【大家】科技之魂：钱学森先生

钱学森，1911年12月11日出生于上海。父亲钱均夫，少年就读于杭州求是学院，曾留学日本。母亲章兰娟，是杭州丝商的女儿。钱学森幼年就读于北京师大附小和附中，1929年考入上海交通大学机械工程系铁道机械工程专业，同年8月，赴南京中央大学参加清华大学庚款留美公费生考试。10月成为20名留美公费生之一。1935年8月，他从上海乘船赴美，入麻省理工学院航空系。因为当时美国航空工厂不欢迎中国人，所以一年后他转向航空工程理论，即应用力学的学习，并决定师从于当时在加利福尼亚理工学院的力学大师冯•卡门教授（Theodore von Kármán）。从此，奠定了钱学森一生事业的基础。

1939年6月，钱学森以《高速气动力学问题的研究》等论文，获加州理工学院博士学位。8月发表重要论文《可压缩流体的二维亚音速流》阐明压力修正公式，后被学界称为钱-卡门公式。因对空气动力学的研究作出重大贡献被授予美国陆军航空兵上校军衔，是当时美军最年轻的上校。而后任该院航空系助理研究员，并独立从事薄壳体稳定性的研究。作为冯•卡门的助手，指导研究生的论文。这时期很重要的工作是钱学森与马林纳等一起，创建著名的古根海姆加州理工学院喷气推进实验室。

普朗特、钱学森和冯卡门

1942年美军方委托加州理工学院举办喷气技术训练班，钱学森是教员之一，当时美海陆空三军技术人员中有不少是他的学生。这时，他还参与了军内远程火箭的研究，包括弹道分析、燃烧室热传导、燃烧理论研究等；先后担任航空喷气公司（Aerojet Company）的技术顾问和美国空军科学咨询团团员，目睹了原子弹和雷达等多种先进武器的发展。1945年5月，二次世界大战结束的前夕，钱学森随冯•卡门为团长的科学咨询团先后参观了美国几个最有名的实验室，如RCA实验室、NACA（美国国家航空委员会）等；之后又去欧洲，观察英、德、法等国的航空研究，特别是德国二战后期有关飞机、V-2火箭、炸弹等多方面的技术发展情况。1949年，钱学森任古根海姆喷气推进中心主任及“戈达德”教授，专授火箭技术及喷气推进技术课。这时，钱学森已取得了在近代力学和喷气推进的科学研究方面的宝贵知识和经验，成为当时有名望的优秀科学家。1947年初，他成为麻省理工学院正教授，时年36岁。直至1950年前，他先后为麻省理工学院专门培养气动力学研究生，兼任美国海军炮火研究所顾问、加州理工学院喷气推进技术实验室教授研究员等职。

钱学森和蒋英

1949年应聘为加州理工学院正教授，并出任加州理工学院古根海姆喷气推进研究中心主任，领导美国太空火箭的研究。同年设计了一种12马赫高超声速火箭飞机，即“钱学森弹道”。在加州理工学院期间，钱学森总共带了11个博士研究生,其中有6个博士生，导师只有钱学森一人，分别是：

Hartlieb, Robert Joseph (1956)

Kerrebrock, Jack L. (1956)

Serdengecti, Sedat (1955)

Cheng, Che-Min（郑哲敏）(1952)(中国科学院院士在科学院力学所工作)。

Rannie, W. Duncan (1951)

Lo Chih-Chun（罗时钧）（1951年1月1日答辩）。

与其他导师合作培养的博士生：

Monroe, Gerald M. (1951)

Chang, Chieh-Chien（张捷迁）(1950) ，第一导师为冯·卡门。

Fejer, Andrew (1945)

Yuan, S.W.（袁绍文）(1942) ，第一导师为冯·卡门。

钱学森很早即接受到马克思主义学说的影响，心怀建设祖国的大志。1948年祖国解放事业胜利在望，钱学森开始准备回国。但此时美国正值麦卡锡主义横行。1950年7月，钱学森被美国政府拘留，行动受到限制，并被剥夺参加机密研究的资格。在被滞留的5年中，他完成了《工程控制论》一书，并讲授物理力学。冯•卡门后来在送别钱学森一家回国时，充满感情地说：“你现在学术上已经超过我！”

