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主题: [基本原创]追寻前辈的踪迹：钱学森，钱学森的老师冯卡门，老师的老师普朗特，普朗特关门女弟子陆士嘉，及其他

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[基本原创]追寻前辈的踪迹：钱学森，钱学森的老师冯卡门，老师的老师普朗特，普朗特关门女弟子陆士嘉，及其他

木辛
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头衔: 海归元帅
声望: 院士

加入时间: 2004/02/23
文章: 7094

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标题: [基本原创]追寻前辈的踪迹：钱学森，钱学森的老师冯卡门，老师的老师普朗特，普朗特关门女弟子陆士嘉，及其他 (6704 reads) 时间: 2009-11-04 周三, 00:49

作者：木辛在海归商务发贴, 来自【海归网】 http://www.haiguinet.com

报道钱学森时，往往会看到这张照片：

这是一张十分珍贵的照片，这是战后，1945年5月钱学森和他的老师冯卡门和冯卡门的老师普朗特在德国哥廷根大学照的。钱学森在最后，最前面的是普朗特，最右方是冯卡门。

1945 年春，盟军胜利在望，罗斯福总统要求迅速派遣专家前往德国的军事工业重地探索所有可能的隐密。四月底，冯卡门组建了一个由三十六位专家组成的「科学谘询团」前往德国。冯卡门受聘担任这个科学谘询团的团长，被授与少将军阶；钱学森受聘
担任火箭组的主任，被授予上校军阶。一群美国科学家浩浩荡荡前往欧洲讯问德国军事科学家，收缴德国掌握的军事科技和最新装备，并且争取优秀的德国军事人才来美国效力。

这张照片是世界气体动力学三代掌门人的合照：徒弟钱学森，师父冯卡门，和开山祖师爷普朗特。这是一张历史性的照片，非常有趣。师父和徒弟联手审讯师祖，更是历史的玩笑。从时任美军上校钱学森的表情看，他还是很敬重这位师祖的。

钱学森出道是因为空气动力学。时代造英雄，人类造出飞机之后，飞行动力学的基础空气动力学一直成为科学家探索的重要领域。上个世纪初到上个世纪的60年代，可以说是现代空气动力学奠定了基础的时代。这个时代，因为战争的需要，特别是对飞机导弹的需求，导致空气动力学理论的不断更新。还有一个原因是那时基本上没有计算机，虽然美国战后有了计算机，但是处理真正的空气动力学问题还是远远不能胜任的，这样就导致了许多数学功底高的科学家发现许多近似计算的方法，简化的理论。
钱学森也是一样，他之所以能进入著名的喷气推进实验室JPL，也是因为美国在二战期间为了赶上德国的火箭导弹技术，而钱就具备了这样的才干，被他的老师冯卡门选进加入JPL，也因此为钱老后半生的荣辱埋下了伏笔。

纵观现代空气动力学历史，可惜看不到太多钱老的痕迹。他的理论功劳留下来的最著名的就是卡门-钱公式（Karman-Tsien Formula），这个公式也被中国人不断提起，但是即使非常专业的空气动力学研究人员也未必会接触到或者使用这个公式。“卡门——钱公式”，第一次发现了在可压缩的气流中，机翼在亚音速飞行时的压强和速度之间的定量关系。就是当飞机的飞行速度接近每秒为340米的音速时，空气的可压缩性对机翼和机身的升力的影响究竟有多大？“卡门——钱公式”修正了普朗特-葛劳诶尔特公式，回答了这个问题，准确的表达了这种量的关系，并且为实验所证明。
写法如下：

但是钱学森在JPL参加美国导弹计划的一个重大的收获是接触了控制论，凭借他的天才数学功底，产生了系统控制论的思想，最后于1954年在美国发表了他的著名的《工程控制论》。这是他后来成为中国导弹之父的理论根基。这时他已经完全超过了他的老师冯卡门。

