摘要：1936年10月，钱学森从美国东北角大西洋岸边的波士顿，前往西南角太平洋岸边的洛杉矶，斜穿整个美国。跟波士顿漫长而寒冷的冬日形成鲜明对比的是，洛杉矶一年到头阳光灿烂，气候温暖。从波士顿来到洛杉矶，那感觉如同从中国的哈尔滨来到深圳。

作者：叶永烈

冯·卡门的传奇人生

1936年10月，钱学森从美国东北角大西洋岸边的波士顿，前往西南角太平洋岸边的洛杉矶，斜穿整个美国。跟波士顿漫长而寒冷的冬日形成鲜明对比的是，洛杉矶一年到头阳光灿烂，气候温暖。从波士顿来到洛杉矶，那感觉如同从中国的哈尔滨来到深圳。

加州理工学院（California Institute of Technology简称Caltech）创建于1891年，坐落在洛杉矶帕萨迪纳市。帕萨迪纳市是大洛杉矶地区的一座美丽小城，到处是绿树蓊郁，一幢幢一两层高的居民住宅融合在这一片浓绿之中。加州理工学院就处在这星罗棋布的木质居民小楼包围之中。

加州理工学院的方形校园，仅占一个街区，根本无法跟加利福尼亚州的另外两所名校、位于旧金山的斯坦福大学和加州大学伯克利分校相比，只及斯坦福大学校园的五十分之一！然而，小小的加州理工学院，居然能够与斯坦福大学、加州大学伯克利分校在美国西部形成三足鼎立之势。

加州理工学院办校理念就是“小而精，小而美”，是精英学府的典范。这所学院直至今日，也只有本科生约900人，研究生1100人，教师一千人，但是教师之中有教授280余人。该校有27名校友和教授获得了28次诺贝尔奖（其中鲍林一人得到两项诺贝尔奖）；现任教授中有63名美国科学院院士，29名美国工程院院士，75名美国文理学院院士。

加州理工学院强调理工结合，培养的学生既是科学家，也是工程师。博大精深，是加州理工学院对于学生的要求。

钱学森离开麻省理工学院，转往加州理工学院，是冲着冯·卡门教授而来。冯·卡门是航空动力学专家。钱学森从航空机械工程转向航空动力学，便决意拜冯·卡门教授为师。

按照别人的习惯，从麻省理工学院转往加州理工学院，也许应该先给冯·卡门写封信或者打个电话，而钱学森却是带着行李直奔加州理工学院，到了那里才给冯·卡门写了一封求见信。

以下是冯·卡门一生的轮廓线，粗线条地勾画出他的传奇人生经历：

冯·卡门——著名航空科学家

冯·卡门美国工程力学大师、航天技术理论的开拓者。

1881年5月11日诞生于匈牙利的布达佩斯城。1902年毕业于约瑟夫皇家工业大学。1904年入德国哥廷根大学深造，1908年获博士学位。

在“空气动力学之父”普朗特指导下完成空气动力实验，研究边界层分离现象，提出著名的“卡门涡街”（Kaman Vortex Street，又称卡门涡列）理论。1926年阐明并建立“湍流”概念。

1938年指导成立火箭研究小组，这个小组后来发展成为闻名于世的加州理工学院喷气推进实验室。1944年牵头组成科学顾问团，为研究火箭技术创造条件。

第二次世界大战接近尾声时被派往德国考察火箭，提出研制导弹的计划。特别是对振动空气动力学的发展作出了杰出贡献。

冯·卡门是科学奇才。他是出生在匈牙利的犹太人。他具有极高的数学天赋，在六岁的时候就能对五位数的乘法略加思索就报出答案来，屡屡使他的父亲震惊不已。

1908年3月，他在游历法国巴黎的时候，亲眼目睹了法国人亨利·法曼驾驶一架试验飞机进行飞行，从此对这诞生才五年的奇特的飞行器产生浓厚的兴趣，开始了研究飞行空气动力学的历程。

对于冯·卡门来说，进入德国西北部的哥廷根大学，在名师普朗特教授（Ludwig Prandtl，1875～1953）的指导下获得博士学位，是人生的重要经历。普朗特是著名力学家，近代力学的奠基人之一。

