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钱学森在美国20年的科学历程(一)

(2007-09-24 14:14:35)
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人文/历史

钱学森在美国20年的科学历程(一)                   (钱学森和家人在回国船上)
 
               钱学森在美国20年的科学历程

 

 主持人:山西教育出版社曾出版了一本很重很厚的书,书的名字就叫做《钱学森手稿》,这些就是钱学森手稿的原件。目前存放在北京中国科学院力学研究所。

这些手稿共15000页,是钱学森1935年至1955年在美国从事教学和科研的大量原始资料,是这位杰出科学家长达20年科研历程的完整记录。

1955年夏,被美国政府拘禁和监视长达5年的钱学森获准回国,他即刻动身,将全部手稿留在了美国。

本期嘉宾第一位是中国科学院院士、中国工程院院士、《钱学森手稿》的主编郑哲敏先生。第二位是《钱学森手稿》的编委,钱学森同志的助手涂元季先生。那么第三位是山西教育出版社的编辑,《钱学森手稿》一书的责任编辑,金山先生。

 

   

主持人:我想大家看到这么厚重的一本书,首先会问我们的主编郑先生,就这么多的手稿是从哪里来的?

 

郑:这个手稿是有很曲折的故事,因为钱先生回国的时候是55年,当时回国很仓促,所以有很多东西多没有带回来,其中就包括这个手稿。

那么他在加州理工学院有个很好的朋友,也是加州理工学院的教授,是美国科学院和美国工学院的院士。他跟钱先生是都在“古根海姆”喷气推进中心一块儿工作,所以是同事。那么他对钱先生工作习惯都比较了解,他知道钱先生工作有的工作写完以后,争取发表了,手稿就搁在一信封套,就扔在书架上。那么这些东西都没有带回来。所以他就多了一个心,他说收集收集看,结果他发现,因为钱先生在那里工作前后有二十年,在不同的办公室里不同的实验室工作过,所以他发现散落的有他的一些东西。所以他就把它慢慢的收集起来,花了好几年的时间收集起来,一直到他满意为止。同时他又整理一些,按照不同的题目来整理的。

 到了90年代初期,他要退休了,那么有一次我去,他跟我说,这个应该还到中国来,所以在93年我们就带了一批回来,然后96年他自己和他夫人来访问又把最后一批带回来。所以这样到96年我们就把钱先生所有的书稿都拿到了。是这样的。

 

涂秘书:我简单介绍一下马勃这个人。马勃,手稿是他收集的,他跟钱老的关系可非同一般,一个是当时是同事了,但是马勃说钱是他的老师。(郑插话:)但是在钱最困难的时候,包括把他关在监狱里面,当时没有任何人敢跟钱联系。所以钱那时候没有一个朋友,唯一的朋友就是弗兰克·马勃,包括钱被关起来了以后,他开的车,带着他的夫人去找律师,这都是马勃给他们帮的忙。所以是这么一个好的朋友。

 

主持人:这里还得感谢我们山西教育出版社的金山先生是责任编辑。任何一个出版社如果要出这样一本书的话,我想压力和难度都是很大的,不是会有很多出版社会很主动自己愿意来做的,是不是这样?另外我还想问一下,就说你们当时做的时候就是为什么会愿意来接受呢?

 

金:1996年10月25号,我和涂先生来到了中国科学院力学研究所资料室。在那里我是第一次见到这个手稿,可以说当初给我第一个感觉是震撼的,这是我的心里话,就是作为钱老这样一个杰出的大科学家在做研究的时候,你们如果看到他那个手稿以后,可以说那不是一页一页的手稿,那可以说是艺术家手下的一件一件精品的艺术品。手稿是什么,我们平常每天都用手稿,就是草稿纸,大家如果看到他这个草稿纸,那……所以说当时我就特别地震惊,加上郑院士跟唐院士给我们介绍了这个情况之后,当时我一个强烈的愿望就是一定把这个业务弄过来,接下来,能够在我们那儿出版,要把它给做好。

通过钱老的手稿,我们就可以看出来钱老平常在做某一个项目,或者解决某一个问题是怎么着眼怎么入手,他个思路过程是怎么样的,那么在碰到比方说通过他的修改过程,又可以看出他的思路是怎么变化的,就是他能够很生动地动态地反应一个杰出的科学家思考、解决问题的一个动态的完整的过程。所以说这方面,从这个角度来说,这个手稿非常非常珍贵。就说一个科学家这么长的时间跨度之内,能够把这个手稿完整地保留下来,这个是非常罕见的。

  

 

