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【世界著名演讲词】冯·卡门乐观展望未来

小皮爱读书 2022-03-29

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西奥多·冯·卡门（Theodore von Kármán，1881-1963）匈牙利裔美国物理学家，工程师，工程力学和航空技术的权威，航空和航天领域最杰出的一位元老，美国喷气推进实验室(JPL)的创建人、首位主任，也是中国著名科学家钱学森、钱伟长、郭永怀、林家翘的导师。


1881年5月11日，冯·卡门出生于匈牙利布达佩斯，祖父是很有名望的犹太人，父亲是布达佩斯大学的教授，母亲出身于书香门第，家族中曾出过一个16世纪的著名数学家；冯·卡门是个数学神童，６岁时就能对５位数的乘法略一思索就报出答案来，1902年在布达佩斯皇家理工综合大学获得硕士学位，1903-1906年任职理工大学，并在匈牙利一家发动机制造厂担任顾问，期间对航空器结构和材料强度方面进行了一些有价值的研究，同时前往德国格丁根大学师从现代流体力学开拓者之一的路德维希·普朗特教授学习，1908年获得博士学位，1912年成为阿亨大学气动力研究所所长，在那里工作了14年，同时为一些企业研制飞艇、全金属运输机、火箭担任顾问，在气动力学方面取得许多重要突破；1926年冯·卡门移居美国指导古根海姆气动力实验室和加州理工大学第一个风洞的设计和建设，在担任实验室主任期间，归纳出钝体阻力理论，即著名的“卡门涡街”理论，还提出了附面层控制的理论，1935年提出未来的超声速阻力原则，1938年指导美国进行第一次超声速风洞试验，发明了喷气助推起飞，使美国成为第一个在飞机上使用火箭助推器的国家；

在他的指导下，加州理工大学一批航空工程师，包括中国弟子钱伟长、钱学森、郭永怀，开始搞喷气推进和液体燃料火箭，力学和应用数学，导致后来成立了喷气推进实验室，该实验室是美国政府第一个从事远程导弹、空间探索的研究机构，取得很多重要的研究成果，其中包括在他指导下，钱伟长发表的世界上第一篇关于奇异摄动理论；

冯·卡门对人类实现超声速飞行的贡献是巨大的，1932年以后发表了多篇有关超声速飞行的论文和研究成果，首次用小扰动线化理论计算一个三元流场中细长体的超声速阻力，提出超声速流中的激波阻力概念和减小相对厚度可减少激波阻力的重要观点，1941年发表了著名的高速飞行中机翼压力分布的计算公式——“卡门钱学森公式”——即冯·卡门应用钱学森1939年一篇论文的观点做出的亚声速气流中空气压缩性对翼型压强分布的修正公式，1946年提出跨声速相似律——与普朗特的亚声速相似律、钱学森的高超声速相似律和阿克莱的超声速相似律合起来为可压缩空气动力学形成一个完整的基础理论体系，

同年在第10届莱特兄弟纪念演讲会上作了题为《超声速空气动力学的理论和应用》的重要演讲，向人们宣告了超声速时代即将到来，1947年10月14日，根据冯·卡门的构思而设计的X1火箭飞机终于首次突破了声障，把人类带入超声速飞行的时代；

1944年12月1日应邀成为美国陆军航空队科学顾问组组长，1945年初夏受命以少将军衔率领美国空军顾问团一行36人，赶赴德国考察纳粹德国秘密研究火箭技术的情况，返回美国后提交一份《我们在何处》的考察报告，对比了美、德两国在战争期间的科技发展，并指出美国已有可能研制射程达9 600千米的导弹，接着又提交了名为《通向新地平线》的第二份报告，该报告包括25位作者的32份分报告，主题涉及从空气动力、飞机设计到炸药、末端弹道等，主要观点是“科学是掌握制空权的基础”，报告预测新的作战能力肯定会陆续出现，超声速飞行是可能的，卫星和有相当精度的远程导弹将研制出来，涡轮喷气和涡轮螺桨发动机将取得重大进展；