1949年新中国成立后，由于当时冷战开始，加上1950年美国麦卡锡主义盛行，反 共思想高涨，而联邦调查局又从美国共产党的文件中发现钱学森曾与周恩来特使接触以及参加过共产党外围组织的一些活动，美方驳回其入籍申请，并禁止其参加机密工作。钱学森无法继续他的研究。两星期后钱学森先告知学校其去中国探亲数月之意愿，学校并无异议且愿意配合。但是当时海军部次长丹·金波尔知道后，认为以钱学森涉及美军机密工作之深，在当时中美苏关系恶劣状况之下，应设法劝阻其访中为宜。联邦调查局仅凭钱学森早年参加过的共产党组织社交餐会出席人士名单，指控他在入籍申请中故意否认曾加入共产党外围组织不报。司法部藉“伪证”罪吊销他的机密工作许可并将他驱逐出境。美国司法部于于1950年8月30日将钱学森临时收押在特米诺岛监狱里15天。由于加州理工学院的不懈努力和抗争，钱学森很快被取保候审。为了确保自己人身自由得到合法保障，钱学森重金聘请纽约市知名辩护律师格兰特·古柏（英语：Grant Cooper）代表出庭，与美国移 民局展开了长达5年的法庭斗争。金波尔知道司法部的行动后也表示震惊：“我的意思不是要逮捕他，太可怕了，他不是共产党，我们不应当监禁他。这是这个国家干过的最蠢的事。他不是共产党正如我不是共产党，而我们强迫他离开了。”钱学森的上诉案件直到1954年才被判败诉。在上诉五年期间，钱学森只能涉及一些基础学科的研究与教学。联调局认为钱学森所知的机密信息五年后就会变得过时而没有用处。他在这段时间里完成了工程控制论的研究。钱学森后来幽默地说，“不让我做研究，我会在这里发展”。在中美关系正常化后，钱获颁杰出校友奖受到加州理工学院邀请。

早在1949年5月14日，在香港从事秘密联络工作的曹日昌（中共党员、香港大学教授）给钱学森写了封信，通过葛庭燧（留美中国科学工作者协会美中区负责人）寄给钱学森。曹日昌在信中以“北方工业主管人”的名义邀钱学森回国到东北或华北领导“航空工业”的建立。1955年，在中美两国政府长达数月的日内瓦双边会谈之后，钱学森被美国政府释放。用以交换在朝鲜战争中被俘的美国飞行员。9月17日，钱学森登上了美国总统轮船公司的克利夫兰总统号，经过香港，于10月28日抵达中国北京。

钱学森一家

从1955年10月到12月，他先后在北京、东北参观各个科学研究所、高等院校、生产工厂，摸清了中国建立航空工业的基础。1956年2月16日，钱学森受周恩来、陈毅接见，周恩来委托他起草一份导弹研制方案，在场的还有国家科委副主任范长江、中国科学院副院长张稼夫、第二机械工业部副部长刘杰。1956年2月17日，钱学森完成了周恩来交办的任务，起草了《建立我国国防航空工业意见书》（以下简称《意见书》）并提交给周恩来。2月22日，周恩来将《意见书》送毛泽东审阅并致信说明：“这是我要钱学森写的意见，准备在今晚谈原子能时一谈。”2月28日，周恩来又将《意见书》批给中央军委秘书长、国防部副部长黄克诚及中央军委各委员。《意见书》很快投入实施，实际上成为中国导弹研制工程的指导方案及技术文件。

钱学森在讲授航天知识

1956年，钱学森与钱伟长、郭永怀等创建、主持中国科学院力学研究所，钱学森任首任所长，这是钱学森回国后担任的第一个职务。按照《意见书》的建议，1956年7月中央军委批准成立了导弹管理局（国防部第五局），作为研制导弹工作的领导机构。1956年10月8日成立了中国第一个火箭/导弹研制机构“国防部第五研究院”，1957年周恩来签署国务院令，正式任命钱学森为院长。1957年3月，中央军委的导弹管理局并入国防部第五研究院。《意见书》还提出了详细的派遣留学生计划以及人才培养目标。《意见书》中列出了一份“高级人员”名单：空气动力学：沈元、陆士嘉、庄逢甘、罗时钧、林同骥、潘良儒；航空结构：王俊奎、钱伟长、王仁、杜清华、胡海昌、钱令希、郑哲敏、李敏华、范绪箕；推进机：吴仲华、陈士祜、梁守槃；控制机：罗沛霖、林津；火箭：任新民。

