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錢學森在美國的成長與巔峰時期
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YST
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中國人會讀書的太多了,中國留學生在國外表現傑出的也非常多,拿瑞典炸藥獎的就有六、七個,但是他們的影響力都很有限。錢學森一九三五年來美國作研究生,一九四五年就成為五角大廈導彈技術核心顧問組的成員,為美國未來的軍事發展規劃藍圖,成長速度之快、影響之深遠令人瞠目結舌。到目前為止沒有一個中國留學生的成就和影響力能夠跟錢學森相比,也沒有一個外國科學家能相提並論,譬如費米博士來美國以前就已經是世界知名的偉大物理學家了。錢學森在美國的事業成長是傳奇性的。

 

這篇文章我們就來談談錢學森在美國非常燦爛的事業與學術生涯。

 

(1)寬廣的學術背景

 

科學的領域太廣了,通常的學者只能在很窄的範圍內做很深的研究。一般說來,研究越是深入的學者,知識範圍越是狹窄,因為人的學習總量通常只有這麼大。理論大師進入實驗室不是打翻瓶子,就是被地上的電線絆倒;會動手的工程師通常數學不怎麼樣,理論走不深。錢學森學習的領域廣闊,因此比別人更能做出革命性的突破,也比別人有前瞻性,更能做出開創性的規劃。

 

尤其要做一個好的領導者,知識的博大比精深更重要。這方面負面的例子很多,現成的例子就是李遠哲。李遠哲的知識太窄,深而不博,導致他領導的「教改」工作徹底失敗,連中小學的教育改革這種並不算複雜的工作都一敗塗地,更不用說領導什麼開創性與前瞻性的科技規劃了,完全超出他的能力範圍。離開化學裏他專精的那一小部份,李遠哲什麼都不懂。李遠哲若是為中華民國未來二十年的科技發展作規劃,一定是災難性的。

 

錢學森則是一個典型正面的例子。他在一九四五年為頂尖富強的美國規劃未來的軍事科技,又在一九五五年為一窮二白的中國規劃未來的軍事科技。這兩個國情完全不同的國家,他的長期規劃工作都獲得了空前的成功。如此艱鉅的任務能夠成功絕不是偶然,也絕不是運氣,而是憑藉淵博的知識與務實的經驗。這種既廣且深的領導工作就連偉大的全能物理學家楊振寧都做不了。

 

軍事科技涵蓋面之廣、牽涉知識之深不是一般人能想像的。舉一個例子,二戰時期為了發展雷達美國國防部在麻省理工學院成立了「放射實驗室」(Radiation Lab)。從零開始,「放射實驗室」在高峰期有超過一千名科學家在裏面全時間工作。戰爭結束後,大部分的科學家回到學術界,其中有六位拿了諾貝爾獎,兩位成為美國總統的科學顧問,發展軍事科技所需要的天賦與知識由此可見。軍事科技處處是學問,雷達不過是軍事科技很小的一環而已。錢學森的影響力之所以超出絕大多數的科學家就是因為他能夠跨越「科學」與「工程」這兩個完全不同的領域,做到了既博大又精深,這是非常困難與罕見的。

 

錢學森1936年轉入加州理工學院就讀。這所學校強調理工結合,培養的學生既是科學家,也是工程師,博大精深就是在這種環境成長的。所以錢學森雖是航空系的學生,但是經常去數學系和物理系修課。譬如當時數學的前沿複變函數論、物理的前沿量子力學與相對論等,他都進修了。化學、生物學有些課程錢學森也去聽講,因此跟教授量子化學的鮑林(Linus Pauling,1901-1994,獲得1954年諾貝爾化學獎和1962年諾貝爾和平獎)大師成了好朋友,並且一同探討未來化學的發展。就是這樣,錢學森打下了堅實而又廣闊的數理化基礎。在火箭的研製工作中,錢學森負責設計並建造了加州理工學院的小型高速風洞,累積了工程經驗。這是導致他日後能夠為五角大廈規劃長遠發展計畫的重要原因。

 

(2)“自殺小組”(the suicide squad)

 

美國在上個世紀的三0年代沒有什麼科學家願意從事火箭的研究,他們把火箭跟星際旅行連在一起,看成是科幻式的旁門左道。因此當時的美國沒有科學家會正經八百的看待火箭。但是加州理工學院出了一個研究生名叫馬林納(Frank Malina)要挑戰傳統,他倡議成立一個火箭研究小組。根據張純如(Iris Chang)的書,加州理工學院的火箭研究小組初始成員只有四個人:馬林納(Frank Malina),派生斯(Jack Parsons),福曼(Edward Forman),和錢學森。這就是後來著名的“自殺小組”(the suicide squad)成員。

