《冯·卡门》读书笔记（三）

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　　续前文：

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　　冯·卡门初到加州理工就露了一手。当时正在建造世界上最大的天文望远镜，其巨大的反射镜要在一个支架上平稳的滑动，所以要在两者之间涂一层润滑油。如果是给自行车轱辘上油，那怎么上都行，可是天文望远镜需要观察很远很远很远的小星星的活动，精度要很高。如果油膜太薄，就无法润滑，如果太厚，油液中出现了湍流，就会使反射镜晃动。问题是，油膜到底涂多厚才合适。工程师一般不懂得湍流，不知如何是好，卡门很轻松的算出了这一厚度，解决了问题。

　　美国上世纪二、三十年代有一种崇拜德国技术的风气，理由是德国人擅长做精细活。卡门对此不以为然。他早年听克莱因说过，美国地大物博，因此不需要精打细算，做事就很粗狂，也不重视理论，德国则不同，处处都要计算，看怎么样设计最优，最节省材料。

　　卡门从德国请了两个空气动力学家来加州理工帮助做风洞实验。风洞实验主要是把飞机模型放在风洞里吹风，模型一般是木制的，制作起来麻烦。一个德国专家出主意说用胶泥代替木料很好使，卡门就让他去做一个。结果一开机，胶泥被吹的粉碎。后来他们找意大利人来做了一个，就非常好使。

　　卡门在美国呆了一段时间，逐渐体会到美国人和德国人在气质上的差异。德国人更擅长理论和抽象思维，而美国人更擅长动手操作。可是要培养高水平人才，理论和实践都不能缺少。他在加州理工特意加强了理论方面的课程，鼓励学生运用理论知识解决实际问题。这一主导思想使加州理工成为美国大学中的理工结合搞的最好的学校。

　　1947年2月3日，Langley航空实验室前合影。第一排：右4冯·卡门，左2钱学森，第3排：左2郭永怀

　　后来卡门的学生钱学森回国后提出要搞技术科学，也是这个思路。卡门还特意强调了数学的重要性，由于电子计算机的出现，很多人不重视数学了，他对这种趋势很担忧，因为他相信数学思维比运算更重要。

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　　加州理工人才荟萃，找到卡门的密立根自己就是个人才。他早年混迹于密歇根大学，用油滴实验证明了电子是电荷的基本单位，因此得了诺贝尔物理学奖，被加州理工的创建者挖到这里来筹建物理系。不过说起这油滴实验，维也纳大学的伊仑哈夫特也在同一时间做了相似的实验，不过他的实验结论却与密立根截然相反。密立根由于大胆的修改了数据，而得到了符合理论的结果;伊仑哈夫特没有这么干，却与诺奖失之交臂。真是一个科学的讽刺。

　　罗伯特·安德鲁·密立根

　　卡门说，这同两人的家庭出身有关。密立根的父亲是个部长，性格坚韧干脆，密立根也相信自然界完全受数学法则的支配;而伊仑哈夫特的父亲是医生，天生好疑，这使儿子相信自然界是杂乱无章的。

　　这位密立根在学校发展方面颇有建树。他一面以提供设备为条件，拉学术大牛入伙;一面又以组建专业学术团队为条件，拉大公司提供设备。在短短几年内，就有大批著名科学家到了加州理工，这里面有物理学家洛伦兹、索末菲尔德、波尔、费米、爱因斯坦、达尔文的儿子小达、生物学家摩尔根等人。

　　托马斯·亨特·摩尔根

　　在摩尔根还没听说过世界上有个加州理工的时候，密立根已经拉到洛克菲勒的赞助，给摩尔根把实验室都建好了。摩尔根感到盛情难却，就跳到了加州理工。当时很多人不理解密立根为什么要请一个生物学家来加州理工，可是摩尔根到了加州理工没几年就得了诺贝尔奖，使加州理工名声大振。

　　密立根把卡门请到加州理工，说：“我们没有那么大的财力来发展所有工程技术科学，但我坚信，航空工业一定会被吸引到南加州来。”后来事实证明，密立根所言不虚，加州理工后来就成了美国航天航空科技的发源地和重要中心。这不仅证明了密立根的远见卓识，还可以看出他慧眼识才，找到了卡门这么一个既有很高的学术水平，又能带出一大批优秀学生，还能和工业界和军政界建立广泛联系的将才。

　　密立根是加州理工的头，但是他不许别人称他院长，他的准确头衔是院务委员会主席。他总是说，院务大事是委员会共同决定的，不是他一个人说了算。实际上，这就是说，如果你找他要经费，他会说：“要是我能给，早就给了，委员会不准我给。”

　　密立根、卡门、爱因斯坦都信上帝，认为宗教和科学不矛盾，因为科学研究自然规律，而宗教对人的精神更重要，不过摩尔根却是个彻底的无神论者。在一次摩尔根担任主席的学科会议上，讨论完生物学，按照议程应该讨论天文学了，摩尔根站起来说：“我应该把我的位子让给密立根同志，因为他离天国比我更近。”众人哈哈大笑。

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　　冯·卡门一刻也离不开社交生活，他依照自己旧时的习惯，每周末都要搞家庭派对，大物理学家尼尔斯·波尔也是他的座上宾。卡门在哥廷根时就认识波尔的哥哥(这位数学家还是丹麦足球国家队的门将)，后来又在英国见到了尼尔斯·波尔，他当时提出了氢原子理论，获诺贝尔物理学奖。

　　尼尔斯·亨利克·戴维·玻尔

　　波尔是个身材高大、态度和蔼的人，他有一次到卡门家参加派对，卡门在他面前放了一只彩色酒杯，给别人都倒上了白兰地，唯独没给波尔倒。波尔一边跟人大谈原子理论，一边拿起那只空酒杯喝。连喝了三次，卡门问他：“尼尔斯，你喝的是什么呀?”波尔往酒杯里看了看，惊奇的说：“我说怎么没味儿呢?”