1911年，也就是钱学森出生的那一年，冯·卡门发现当气流和物体之间附壁作用失效，并在物体后面乱成一股尾流时，就会产生型面阻力。这个发现被定名为“卡门涡街”，成为飞机、船舶和赛车设计的理论基础。

后来，冯·卡门担任德国亚琛工业大学航空系教授。亚琛工业大学是德国最负盛名的理工科大学。1930年，冯·卡门又发表关于“湍流理论”的重要论文，受到同行们的高度评价。

就在冯·卡门处于学术巅峰时期，法西斯纳粹势力在德国崛起。希特勒对犹太人大开杀戒，迫使冯·卡门离开德国，移民美国。法西斯拱手把一位天才科学家送给了美国。从此，冯·卡门执教于加州理工学院，并加入了美国籍。由于冯·卡门的加盟，由于他在应用力学、流体力学、湍流理论、超音速飞行和火箭方面的研究，使美国的航空事业和宇航事业取得了长足的进步，在全世界处于领先的地位。

冯·卡门终生未婚。在他的晚年，写下了回忆录，记述自己那传奇的一生。

1963年2月18日，美国总统肯尼迪授予冯·卡门美国第一枚科学勋章，以表彰他对美国的巨大贡献。81岁的冯·卡门双脚患关节炎，走起路来摇摇晃晃，肯尼迪总统赶紧上前扶他一把。冯·卡门推开了肯尼迪总统，幽默地说：“总统先生，走下坡路是不用扶的，只有向上爬的时候才需要拉一把。”

处于人生下坡路的冯·卡门在两个多月之后的5月6日与世长辞。

为了纪念冯·卡门，他的祖国匈牙利在1992年8月3日发行了一枚纪念他的邮票；1992年8月31日，美国也发行了一枚冯·卡门的纪念邮票。

冯·卡门对中国充满友好的感情，他曾两度访华，一次在1928年（当时他是德国亚琛工业大学教授），另一次在1937年（这时候他是美国加州理工学院教授）。

在冯·卡门麾下

冯·卡门桃李满天下。然而，在他晚年所写的回忆录中，专门用一章的篇幅记述自己的一个学生，那就是《中国的钱学森博士》。

冯·卡门这样回忆同钱学森的第一次见面：

1936年的一天，钱学森来看我，征询关于进一步进行学术研究的意见。这是我们的第一次见面。我抬头看见一位个子不高、仪表严肃的年轻人，他异常准确地回答了我所有的问题。他思维的敏捷和富于智慧，顿时给我以深刻印象。我建议他转到加州理工学院来继续深造。

钱学森在回忆与冯·卡门的第一次见面时，记得冯·卡门对他说的话：

钱先生，希望你到加州来，到这里来。你在这里可以得到你所需要的知识。我相信我们会合作得很好。

就这样，不远千里，钱学森从麻省理工学院投奔到冯·卡门麾下。55岁的冯·卡门成为25岁的钱学森的导师。就这样，钱学森马上办理在加州理工学院的注册手续，住了下来。在冯·卡门的指导下，开始了在加州理工学院攻读博士学位的求学生涯。

1938年，钱学森在加州理工学院

加州理工学院给钱学森的印象是全新的。钱学森曾回忆说，“在这里，拔尖的人才很多，我得和他们竞赛，才能跑到前沿。这里的创新还不能局限于迈小步，那样很快就会被别人超过。你所想的、做的要比别人高出一大截才行。你必须想别人没有想到的东西，说别人没有说过的话。”也就是说，加州理工学院教育的核心就是创新。

冯·卡门就非常推崇创新精神。

冯·卡门曾经问学生：“你们的100分标准是什么？”

学生回答说：“全部题目都答得准确。”

“我的标准跟你们的不一样，”冯·卡门说，“因为任何一个工程技术问题根本就没有百分之百的准确答案。要说有，那只是解决问题和开拓问题的方法。如果有个学生的试卷对试题分析仔细，重点突出，方法对头，且有自己的创新，但却因个别运算疏忽最后答数错了；而另一个学生的试卷答数正确，但解题方法毫无创造性。那么，我给前者打的分数要比后者高得多。”