 

錢學森在晚年回憶說:“馬林納這個人很聰明,小組的其他幾個人動手能力也強,但他們理論上不怎麼樣,於是找到我,要我幫助他們解決一些理論計算的問題,就這樣我參加了火箭小組的工作。”

 

火箭小組成立了,但沒有經費。同事把他們看成一幫怪人,他們就打工購買二手材料製作火箭。後來有一位研究生阿諾德(Weld Arnold)願意給小組捐獻一千美元,條件是允許他進行拍照,於是這一千美元就成為美國火箭研究小組的第一筆資金。

 

有了這一千元,大家立即著手展開工作。錢學森首先對火箭研究進行分析計算,於1937年5月29日向小組提供了一份研究報告,解決了火箭設計中遇到的幾個理論問題。報告的內容包括:燃燒室中的溫度、火箭的理想效率、燃燒產生氣體膨脹不足和過度膨脹對火箭效率的影響、燃燒噴嘴的設計、發動機推力的計算等等。這份報告被收進他們的火箭研究課題選集,該選集被小組成員稱為他們的“聖經”(美式幽默)。

 

到了6月份,小組的工作得到馮卡門的支持。於是小組可以利用學校的實驗室設備進行試驗。但是隨後的試驗有多次失敗,並且給校園造成許多災難性的損失。火箭試驗時產生的腐蝕性氣體使許多儀器的金屬表面氧化,有一次爆炸差一點使馬林納喪命,污染性氣體瀰漫著辦公樓的許多房間,嗆得人喘不過氣來。

 

馮卡門不得不把他們趕出校園,全校師生從此戲稱他們是一個“自殺俱樂部”,這個火箭小組就成了日後大大有名的“自殺小組”(the suicide squad)。

 

“自殺小組”並不因此而灰心喪氣,他們把設備搬到市郊一個名叫阿洛約.塞科(Arroyo Seco)的乾枯河床上進行試驗。於是這個地方就成了美國火箭的搖籃,後來發展成為全球著名的「噴氣推進實驗室」(Jet Propulsion Laboratory,簡稱 JPL)。

 

(3)助飛火箭(JATO)與噴氣推進實驗室(JPL)

 

1938年的秋天,馮卡門和加州理工學院的校長參加一個美國科學院所屬的軍事航空委員會召開的會議。軍方在會議中建議發明一種火箭能夠助推重型轟炸機,使它能在很短的跑道上或是航空母艦上迅速起飛。當時傳言納粹德國正在發展火箭,所以美國國防部感到壓力,特別是時間上的緊迫。馮卡門回到學校後立即找馬林納、錢學森等人商議,決定接受這個名為“JATO”的任務。JATO 就是 Jet-Assisted Take Off(噴氣助飛)的縮寫。

 

錢學森原本對火箭就很有興趣,也意識到火箭技術的軍事用途,他的博士論文最後一部分就是探討和論証連續脈沖的火箭推進方法,題目是「探空火箭的飛行分析」。有了“JATO”的任務,在馮卡門的支持下,火箭小組做了一隻八英吋長的小火箭吊在實驗室的屋頂上作理論實驗,然後再到山谷裏作規模較大的試驗。如此理論與試驗反覆進行,終於在一九四一年8月的火箭試飛取得成功。“JATO”誕生了。“JATO”這種火箭助飛器很快就在二戰時的美國空軍得到戰場應用。 

 

1944年德國的V1和V2飛彈發展成功,希特勒開始大量使用飛彈攻擊英國,倫敦不斷遭受飛彈襲擊。美國國防部急如星火,希望加州理工學院的火箭小組能製造出新式飛彈來對付納粹德國。馮卡門和錢學森等研究後認為美國的技術水平和實驗條件比德國差太多,必須耗費鉅資建立一個全新的、大型的噴氣推進實驗室,才能設計出射程超過一百英里以上的飛彈。於是美國軍方投入三百萬美圓正式建立了一個龐大的實驗室,這就是加州巴沙迪那「噴氣推進實驗室」(Jet Propulsion Laboratory,簡稱 JPL)的誕生。

 

1944年 V1 飛彈襲擊倫敦。

 