1950年冯·卡门获美国空军协会大奖，1963年2月18日以其对科学、技术和教育事业无与伦比的卓越贡献荣获美国第一枚国家科学勋章，1963年5月7日去世，送葬队伍中有中国人、日本人，也有欧洲人、犹太人；有伊斯兰教徒，也有基督教徒；有军事将领，也有知名科学家；还有他生前的挚友和助手们。
 

冯·卡门的演讲——展望未来：
 
科学家预言未来是要冒风险的。因为预测往往会出差错，出了差错难免出乖露丑。从前，关于航空发展前景的一些预言，就不止一次出过洋相。比如1903年杰出的西蒙•纽康教授宣称，除非再发现一条新自然法则，否则，没有气囊根本不可能飞行。然而时隔不久，莱特兄弟就驾驶有翼飞机进行了历史性飞行。
 
这次失言对纽康教授来说是够难堪的，而5年之后，这位无所畏惧的教授看到早期飞行发展缓慢，再次断言说，任何人都能下这样的结论：将来乘飞机要像今天乘火车一样普及只是一种梦想。很显然，到过现代化机场的人都会对这个说法感到忍俊不住。
 
我凭经验深知预言错了是什么滋味。话说回来，我也认为，在第二次世界大战后我们为美国空军制定的远景规划中，有些预测是相当成功的。由于这方面的鼓励，我也想对不远的将来发表一些看法。此外，我年已81岁，就这点来说，预测20年还是相当安全的。因为到了回头验看预测结果的时候，我早已远离尘世，只好在另一个世界的科学殿堂里进行回顾了。
 
总的说来，目前的航天事业正面临着类似于莱特兄弟初次飞行那样的新时代。在研究了若干早期飞行前的文献资料之后，我可以说，那时进行的研究工作，并不比我们现在航天学会会议上听到的外行与科幻小说家提出来的东西更具有科学性。考虑到莱特兄弟成功之后的科学进展，我觉得上述情况也许是个好兆头。
 

我认为，今后10年，航天科学将是一块造福人类的沃土。天文学、气象学和通讯技术会有很多惊人的发展。在天文学方面，从地球轨道实验室进行观测，能更加精确地测定恒星和行星之间的距离以及外层空间的状态。极稀薄气体中超音速运动方面新知识的应用，将进一步深化和发展康德、拉普拉斯和其他哲学家的太阳系起源学说。
 
在气象学上，由于星际气体、太阳风和空间电磁场密度方面的知识逐渐增加，我们也许能够精确洞察它们对地球气候（飓风的形成）的影响。运用气象卫星确实有可能发现大气现象的规律；从而使气象学真正成为一门符合逻辑的科学。
 
一些乐观主义者，包括我在内，一直相信控制天气是可能的。不过，我认为这是遥远的后事了。
 
从航天技术最早得到好处的将是远距离通讯。我认为，在今后数年内，远距离通讯会不断取得巨大进展。看来，运用现有技术就能发射一系列人造卫星，用于解决全世界电话和电报通讯问题；最佳方案是发射几颗周期为24小时的人造卫星，跟地球同步运转。其优点是，任何时候都有一颗人造卫星停留在天空中一个固定位置上。今后几年肯定会涌现出许多人造卫星发射计划，从中可以选择一个切实可行的计划付诸实施。
 
不少性急的记者访问我的时候，总要我对空间旅行作些猜测。我毫不犹豫地回答说，我坚信它将会以某种方式实现的，而且比很多人设想的时间可能更早些。尽管我们已经熟知空间飞行的基本原理；然而，具体实现的时间，则要取决于航天技术的发展了。
 
不言而喻，月球是空间旅行的第一站。眼下，苏联正考虑以载人绕月飞行作为向月面登陆的过渡。我们也在研究这个方案以及其他种种方案，比如，从地球上直接把宇航员发送到月面就是其中的一个方案。总而言之，人类急切需要探索，正如德国幽默作家莫里茨•布赫所说的那样，远处总有好地方，这里还是我家乡。
 
