象那个压力有多大。但是在那个条件下,可以看出一个人的意志,他表现得很坚强。钱先生很快就把情绪扭转过来,一心一意,安心工作,做很重要的工作。他教两门新的课。一门是物理力学,另一门是工程控制论,1954年他出版《工程控制论》。这本书的内容和他以前做过的一些研究,如导弹内部燃烧室内振荡燃烧的控制、导弹的导向、导弹轨道的控制等,都是有关系的。他那时说,我不牵涉任何硬件,我就讲与这些问题相关的数学理论。我不是讲那些元器件,你看我的书,没有这些东西,我只是讲一些共同的基本理论。在那个很恶劣的情况下,突出地做了这样两项重要的工作,显示一个人坚强的意志。

有了前面所叙述的基础,钱先生回国后就发挥了很大的作用:创办了力学所,促成了中国科技大学的成立,又被调到五院主持工作。到了五院他就身不由己了,他必须要参与和指导火箭的研制工作了。他要做他过去不熟悉的、他没接触过的很实际的一些工作。他在五院做的事,是属于技术性的工作,他就没有机会做工程科学方面的研究了。但他一直很关注学术领域的进展,比如非线性科学刚出来的时候,他就到力学所来做了一个报告。讲到混沌,要大家注意,这是一个确定性的问题,要研究怎么会出现混沌和随机性。这个现象在自然科学当中是很根本的一个问题。又如,我回国的时候他就给我说,你一定要把运筹学的重要性介绍给钱伟长先生,然后在中国宣传这个事。他自己回国的时候就在船上认识了许国志,并把他请来了,在力学所里成立了运筹学组,研究运输的优化,研究车辆怎么样调度等这种管理方面的问题。他自己到了航天部门,改行做技术工作的时候,他一直是用这种系统优化方法来组织航天部门的研制工作,对一个巨大工程,优化地进行组织管理。在1962年他在《红旗》杂志上发表一篇文章,号召大学生到二线去工作,从事管理部门的工作。他把这个运筹学运用到系统工程中来。他退休以后,又继续研究这些问题。而且一直关心着国家各个方面的发展,如沙产业、城市规划等,他关心的面是很广泛的,他的知识面很广。

今天讲了钱先生在美国的这一段历史,他对美国有很多的批评,但对他的老师卡门一直是非常怀念的。所以今天我着重地讲讲这一段,希望对大家有点帮助,为大家的学习、工作,对我们国家的教育工作提供一点资料,一点参考。谢谢大家。

(主持人:刚才郑先生为我们做了一个非常精彩的报告,郑先生80多岁高龄,精神那么好。为了我们同学,这个报告他做了很长时间的准备。非常难得我们能请到郑先生到我们这来和同学们见面,如果咱们同学有什么问题,现在是一个很好的机会,提出来向郑先生请教。有没有谁有什么问题?)

我自我介绍一下。我是1948年去加州理工学院。第一年拿了个硕士,第二年钱先生回来了。我听过他的课,后来当他的研究生。当时钱先生的课是讲火箭,我选了那门课。火箭里他当时要我做的是火箭方面的热应力。那个时候,防热材料的发展主要是一些新的陶瓷,有可能用于高温结构。所以我也把这部分内容作为研究生的论文题目。我是1952年拿的学位,然后因为移民局不让回来,让我待到1954年才允许我离开。因为经过欧洲,所以路上耽搁一段时间。我是9月底离开的,第二年2月份回到国内,在欧洲耽搁的时间多一点,主要在瑞士。回来以后就参加钱伟长先生的科学院数学研究所力学研究室,不久钱先生就回来了,我们力学室就连锅端,变成力学所的一部分。没多少个人,十来个人。我的经历就是这样。

(李伟格根据录音整理)

免责声明:以上内容源自网络,版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。

我要反馈