钱学森记得，在一次学术讨论会上，冯·卡门讲了一个非常好的学术思想，美国人叫“good idea”（好点子）。有人问：“冯·卡门教授，你把这么好的思想都讲出来了，就不怕别人超过你？”冯·卡门说：“我不怕，等他赶上来，我又跑到前面很远去了。”

所谓“good idea”，其实就是科学上创新的想法。钱学森后来说，来到加州理工学院，来到冯·卡门身边，使他“一下子脑子就开了窍”。在这里，钱学森的思想变得非常活跃。

加州理工学院的学术民主氛围，推动着科学讨论，推动着科学创新。

钱学森有一次在发表自己的学术见解时，一个老头提了些意见，被钱学森不客气地用一句话顶了回去。会后，冯·卡门对钱学森笑道：“你知道那老头是谁吗？”

钱学森说不知道。冯·卡门说，那位是航空界鼎鼎有名的大教授冯·米赛斯。接着，冯·卡门又说，你那句话回答得好极了。

就连钱学森跟冯·卡门之间，也曾因为对一个科学问题的见解不同而引起争论。当时，冯·卡门发脾气了，甚至把东西摔到地上。钱学森不声不响地离开了。第二天下午，冯·卡门忽然来到钱学森的工作间，脸上露出歉意，说道：“昨天下午，你是正确的，我是错误的。”冯·卡门虚怀若谷的作风，使钱学森感动不已。

冯·卡门访华受到高规格接待

冯·卡门在结识钱学森之后的翌年，第二次访问了中国，受到很高的礼遇。

那是1937年6月下旬，冯·卡门在结束了对苏联的访问之后，从莫斯科乘坐火车，沿着漫长的西伯利亚大铁道前往中国。他乘坐了十天十夜，终于到达山海关。那时候，东北三省处于日本殖民统治之下，他目击了中国人受日军蹂躏的惨状。

1938年，中国留学生与冯·卡门兄妹的合影，前左为钱学森，前右为谈家桢

当时，冯·卡门应邀到清华大学讲学。蒋介石政府得知之后，邀请他从北平前往南京，因为中国面对着日本军国主义的威胁，正准备自己制造军用飞机，知道这么一位美国的航空大师到来，连忙“有请”。

7月7日下午六时，在清华大学工学院院长兼航空研究所所长顾毓秀教授陪同下，冯·卡门乘火车刚离开北平，卢沟桥就爆发了“七七事变”。从此北平与南京之间的火车中断了12年，冯·卡门庆幸自己在无意之中赶上了最后一班列车。

冯·卡门在南京会晤了国民党政府的空军司令周至柔将军。正值夏日，在“夏宫”庐山避暑的蒋介石夫妇决定接见冯·卡门。当冯·卡门从南京乘专机到达九江机场时，钱学森的老师、清华大学王士倬教授也乘另一架专机到达那里迎接冯·卡门。

蒋介石向冯·卡门询问中国发展航空工业之策。然而，当时的中国工业技术是那么的落后，中国依靠自己的力量制造飞机谈何容易。不过，当时也在座的清华大学校长梅贻琦从冯·卡门那里得知，清华大学派出的公费生钱学森正在冯·卡门手下学习。

冯·卡门离开中国之后，到日本讲学，那里洋溢着穷兵黩武的军国主义气氛。冯·卡门不愿在日本久留，不久便从那里返回美国加州理工学院。

冯·卡门的中国之行，使他对于钱学森的祖国——中国有了深入的了解，他明白为什么中国人对发展自己的航空事业有着那么强烈的愿望。作为匈牙利人，作为深受德国纳粹欺凌的犹太人，冯·卡门对于中国受到日本军国主义的欺凌，感同身受。

正因为这样，冯·卡门曾说：“世界上最聪明的民族有两个，一个是犹太人，另一个就是中国人。”这句话是在他结识钱学森之后发出的感叹语，也是他1937年中国之行的感悟。

“卡门－钱近似公式”