我和弗朗克•马林纳考虑到在月球着陆肯定能行，因此早在1960年8月23日，我们就开始探讨在月球上建立第一个有人实验室的步骤。
 
毫无疑问，月球实验室是一个工程浩大的国际性项目。据粗略估计，它的建造费用高达每工时8万美元这样一个令人瞠目的数字。那么，月球上能搞哪种类型的实验室呢？从月面极高和极低的温度着眼，是搞移动式还是选择一块地方建固定实验室恰当呢？在月球上搞什么科学研究才值得花那么大代价呢？
 
我俩认为，从长远的观点考虑，应该组织一个专门委员会来研究上述一系列问题。
 
马林纳这人有时明显地体现出得克萨斯人的性格。他答道，“说干就干，我们马上动手拟定一份国际月球实验室委员会成员名单。”
 
我们两人讨论月球问题时，正在一家餐厅品尝地球上的美味。于是，弗朗克就在菜单背面开了一张名单。第二天，国际航天协会就予以批准，并同意马林纳担任主席，英国的焦德雷耳•班克天文台射电望远镜的负责人伯纳德•勒维尔为副主席。有几位成员认为，现在就研究有人月球实验室为时过早，这倒不是登月飞行在技术上有多大困难，而是在于宇宙射线和长期失重对人体健康的危害性还没有进行过深入试验，其影响程度不大清楚。尽管如此，委员会还是受到鼓励，把研究工作继续搞下去。
 
我们离开餐厅时仅仅提出了一些设想，而数月之后，到了1961年，国会通过了肯尼迪总统提出的议案：1970年年底前把一名美国宇航员送上月球。这样，马林纳的研究计划不再是一纸空文，而成了一项具有重大现实意义的研究计划了。
 
在月球上着陆并建立实验室之后，我们还要不要飞向其他行星呢？我看是要去的，起码也得飞到火星和金星上去。在最佳条件下，宇航员花1年左右时间就能飞个来回。至于能否飞到其他恒星上去，我看指望不大。因为最近的一颗恒星——半人马星座的X星离地球4.3光年。这就是说，即使以目前技术上无法达到的光速飞行，宇航员也得费4年多时间才能到那里。德国的尤金•桑格尔认为，利用光子火箭，有可能达到这个目的。不过，眼下只是一种假想而已。
 
从理论上讲，若搞得出一种热核聚变的控制方法，桑格尔的光子火箭也许能行得通。不过，老实说，展望飞行速度达到光速的火箭，实非我力所能及。即使技术上到了这一步，飞到比邻的恒星上去，也要5年到30年时间。从人类的角度看，一个人为了登上恒星而关闭在座舱里耗费掉自己短暂的生命也是愚蠢的。听说有人提议在漫长的旅途中可以把宇航员冷冻起来。说句笑话，这可是个冷冰冰的生活方式，在等待解冻期间，一路上，他可要失去不少进餐厅享受美味的良机呢。
 
我也听到这样一种说法：根据爱因斯坦的相对论推测，当一个人以光速运动时，生长速度会缓慢得多；因此，宇航员到达某个恒星时仍然是年轻人。我想，这是对物理学的一种误解。因为人的生长过程并非单纯按照数学规律。这个问题，我跟我的物理学家朋友们热烈争论过。我坚信，人的生长过程不光取决于时间，而且与另外许多因素有关系。
 
目前，尽管人们在大谈特谈空间，但只要地球上还覆盖着空气，只要人们还得靠呼吸空气活着，飞机就不会消失。军用和民用航空所面临的一系列问题，今后越来越严重。机场要占用巨大面积，噪音公害不断增加，这将迫使机场离居住区愈来愈远。有人设想，在沿海城市，将机场建在水面上，采用两栖飞机（格莱恩•马丁预言，水上飞机将会复兴）。
 
军用航空方面，飞行速度仍然是个比较突出的问题。它要求起飞和着陆过程实现彻底变革。比如，成败取决于飞机航速和灵活性的战术飞机，要尽可能与跑道长短无关。做到这一点，势必要创造出一些简化起飞与着陆条件的新方法才行。采用滑行架、弹射器或喷气助推起飞都是可能的解决方法。另一种办法就是采用垂直升降系统。
 