1958年，钱学森与中国科学院同事共同倡议并参与创建中国科学技术大学。1959年8月，钱学森加入中国共产党。1960年东风-1短程弹道导弹（地对地）发射成功。1965年人造卫星工程开始实施。1970年4月，中国第一颗人造卫星“东方红一号”发射成功。1967年，冯·卡门在出版的自传中 特辟一章：“钱学森与红色中国”。冯·卡门对钱学森的评语是：“美国火箭领域中最伟大的天才之一，我的杰出学生。”

1979年，钱学森被加州理工学院授予“杰出校友奖”。1986年6月27日，中国科协第三次全国代表大会选举钱学森为科协主席。1989年，中华人民共和国建国40周年之际，雷锋、焦裕禄、王进喜、史来贺、钱学森五人被 中 共 中央组织部命名为“建国以来在群众中享有崇高威望的共产党员优秀代表”。1991年被中华人民共和国国务院和中华人民共和国中央军事委员会授予“国家杰出贡献科学家”荣誉称号（迄今唯一一人）和一级英雄模范奖章。1996年4月8日，交通大学建校百年典礼上，唯一经钱学森本人同意，江泽民题写馆名的钱学森图书馆在西安交通大学落成揭幕。钱学森获得的两弹一星功勋奖章和证书，原件现藏上海交通大学钱学森图书馆。1999年9月，与钱三强、邓稼先等共23人荣获两弹一星功勋奖章。2006年10月，与任新民、屠守锷、黄纬禄、梁守槃等共5位专家获“中国航天事业五十年最高荣誉奖”。2008年9月13日钱学森塑像在中国科学技术大学落成。2009年10月31日上午8时6分在北京中国人民解 放 军总医院病逝。

1957年2月5日至10日，由中国科学院数学、物理学、化学学部和技术科学学部发起召开第一次全国力学学术报告会，钱学森作题为“论技术科学”的报告，钱伟长作“当前我国力学工作者的任务” 的报告。会议期间，成立了中国力学学会，钱学森被选为第一任理事长。学会成立初期先后组成了一般力学、固体力学、流体力学和岩土工程力学专业委员会。并在哈尔滨、西安、北京、天津、上海、南京、大连七地组建中国力学学会分会。当年，《力学学报》创刊，钱学森任第一任主任编辑。1958年8月，钱学森在中国力学学会第一届理事会常务理事会上作“争取力学工作的大跃进”的报告。报告从航空、运输、机械制造、水利、土木建筑、化学工业、冶金工业、石油工业和农业生产9个方面提出力学的科学研究方向和任务。 钱学森担任力学研究所所长16年，中国力学学会理事长25年，这中间虽然由于文化大革命的动乱与干扰，许多事被停顿，但全国力学科学队伍在他的带领下节节壮大，人才辈出，学术交流十分活跃。至1982年中国力学学会第二届理事会换届之时，学会会员已发展至3600多人。理事由建会初期的35人增至95人，新组成的各省、市、自治区力学学会有21个，并建立了7个专业委员会，12个专业组。仅1981～1982年5月，全国举办的学术讨论会有34个，各种力学期刊5种，并加入了国际科学联合会下国际理论与应用力学联合会成为会员国。

钱学森在国内共出版专著7部，论文300余篇。他创造性的成就和所涉及的广泛领域包括：应用力学、固体力学、 喷气推进与航天技术、工程控制论和系统工程等。

4.1 应用力学
        在空气动力学方向，钱学森开拓性的工作集中表现在三方面：
        1938年，钱学森与冯•卡门合作进行可压缩流动边界层研究，给出了马赫数计算公式，这一问题与垂直起飞的火箭关系重大。
        1939年发表关于可压缩流体二维亚声速流动；1941年冯•卡门发表关于空气动力学中压缩效应的研究成果，为高速飞行物机翼上的压缩作用提出了一个更普遍的修正，即著名的卡门-钱学森方法。
        1946年钱学森与郭永怀合作，最早在跨声速流动问题中引入上下临界马赫数的概念，提出要关注上临界马赫数。这一重大发现为解决“声障”提出了理论依据。