冯卡门何许人也？名师出高徒，这位出生于匈牙利的数学天才冯卡门当然也是一位高人。高在哪里？冯卡门可以说是现代力学的奠基人之一，尤其是在高超音速领域。他在美国加州理工学院的研究生中，有中国学者钱学森、郭永怀、钱伟长，以及美藉华人学者MIT的林家翘等。造就冯卡门后来的成就的是在JPL期间美国空军的导弹火箭计划。

二战后期，美国空军了解到德国人正在搞火箭推进的导弹，厉害非比寻常。知道德国搞火箭推进的是哥廷根大学普朗特教授为首的科学家，而普朗特最优秀的弟子冯卡门就在美国，于是就找到冯卡门来担任JPL的领导。

冯卡门也是科学的多面手，在流体力学，特别是空气动力学方面
贡献最大。很有名的是以他的名字命名的自然现象——卡门涡街。

冯卡门出身于奥匈帝国—个教育学教授的家庭，1902年毕业于布达佩斯皇家工学院，1906年去德国哥廷根大学求学，在普朗特教授的指导下，于1908年获得博士学位。冯卡门1911年时在哥廷根大学当助教。后来来到德国西部的另一所号称德国MIT的亚琛工大，创建了亚琛工大的空气动力研究所。他和普朗特相继在哥廷根和亚琛建立了德国早期的风洞实验室。我刚来到亚琛读书时或许还没有意识到冯卡门的影响，慢慢的我就发现，在亚琛，尤其是在亚琛的校园，经常可以看到以卡门命名的东西，教学楼，学生宿舍，大街。我走进空气动力学研究所，赫然看到冯卡门的头像，我也开始对这位巨匠有了一些了解。

这是亚琛工大卡门教学楼里的卡门头像。

冯卡门获得荣誉应该说不亚于他的学生钱学森在中国获得荣誉。他1963年第一个获得了美国科学奖章。那一天，白宫举行了盛大的授奖仪式。当时的冯卡门已有82岁，并患有严重的关节炎。当他气喘吁吁地登上领奖台的最后一级台阶时，踉跄了一下，差一点摔倒在地上。给他颁奖的肯尼迪总统忙跑过去扶住了他。冯卡门对肯尼迪总统说：“谢谢总统先生，物体下跌时并不需要助推力，只有上升时才需要……” 之后没几天，他在访问德国亚琛时逝世。