　　因搞核裂变而获诺贝尔物理学奖获的费米，由于娶了一个犹太将军的女儿，也不得不移居美国，他每次到加州理工都会去卡门家里拜访。有一次，卡门特地为他举行家宴，他却不怎么感兴趣。到了深夜，他悄悄对卡门说：“我想去好莱坞看看。”卡门说：“你怎么也?”费米眉毛一动：“你懂的”卡门在电影节也有不少好朋友，轻松找了一帮漂亮的女明星陪费米喝酒。事后，费米眼睛里流露出愉快的神情告诉卡门，光凭这一点就值得到美国来……

　　恩利克·费米

　　卡门和费米都是桃李满天下的名师，钱学森和杨振宁就分别是他们二位的高徒(杨的博士生导师不是费米)。这两位名师曾经在一起探讨过为何世界上在同一时间涌现出一大批天才人物，最后的结论是—良师。费米的老师考贝诺就是一个良师，他虽然自己非常渊博，也完全有条件干一番大事业，但却甘心做一个园丁，培养了大批优秀物理学家。

　　对卡门有很大影响的几个人—他父亲、希尔伯特、普朗特也都是典型的良师，他们能用自己广博的知识滋养众多学生，让他们茁壮成长。这方面的例子数不胜数，在当时还有，冯·诺依曼的两位老师—匈牙利数学之父费耶和著名数学家兼数学教育家波利亚。索末菲尔德、波尔也都是这样的良师，是他们推动了二十世纪的物理学革命。

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　　如果说庞加莱是冯·卡门在精神上的哲学导师，希尔伯特是冯·卡门在数学上的偶像，那么爱因斯坦就是冯·卡门在物理上的毕生追求。卡门说，爱因斯坦是个思考缓慢的人，但却是一位渊博的思想家。父亲早年的教导使卡门懂得欣赏坚韧而深刻的思考，爱因斯坦不仅有一个深刻的大脑，一个诚恳而善良的灵魂，还有一颗充满好奇的童心。

　　阿尔伯特·爱因斯坦

　　1911年爱因斯坦到哥廷根找希尔伯特和闵可夫斯基讨论如何建立广义相对论时，卡门也在那里，他正和波恩推广爱因斯坦关于固体比热的晶体模型。他们后来在柏林学术会议上又见了一面，那时爱因斯坦在研究热力学基础理论(我猜测是统计物理)，卡门已经转向空气动力学。

　　他们第三次见面是1931年，爱因斯坦代表德国政府应邀访美。他抵达帕莎迪纳时，受到了社会各界热烈欢迎，他同当地儿童、名流、政府官员亲切握手，他穿过拥挤的欢迎群众，走到卡门面前，微笑着握住卡门的手，说：“亲爱的卡门，很高兴见到你，我有话要跟你说。”爱因斯坦把卡门拉到一边，用手指着旁边广场上的喷泉，说：“那个喷泉顶上有一个弹跳的小球，它为什么不掉下来?”卡门解释道：“那个小球一旦偏离了中心，就会被旁边的水重新托回去。”爱因斯坦点点头，“好极了!”

　　在加州理工，爱因斯坦的形象尽人皆知：一头蜷曲的白发，一件羊毛衫，一支烟斗。这个永恒不变的形象也给爱因斯坦带来一些麻烦，每天都有一堆人要求他写自传。为了避风头，他就找卡门出主意。卡门就给他在艺术街找了个住处，那里的每个人都是长头发、身穿羊毛衫、拿着一支烟斗。

　　卡门认为在他的有生之年，科学最大的进步是消除了很多偏见，比如爱因斯坦的相对论让人们懂得时空并不是绝对的，量子力学让人们懂得物体的运动也不是确定的。卡门问爱因斯坦：“你自己年轻时曾为摒除科学上的偏见做出了巨大贡献，现在另一个年轻人海森堡用测不准原理消除了另一个偏见，你为什么就不相信呢?这是不是说明你老了?”爱因斯坦说：“我年轻时候就不相信上帝会用掷骰子来统治世界。”卡门的看法不像爱因斯坦那么极端，不过他仍然相信测不准是由于水平有限，有朝一日会测准的。

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　　冯·卡门一生有过两次访华，一次是在1928年，非常短暂。第二次是在1937年(当时钱学森已经去了加州理工)，瓦登道夫请他去看看中国第一流的高等学府——清华大学新办的航空工程系。卡门绕道苏联，穿过伪满，到了北京，才知道此行真实目的是帮助中国造风洞，发展空军。

　　按照计划，风洞设计和运转工作都由清华承担。卡门他们把清华航空系的25名学生组成一个团队，一边教他们理论知识，一边让他们在工程实际中锻炼动手能力，同时也完成了风洞的设计工作。卡门对清华学生和民工的勤奋能干留下了深刻印象。半年后，卡门和瓦登道夫离开中国，赴日本讲学。

　　1944年，冯·卡门(中)主持美国国防部科学咨询团全体会议

　　冯·卡门回美国以后，带领他的团队，为美国立下汗马功劳。在他生命的第81年，肯尼迪总统亲自给他颁发了第一枚国家科学勋章。当时，卡门本应该上台去受奖，可是他走到台阶前，却突然停了下来。肯尼迪总统迅速上去一把扶住他。卡门抬头看了看这个年轻人，把他的手推开，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。”两个月后，冯·卡门离开了人世。

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