4.2 固体力学

1940年开始，钱学森与冯•卡门合作，对飞机金属薄壳结构非线性屈曲理论提出系列的研究成果。为解决高速飞行器的失稳问题（“热障”）提供了分析方法和理论依据。

4.3 喷气推进与航天技术
        1936年钱学森参加马林纳领导的火箭研究小组，共同研究设计了古根汉姆实验室；研究火箭发动机的热力问题，探究火箭和远程火箭问题等。并参与美国早期用液体推进剂火箭试验，如“女兵下士”探空火箭和后来的“下士”导弹研制。
        从40年代至60年代初期，为火箭与航天领域提出了若干重要概念，如提出并实现了火箭助推起飞装置（JATO），使飞机跑道距离大大缩短；1949年，提出火箭旅客飞机和核火箭的设想；1953年研究了星际飞行理论的可能性；1962年出版《星期航行概论》，提出用装有喷气发动机的大飞机作为第一级运载工具，用装有火箭发动机的飞机作为第二级运载工具的天地往返运输系统的概念。

4.4 工程控制论

        《工程控制论》一书1954年在美国以英文出版；后又出俄、德、中文版。1980年再出中文修订版。书中所阐明的基本理论和观点，一方面奠定了工程控制论的基础；另一方面指出了进一步研究的方向，对自动化科学技术理论的进展起了重要作用。它从深度和广度上推动了电子计算机、核能技术、航天技术和光子技术革命的发展。

物理力学
        1946年钱学森已开始对高速高温条件下，稀薄气体的物理、化学性质与力学特性结合起来研究。1953年正式提出物理力学概念，在加州理工大学授课。1961年《物理力学讲义》正式出版。他主张从物质的微观规律确定其宏观力学特性，改变过去只靠实验测定力学性质的方法。并设想将物理力学扩展到原子分子设计。

4.5 系统工程
        钱学森以他在总体、动力、制导、气动力、结构、计算机、质量控制等领域的丰富知识，为组织领导我国火箭、导弹和航天器这样一个多学科、大规模的相互联系、交叉互动的复杂作战系统，发展了航天系统工程，包括科学的技术管理、建模仿真、高效率的信息系统等。
        他发表的《组织管理的技术——系统工程》对运筹学、系统工程和系统分析科学在中国的应用与繁荣起到了重要作用。他与王寿云等合写的《军事系统工程》开展了中国人民解 放 军计算机和作战模拟技术的普及与发展。
        钱学森对系统科学最重要的贡献是他发展了系统学和开放的复杂巨系统的方法 论。1982年11月《论系统工程》出版，1988年10月出增订版。

钱学森天资聪慧，受到严格的家庭教育和学校教育，勤奋好学，勇于开拓。在20世纪30年代，他所从事的火箭事业还是一个鲜为人知、神秘的事业，远未被纳入传统科研的范畴。选择它作为严肃的研究对象是冒着很大风险的。钱学森能取得如此杰出的成就，没有持之以恒的坚强动力，是作不到的。这一动力来源于钱学森全心全意献身于科学，推动工程与技术发展的使命感和为中华民族争光争气的民族责任感和民族自豪感。他在美国长达20年的科学生涯中，无论获得了多么高的荣誉和多么难得的机遇，他念念不忘的是回国报效祖国。他没有在国外存一分钱，为自己不留一分后路。他说：“我作为一名中国的科技工作者，活着的目的就是为人民服务，如果人民最后对我们一生所做的工作表示满意的话，那才是最高的奖赏。”