V1 又稱“飛翔的炸彈”(the flying bomb),身長7.9公尺,翼展5.37公尺,是人類戰爭歷史中第一種導彈,也是最早的巡弋飛彈。V1 最大飛行速度656公里/小時,最大飛行距離240公里,飛行高度3,050公尺,全重2,150公斤,彈頭重830公斤。從1944年6月到1945年3月,德國使用大量V1飛彈攻擊英國南部。德國總共製造了三萬枚V1飛彈,用了大約一萬枚攻擊英國,其中 2,419 枚擊中倫敦市區,造成倫敦 6,184人死亡,17,981人受傷。

V1 是一種非常恐怖的飛彈,因為它飛行的時候發出「嘶---- 嘶----」的恐怖聲音,然後突然停止,死一般的沈寂,飛彈開始向下俯衝,接著就是轟然巨響的爆炸。這種恐怖的聲音對人心和士氣造成非常大的衝擊。

 

JPL 成立後,美國國防部要求 JPL 不僅進行火箭的研究,而且負責製造出可以控制的導彈(台灣稱作「飛彈」,其實「導彈」更為恰當,因為導引是飛彈飛行的重點,火箭一般說來是沒有導引系統的)。JPL 成立時馮卡門是當然的主任(Director),錢學森是研究分析組的組長,林家翹(1962年當選美國國家科學院院士)、錢偉長(1955年返回大陸)、郭永懷(1956年返回大陸)等華人科學家都在這段時間為 JPL 效力。

 

下面這張照片是錢學森(右邊第二人)和其他工作人員在美國導彈試射場拍攝的照片。

 

 

(4)美軍上校錢學森赴德國考察

 

有了「噴氣推進實驗室」,加州理工學院自然成為美國研發導彈的核心,馮卡門從一九四四年10月起擔任美國空軍科學顧問團的團長,錢學森作為團裏唯一的外國人,配戴可以參與最高軍事機密的金色証章出入五角大廈。

 

1945年春,盟軍勝利在望,羅斯福總統要求迅速派遣專家前往德國的軍事工業重地探索所有可能的隱密。四月底,馮卡門組建了一個由三十六位專家組成的「科學諮詢團」前往德國。馮卡門受聘擔任這個科學諮詢團的團長,被授與少將軍階;錢學森受聘擔任火箭組的主任,被授予上校軍階。一群美國科學家浩浩蕩蕩前往歐洲訊問德國軍事科學家,收繳德國掌握的軍事科技和最新裝備,並且爭取優秀的德國軍事人才來美國效力。

 

錢學森參與訊問的第一位德國火箭專家就是馮.布勞恩(Wernher von Braun),他是德國 V1 與 V2 飛彈的總設計師。錢學森讓布勞恩寫出【德國液態燃料火箭發展及未來展望概論】,受到美國軍方的重視。美國將布勞恩和他的設計小組都帶到美國。移居美國的布勞恩後來擔任美國「國家航空暨太空總署」(NASA)的空間研究設計師,主持設計了「阿波羅4號」太空計畫。

 

馮卡門與錢學森在德國布隆施維市郊外一片茂密的松林中,意外發現納粹空軍元帥戈林直接領導的、高度祕密的「氣體動力學研究所」。他們不但查驗了研究所,而且還檢驗了高速風洞、實驗室、和所屬工廠等等總共五十幾個偽裝良好的建築物,並且用儀器探測到埋藏在密林深處的數千件機密文件。這些發現使錢學森對德國火箭與炸藥的研製有了深刻的瞭解。

 

對我而言,最有意思的是下面兩張照片。

 

1945年四五月間,錢學森跟隨馮卡門訊問馮卡門的老師——著名的空氣動力學家普朗特。這是錢學森(中),馮卡門(右),和普朗特(左)三人會見時的合影。

這張照片是世界氣體動力學三代掌門人的合照:徒弟錢學森,師父馮卡門,和開山祖師爺普朗特。這是一歷史性的照片,非常有趣。師父和徒弟聯手審訊師祖,更是歷史的玩笑。

 

錢學森上校、馮卡門將軍與普朗特教授。

這張照片我不太能確定地點,應該是德國的哥丁根大學——普朗特執教的大學,也是馮卡門的母校。右邊算起,第一人是錢學森,第二人是馮卡門,第三人是普朗特,最左邊的人不知道是誰。拍攝時間應該是一九四五年5月。

 

(5)錢學森對美國國防的貢獻

 