冯·卡门与一批空气动力学家在一起（中为冯·卡门）

冯·卡门整整年长钱学森30岁，是两代人。在冯·卡门身边，钱学森经历了“三部曲”：

最初是学生，逐渐成为得意门生；

接着，钱学森成了冯·卡门的助手；

最后，钱学森成了冯·卡门在科学研究中的最密切的合作者，甚至创立了用两人的姓氏命名的“卡门－钱近似”公式。

冯·卡门当时是世界空气动力学的权威。钱学森在冯·卡门的指引下，闯进空气动力学这片正待开发的密林。

空气动力学是力学的一个分支，是航空工程的基础理论。航空要解决的首要问题是如何获得飞行器所需要的举力、减小飞行器的阻力和提高它的飞行速度，这正是空气动力学需要研究和解决的课题。

钱学森进入空气动力学研究领域的时候，恰恰赶上世界航空工业大转折的时代：从老式的螺旋桨飞机向喷气式飞机发展，飞机正处于追赶甚至超过音速的时代。

声音在空气中的传播速度，在一个标准大气压条件下大约为340米／秒，亦即1224千米／时。这叫音速，也叫声速。音速，仿佛成了划分飞机飞行速度的里程碑。

早年的老式螺旋桨飞机，用活塞式发动机推动，飞行的速度远远低于音速。当时能够到达时速750千米，算是很不错的了。

要想提高飞机的速度，必须采用崭新的发动机。20世纪20年代末，英国空军教官弗兰克·惠特尔提出了喷气发动机的设想。但是在当时这一设想如同科学幻想，还很遥远。直到1935年，惠特尔得到银行家的资助，得以成立“动力喷气有限公司”，这才终于制成第一台涡轮喷气发动机。

与惠特尔同时，德国的冯·奥亨也在研制涡轮喷气发动机。1939年8月27日，冯·奥亨研制的世界上第一架喷气式飞机试飞成功，成为世界航空史上划时代的事件。

涡轮喷气发动机大大提高了飞机的飞行速度，使飞机接近声音的速度，称为“亚音速”飞机。后来，喷气式飞机的飞行速度甚至超过了声音的速度，称为“超音速”飞机。

往日，科学家们所研究的只是低速飞行动力学。如今，飞机在“亚音速”或“超音速”飞行，空气动力学规律与低速飞行全然不同。要想提高喷气式飞机的速度，必须解决两大科学难题：

其一，当飞机的飞行速度提高到亚音速时，气体的可压缩性对飞行器的性能到底有什么影响，它们之间的定量关系是怎样的？

其二，如果想再把飞机的飞行速度进一步提高到超音速时，应该采用什么样的最富有成效的理论指导和技术设计才能实现？

冯·卡门要求钱学森把这两大难题作为他的博士论文的研究课题，从而建立崭新的“亚音速”空气动力学和“超音速”空气动力学。

在冯·卡门的指导下，钱学森花费三年的时间，终于成功地攻克这两大难题。

钱学森曾说：“我在做空气动力学博士论文的时候，把关于空气动力学方面英文的、法文的、德文的、意大利文的200多篇文献，全都看过，而且还进行了仔细的分析，以求理清空气动力学的来龙去脉。”

1939年，钱学森完成了《高速气体动力学问题的研究》等四篇博士论文，第一次显示了他在科学研究上的惊人才华。钱学森因此获得加州理工学院航空、数学博士学位。

钱学森博士论文中的重大成果是“热障”理论和“卡门－钱近似”公式。

所谓“热障”理论，是指“飞机在高速飞行时，其表面气流温度很高，会使金属外层强度降低，甚至熔化。因此在设计高速飞机时，必须对飞机表面采取有效的防热或冷却的措施，才能持续高速飞行”。

所谓“卡门－钱近似”公式，是“一种计算高速飞行着的飞机机翼表面压力分布情况的科学公式，后来被世界各国广泛应用于超声速飞机设计与制造”。

钱学森的博士论文，奠定了他在空气动力学上的地位。

冯·卡门这么说起钱学森：“我发现他非常富有想象力，他具有天赋的数学才智。”“钱的这种天资是我不常遇到的。”

从此，钱学森成为冯·卡门的亲密合作者，他被加州理工学院古根海姆航空实验室聘为研究人员，继续为突破飞机在高速飞行下的“声障”和“热障”作出贡献。

来源：大肥肥文史