1934年,学习火车的钱学森从上海交通大学毕业,考取清华大学庚子赔款公派留学美国,专业是飞机设计。按照清华留美的规定,钱学森在1934年到1935年到杭州笕桥飞机厂实习,并在南京、南昌飞机修理厂见习,这是他当年留下的记录。

1935年8月,钱学森进入麻省理工学院航空系学习。一年后,他转学到加州理工学院,成为力学大师冯·卡门的得意弟子。

1939年,钱学森获得加州理工学院航空和数学博士学位。

1946年,因为冯·卡门和加州理工学院的分歧而辞职,钱学森也随之离开。1947年,36岁的钱学森任麻省理工学院正教授。

1949年,美国著名的古根海姆基金会在加州理工学院和普林斯顿大学建立两个“喷气推进中心”,鉴与钱学森在这个领域的知名度,同时邀请他担任中心主任,钱学森最终又选择回到加州理工学院。

 冯卡门曾经这样评价自己的这位中国学生:“我发现他非常富有想象力,它具有天赋的数学才智。”

                      

郑:冯·卡门是一个匈牙利犹太人。他的博士生到德国去念的,老的老师叫普朗托”,也是我们搞应用力学界的一个近代应用力学的创始人。那么在他那里得了博士学位,然后在德国就很有名了,在航空界。当时加州理工学院准备建一个航空系,在世界上就找人,他目标有三个,一个是卡门的老师,普朗托,一个是卡门的本人,一个是一个英国人,三个当时都很有名的,最后他们选择了卡门,因为卡门最年轻,卡门当时大概四十多岁。它的教育思想就说是要理论和实际,就是科学的理论和工程应用要密切地结合。这个思想也是应用力学的整个思想。后来钱先生在这个基础上发展为技术科学思想。

 

 

主持人: 我想下面大家会更有兴趣来了解一下这本书里究竟都有些什么样的内容,它和钱学森在美国整个经历当中有些关系的事情。

 

郑:在30年代航空面临一个问题,就是如何使飞机飞得更快。马赫数大的时候,机翼应该怎么设计,外形应该怎么设计都成问题。那么当时工业上就很需要一种办法帮他们来计算,这速度大的时候马赫速高的时候,机翼的外形应该怎么修整。这是钱学森论文的一部分。后来很著名,全世界都知名的叫做卡门—钱公式。有一个非常巧妙的办法,用低速的实验数据马上就能划减出来告诉的实验数据,而且非常准确,马赫数相当高。这个一直在前几年在计算机发达以前,所有都是这种算法。

第二个问题如果超过马赫速,“等于一”了,比声音还快会有什么新的问题。那么后来大家就知道有声阻,有个声障,有个热障,所以你飞的太快,吹来的风是热的,以至于可以把飞机烧掉,所以我们导弹回来再入大气层就有个烧的问题。所以这一类问题就是超音速问题,所以这两类问题摆在当时的航空界面前的两件大事。

那么钱先生在他的论文里头这两件事他都解决得很透,博士论文里头。

至于火箭就是更原始了,甚至连科技界有的科学家都不太懂它的原理。当时火箭,钱先生、马林纳他们的一个目标就是给火箭提供一个科学的理论的基础,这也是他们导师一贯主张的,最先进的科学手段解决这个工程问题。

 

涂:钱老在美国的工作,在航空方面,那么他们的贡献是什么呢?

这一批科学家以冯卡门和钱学森为首,就是克服了音障和热障,使飞机从那种老式的螺旋桨式的飞机,发展为现在的这种喷气式飞机,甚至到音速,甚至超过音速。这是一。

第二他们的工作就是为航空工作奠定了理论基础。因为过去不是刚才说,他那个航空工业完全是经验型的多,理论往往计算机实际偏差很多,它不能用,刚才郑先生介绍冯卡门这个学派就是理论联系实际,你做这个工作,哪怕你这个计算再严谨,再严密,如果一看跟实验结果不能用,那你这不算成功。为什么钱老他那个手稿里面做壳体的稳定性问题有800多页手稿呢?就要因为他做的公式推导,开始设计个模型计算这都是很严谨的,但是算出来的结果跟实际不符合,不符合就推倒又做,又做,就不知道反复了多少遍,最后终于把这个问题做成了,现在手稿收集起来有800多页。但是发表在美国航空学报上的论文就10页纸。

那么还有趣的就是我们在整理他手稿的时候发现,他在装这个问题的档案袋上开始写英文字Final,我分析他这个心理可能这个工作终于做完了,最后成果了。但是作为一个科学家他马上意识到在科学上是没有什么最后的,所以在Final下面他又写了一个Nothing is final。所以就是说他们的工作是完全一定要解决实际问题的,因此这一个学派就为航空工业奠定了可靠的理论基础,这是钱老用的词。

 

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