自從1941年火箭助推器發展成功以後,美國軍方不但需要火箭,而且需要培訓一批瞭解這門新武器的軍官。於是錢學森除了為航空系的研究生講課外,還要為這些軍官開設工程數學原理和噴氣推進原理等課程。這些軍官後來成為美國先進部隊的骨幹。

 

在培訓這些軍官研究生的第二年,錢學森編了一部內容豐富的教材,取名【噴氣推進】,成為美國第一部全面系統論述噴氣推進的基本原理和火箭性能的著作。此後的十幾年,這部巨著一直是美國研究生和軍事工程師必讀的教材和參考書,被奉為權威性的著作。

 

錢學森對美國國防最大的貢獻是二戰結束,馮卡門率領的三十六人科學諮詢團從德國回來以後,向美國政府提出的書面報告。這時候的錢學森不但從德國帶回豐富的資料,而且走訪了美國各處的研究中心和實驗室,對美國航空事業的發展現況和未來潛力有了全盤瞭解。

 

科學諮詢團從歐洲回到華盛頓後,便開始整理資料,最後向美國國防部提出了著名的【邁向新高度】研究報告。這份遠景規劃的國防報告一共有九卷,其中第3、4、6、7、8卷和技術情報附錄是出自錢學森之手。

 

作為「科學諮詢團」的核心成員,並且代表戰勝國審訊代表戰敗國的普朗特和馮.布勞恩,錢學森掌握了大量的第一手資料,而且深刻瞭解德國在飛機和火箭技術上已經走在美國前面。錢學森總結了歐洲各國特別是德國的科研成果與發展經驗,向美國政府提出戰略性發展的獨創見解和實際可行的技術路線。在【邁向新高度】研究報告中,錢學森翔實論述了高速空氣動力學的發展,涵蓋了脈沖式噴氣發動機、沖壓式噴氣發動機、固態與液態燃料火箭、超音速導彈、以及核能作為飛行動力的可能性等等先進技術,評估這些技術已有的研究成果、目前存在的問題、和未來發展的前景。

 

【邁向新高度】是美國二戰後航空與航天發展的規劃藍圖,它為美國空軍未來50年的發展指明了方向,從根本上改變了未來戰爭的型態。有了【邁向新高度】所奠定的理論基礎,二十世紀的下半葉美國在航空與航天事業上獲得飛躍的發展,成為世界第一軍事強國。美國專欄作家米爾頓.維奧斯特曾這樣寫道:「錢(學森)是幫助美國成為世界第一流軍事強國的科學家銀河中的一顆明亮的星。」

 

(6)麻省理工學院最年輕的正教授

 

1946年,錢學森應聘為麻省理工學院航空系的副教授。同年,錢學森在美國的【航空科學期刊】發表題目為「原子能」的論文,提出了原子能如何應用在航空與航天上。他在麻省理工學院舉行一系列的演講,敘述核燃料助推火箭的設想和相關工程問題,引起廣泛的興趣與討論。

 

一九四七年初,麻省理工學院決定破格提升錢學森為終生職的正教授,並恭請馮卡門教授寫推薦信。在馮卡門的高度推薦下,錢學森成為當年麻省理工學院最年輕的正教授。這一年,錢學森榮昇正教授、返國探親、結婚、再回到麻省理工學院的校園繼續研究和教學,一切都那麼的順利和完美。

 

(7)回到加州理工學院任教

 

雖然享有麻省理工學院的終身職,錢學森並沒有在這個校園住多久。

 

1948年的夏天,實力雄厚的古根漢基金會(Solomon R. Guggenheim Foundation)在加州理工學院和普林斯頓大學各成立一個「噴氣推進中心」。這兩個中心不約而同地熱情邀請錢學森擔任這個中心的主任。加州理工學院新任校長杜布里奇親自寫信歡迎錢學森回到巴沙迪那的校園來,錢學森接受了他的邀請。第二年,錢學森奔赴加州理工學院,進入他事業充滿曲折的第二階段。

 

一九四九年初夏,錢學森與妻子蔣英前往加州理工學院,途中留影。(郭永懷攝)

 


清晨獨自慢跑的 YST

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李遠哲的非學術成根本是負分!
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typhooonn
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如果要論非學術成就
李遠哲完全比不過楊振宁
因為李遠哲的非學術成就根本是負數 !
也就是說
在政治、社會、教育改革 等非化學專業領域
李遠哲帶給台灣的更多的是破壞   甚至是災難
如果給楊振宁的非學術成就打 (正五分) 的話
那麼李遠哲的非學術成很可能就是 (負十分)