很少人知道，地球与外部宇宙的分界线的名字叫卡门线，位于地球表面高度为100公里的地方。也是为了纪念冯卡门曾经参与提出这个建议。

既然提到冯卡门，那么顺便再提一下钱学森的师祖普朗特教授。
路德维奇.普朗特（Ludwig Prandtl）是现代力学的奠基人之一，尤其是他将与工程师有关的基础力学从抽象的方程进行了简化，使之可以利用当时可能的计算手段得到计算的结果。他创立了边界层理论、薄翼理论、升力线理论，这些理论都为后人所用，成为航空界和工程流体力学界常用的工具。后来他还研究了超声速流动和激波现象，提出普朗特－葛劳渥法则，并与他的学生梅耶（Meyer）一起研究了膨胀波现象（普朗特－梅耶流动），并首次提出超声速喷管设计方法。但是超音速空气动力学的理论还是由他的学生冯卡门完善的。普朗特的开创性工作，被称为“现代流体力学之父”。
1904年，普朗特在任职的汉诺威大学完成他最著名的一篇论文——《非常小摩擦下的流体流动》。在这篇论文中，普朗特首次描述了边界层及其在减阻和流线型设计中的应用，描述了边界层分离，并提出失速概念。普朗特的论文引起数学家克莱因的关注，克莱因因此举荐普朗特成为哥廷根大学技术物理学院主任。在随后的几十年中，普朗特将这所学院发展成为空气动力学理论的推进器，他主持建造了德国第一个风洞，在这个空气动力学科中领先世界直到二战结束。可惜，或者说幸亏，他没有冯卡门这样优秀的学生和后来的钱学森与他合作，否则希特勒军队的导弹一定会更加先进。1933年希特勒上台后，普朗特默许了对犹太同事的开除，并为保持德国在国际科学界的地位进行了大量宣传活动。在二战前和二战期间，普朗特与格林的帝国空军部（Reich's Air Ministry）有密切的合作关系。所以才出现战后学生和学生的学生审讯老师的事，就像本文开始的图片那样的情况。
普朗特培养了很多著名科学家，其中包括冯.卡门、梅耶等著名流体力学家，对我国流体力学研究做出奠基工作的陆士嘉教授也曾是普朗特的学生。或者说她的辈份比钱学森要高。
陆士嘉女士是中国空气动力学的奠基人之一，她亲自参加了北京航空学院的建立，曾经担任北航的副院长。1938年，她克服重重困难，进入了德国哥廷根大学学习。她想到祖国正在遭受日本轰炸，学航空将来能对祖国有贡献，便毅然选择了航空科学，并决心做普朗特教授的研究生。陆士嘉的考试成绩之好使普朗特深感意外，于是他破例地收了一名中国学生。陆士嘉成为普朗特正式接收的唯一的一位中国留学生并且是一位女博士生，同时，也是这位著名教授的关门弟子。
陆士嘉在哥廷根大学学习时，正值第二次世界大战之际，该校的空气动力研究所对中国留学生有种种苛刻的限制，尤其在实验技术方面对她更是严格保密，加上生活条件艰苦，她在整个学习过程中困难重重。1942年，在攻读研究生毕业后，她曾先后到柏林高等工业学校任助教和在萨克逊堡造船厂的柏林设计研究部任研究工程师。1944年初，因该研究部被轰炸，她不得不离职。以后在导师普朗特的介绍下，又回到哥廷根大学工作。普朗特本想让她进空气动力研究所工作，但是该所负责人里格尔斯是个纳粹党员，他因陆士嘉坚决谴责日本帝国主义的侵略行径而拒绝其进所工作。后来，陆士嘉只能在哥廷根大学内另辟一室，单独搞导师给她的课题，而且当时只让她解方程，并不让她了解方程的由来和作用，为此她愤然辞职返回祖国。

陆士嘉的丈夫张维同为留德学生，曾经担任过清华大学副校长。张维在1935年北平官费留美考试拿了第二名，因为名额只有一个，所以只有第一名的钱学森获得奖学金去美。从这点上讲，陆士嘉也是和钱学森平辈的了。
陆士嘉留学德国期间，曾居住在哥廷根著名物理学家波尔教授家中。波尔为人正直，坚决反对纳粹。波尔曾把生平积蓄购置了0.75公斤铂。当时因战争动乱，他唯恐有失，在得知陆士嘉夫妇回国时，就托付她们带回中国帮助保存，以期有朝一日作为他儿子的生活费。波尔并郑重声明，由于时局和今后的遭遇都变化莫测，这些铂如有遗失绝不要求赔偿。陆士嘉夫妇深知波尔教授的为人，且感其托付之诚意，毅然承诺下来。由于中国与联邦德国长期未建交，通讯断绝，直至1958年民主德国德累斯顿高工霍夫曼教授来华访问，陆士嘉得悉他与波尔很熟悉且有来往，才请他将铂带给波尔教授。

虽然在亚琛读书时也经常接触到在那里进修的陆士嘉的女儿，但是当时我并不熟悉这些前辈，关于陆士嘉的信息，我也是后来才了解到。所以也没有从她那里知道更多老一辈科学家的轶事，多少有些可惜。

有一次，在帕萨迪纳的开会时，我借一位以前认识的在JPL工作的韩国人之便，参观了JPL里面，包括第一位华裔宇航员王赣俊工作过的实验室。这时的JPL已经不再是研究喷气推进器了，而是美国宇航局非载人航天项目的中心。走出JPL的大门，我感叹了一下，原来这就是咱们钱老当年红红火火过的地方，也是钱老最后无法重新回来的伤心之地呀。

作者：木辛在海归商务发贴, 来自【海归网】 http://www.haiguinet.com

上一次由木辛于2009-11-04 周三, 06:59修改，总共修改了1次

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