钱学森把作为一个科学家严肃、严密的科学作风和高瞻远瞩的战略眼光和胆识很好地结合起来。在作薄壁圆柱壳失稳问题时，他认真踏实地操作，观察和分析实验结果，反复计算，经历了多次失败后才取得正确的结论。他最后发表的论文虽然只有10页，而其手稿仅现搜集到的就有800多页！他善于在复杂的现象中努力抓住最本质的东西，并在此基础上建立数学模型。他不满足于仅仅解决一个个具体问题，哪怕这些问题有多么重要。他总是在研究了这些问题之后，随即提出前瞻性极强、带有方向性的问题，并立即进行更系统的研究，为未来工程技术的发展指出新的方向。他源自流体力学的理论与方法，全面观察二战后迅速发展的控制与制导工程技术实践，提炼出指导设计的普遍性概念、原理、理论和方法，从而创建出一门新的《工程控制论》是又一实例。

钱学森领导科学活动的特点就是倡导学术民主。他传承了哥廷根学派的优良学风，特别重视学术交流和自由讨论。他身体力行，讨论中与大家一律平等，实事求是，错了就改。他组织的各种各类讨论班经久不衰。如1960～1963年他在力学所组织的每周六学术汇报讨论；1986年组织的“系统学讨论班”等，通过这些活动，许多新方法、新概念、新体系、新学科由此萌生，无数的青年人由此成长起来。他特别重视学会的工作，认为学会是打破部门界限，推进学科发展，活跃学术思想，促进科学与工程技术紧密结合，培养青年的重要平台。在他的亲自扶植下，像力学学会、航空学会、气动学会、自动化学会、航天学会等等都及时建立并茁壮成长，为繁荣科学做出了贡献。

钱学森一贯重视科学普及工作，他常说：一个有责任感的科技工作者应当把科普视为自己事业的一部分。钱学森以极大的责任感和积极性促进科技界的新陈代谢，爱护和提拔青年优秀人才。直至他进入耋耆之年，行动不便之时，仍然始终坚持以清秀、端正的小楷亲自书信，尽一切可能为大家提供帮助。

重视发展技术科学是钱学森的重要学术思想，也是他建设强大祖国的终身奋斗目标。他认为早期的自然科学与工程技术是沿着各自的道路分别发展的，曾被人们认为是两种不同的行业。20世纪上半叶是科学和工程走向密切结合的时代，从而形成了“技术科学”这样一个相对独立的科学。它是一个以自然科学成果为指导，以解决工程技术问题为目的的科学领域。可以将应用力学为例，当飞行设计在空气动力学理论的指导下，突破了“声障”和“热障”，实现了高速飞行，发展了火箭技术，开创了航天事业的时候，人类文明的一个新时代诞生了。钱学森亲身实践了这一火热的历程，深切体会到“技术科学是富国强兵的关键。”

钱学森一向强调力学是一门应用科学。他指出：“力学或叫应用力学，有两个方面的服务对象，一是为工程设计服务，直接为发展生产服务；另一个是为发展自然科学服务。这两个服务不是截然分开的，而是有交叉的。”对力学学科的性质，他说“我总觉得它与数、理、化、天、地、生不大一样。力学发展到今天，主要是应用力学”。他说：“ 我觉得力学工作，或者说应用力学工作，主要方向应为工程技术服务，为工程技术的设计服务，也就是说，力学工作者要直接为社会主义建设服务，为发展生产服务，要做到这一点，就要与工程技术人员密切结合与配合。”

         钱学森认为技术科学首先是服务于工程技术的，它为工程技术提供新原理、新概念、新目标、新途径、新方法、新技术等系统的理论基础与基础技术。它可以促进和带动新产业和高技术的建立和发展。为此，技术科学工作者必须一方面充分掌握自然科学的最新成果，同时还要深刻了解工程中存在的基本问题。他认为：技术科学又不同于工程技术，因为它的中心目的是研究和解决某类工程技术中带有普遍性的问题，而主要不是一个具体的工程技术问题。他指出，数学和计算数学作为一种工具占有十分重要的地位。

钱学森在授课

         20世纪后半叶世界和中国科学技术的发展表明，他所提出的主张和倡导的技术科学分支具有很强的预见性。他的学术思想是高屋建瓴的，他关于力学的认识和实践使力学在中国航空航天等领域的发展中发挥了巨大的作用从而取得了举世瞩目的辉煌成就。他就是钱学森举世瞩目的伟大科学家，科技之魂。