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都是这样认为的吗?
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kdiity
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不过,我对李远哲这件事没有坚定的立场,因为没有十分明了他的作为。可能当时只是简单的想到拿他和杨振宁先生作一些他们个人方面的非学术成就方面的比较。
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你完全錯了
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typhooonn
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zhenling
齋貓

回應給kdiity:

你完全錯了
李遠哲在台灣 正面的貢獻相對較少(化學等)
但負面的傷害(政治∕教改等)相對較多
總和來看 他給台灣造成的問題遠大於他的貢獻
所以如果他呆在美國 對台灣反而更好 
因為這樣的話 他對台灣貢獻的部份雖然要少
但他對台灣的傷害也要少得多
兩相權衡 回台更糟

陳水扁執政八年亂台害台 其危害可以和大陸十年文革相提並論
李遠哲兩次大選都全力挺扁 為扁揹書 
特別是在陳的第一次大選起到了臨門一腳的作用
陳水扁這八年把台灣在經濟 ∕ 政治 ∕ 軍事 ∕ 文化 ∕ 教育 ∕ 人心 ∕兩岸 ∕ 外交 
幾乎所有方面 都徹底搞壞
就憑這一點 李遠哲就是台灣的罪人

他主導的教改 更是把台灣的教育 從國小到大學都徹底亂掉
教育是百年大計 李遠哲在這一點上對台灣的危害也是史無前例

而且李遠哲把政治 ∕ 民粹 那套東西 
帶到在台灣原本相對干淨的教育和學術圈
其危害也是罄竹難書

總之 李遠哲回台 是台灣的災難

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。。。
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kdiity
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我虽是大陆人,不过,也不是很赞同你的观点。李远哲能在台湾,能在台湾作出一定的贡献是很好的,我们不应该把政治过分跨大化,起码比起杨先生好,起码有能力的年代为台湾本土作出了贡献,而不是临老入花丛,叶(快)落才归根。
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版面污染
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alicechenseattle
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唉!把李遠哲放入紀念錢學森的文章中玷污了版面.
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陳文茜之類的評論員做不到的
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大風
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zhenling
typhooonn
YST

謝謝YST市長的這篇文章,讓我們外行人可以很快了解錢學森這位傳奇人物,他的貢獻及在世界的地位,在歷史中的意義.畢竟在台灣,很少人知道錢學森,也不會去注意這號人物.剛好市長又是學理工的,又具備各種廣博的常識(尤其是理工及軍事常識),才能寫出這篇不可多得的好文.

像陳文茜之類的評論員也許可以在一般事務中作出不錯的評論.但要像市長這樣做出評論,需要自然科學的專業功力,她可是做不到的.

在台灣網路上,多半是些充斥八卦的垃圾文章.看到市長這篇文章,就像檢到一塊珠寶一樣.謝謝.



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不要让人笑话
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慎獨
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大刀豁豁

       看了你的回答,简直无语,就不要在悼念钱老的帖子里面和你争论这个问题了,如果需要就单独开贴讨论吧,多看看,多想想,供大家共勉。
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天下本来就是畅所欲言的地方啊
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紫苏
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没有回忆的云

不过,帖主确实误会我的意思了~其实我是在回应市长上一篇关于“钱学森留学美国之前”的评论,里面有说到庚子奖学金生回国的问题。举个别人物做例子,不是为了比较:)

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你孤陋寡闻的程度让我震惊!
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shali0521
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如果你是一个做小买卖的尚可原谅,你居然是IC业内人士。中国拥有液晶面板的核心技术,但是这些年来一直苦于缺乏资金导致缺乏高世代液晶面板生产线,导致电视用液晶面板几乎全部靠进口。三个月前或许是如此,现在这段历史即将彻底结束。最近两个月内,已开工的包括京东方北京8代线、合肥6代线、昆山龙飞光电8代线、南京中电熊猫6代线。已经签订协议即将开工的包括广州LG8代线、苏州三星7代线和南京夏普8代线。我有更新的消息,京东方第二条8代线正在推进,明年2月前动工,京东方的第三条8代线前天也被披露。

上述这些事情,攸关台湾的面板出口,但是台湾人远远不如美国牛肉重视。

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薄膜液晶与铟
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macxox
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我只知道目前薄膜液晶主要用到铟,中国已经开始限制稀土出口
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