将来，在极高的空中飞行毫不足奇。我坚信，我们正处于一个新时代的起点。到时候，冲压式喷气飞机、火箭和各种组合式飞机都会发展到我们今天很难估计的程度。也许可以料想，这些飞机从地面起飞，穿越大气层，达到一定速度和高度，进入地球轨道后靠惯性飞行，然后重返大气层，像普通飞机一样选择着陆地点。这就是我心目中未来的飞机——人造卫星飞机。
 
至于说到技术革命对个人及个人生活的影响，毫无疑问，这种影响将不断扩大。比方说，我们不难预见，崭新的工种将层出不穷，有些熟知的旧工种将会逐渐消失。从航天工业和电子计算机行业的发展过程来看，这点已经是一清二楚了，例如，电子计算机行业中的程序设计员和“软件”专家，这是一种前几年还无法料到的新职业。
 
技术发展的势头虽然很猛，而且将继续下去，然而，我却认为，要是把它对人们生活的影响看得大绝对了也是不明智的。可以肯定，它不可能使以前的技术工作和经验教训都作废。比方说，航空界现在有一种说法：在空间时代，空气动力学过时了。我根本就不信这种说法（前几年我在康奈尔大学讲学时谈过这个问题）。很多飞机设计的基本问题，在导弹和其他飞行器设计中照旧存在。要是这些问题消失了，那才真怪呢。我看，一个人应该通达些，如果从广阔的角度来观察技术发展，他就能懂得过去和将来对人们思考问题和作出决定是同等重要的。科学的发展是永恒的；几千年前就开始起步的科学将继续不断前进。那些根基深厚的科学原则，根本不可能变为转瞬即逝的过眼烟云。
 
此外，有人常问我，科学家对自己的同胞应该肩负什么责任，在社会上又应该发挥什么作用？
 
从整体来说，我认为科学家无需促使或劝说政府按自己的意图行事，只要把运用某种科学方法可能导致的实际情况提供给政府就行了。科学家不必去制订计划，而应该分析做一件事可能产生的后果。照我看来，一个科学家对待公共事务，既不要像泰勒那样不闻不问，也不要像爱因斯坦那样管得太宽。
 
有些科学家非常害怕与军事部门合作。爱好和平的马克斯•玻恩过去常指责我“加入”了美国空军。我的好友尼尔斯•玻尔在第一颗原子弹试爆之前就离开了洛斯•阿拉莫斯试验场，拒绝与军方再发生任何瓜葛。而我却一直认为，我与军事部门结合是很自然的事情。作为科学家，我感到军事部门是很好共事的团体。眼下我还发觉，在这个有缺陷的世界上，军事部门是有资金、有干劲的机构，能迅速而有效地推动科学向前发展。
 
我无意为军事与科学合作做一番粉饰，也不妄想从中得出什么永恒的哲理。然而，有一点可以充分肯定：恐惧战争和为科学而科学的单纯科学观点相比，前者对促进导弹研究的作用要大得多。在某些科学家看来，这个动机不纯，但在整个人类历史上，科学都包含着这样的矛盾：自古以来，科学和科学家一直是在为战争搞创造发明与解开宇宙之谜和揭示物质微观结构之间进行抉择和艰难前进的。我认为，军事与科学合作的基础今天比以往任何时候都要好。鉴于当今世界越来越依赖武装力量，科学家有必要充分利用军事部门的支持来发展科学。
 
此外，科学与军事合作还有一层理由。我始终认为，处于软弱地位去侈谈国际合作与裁减军备用是无济于事的。圣经的旧约全书告诫说，要达到目的，最好有一根大棒；你不一定非用它不可，有它你就能随意商谈，不受干扰。
 
我非常尊敬玻恩和玻尔，但始终不理解他们的理想主义立场。毫无疑问，我当然愿意与他们看法一致，不过，那只有当战争从地球上消失以后才成。在我看来，一个理想主义者对他无法控制的局面谈得再起劲，充其量不过是画饼充饥而已。
 
当代科学家的基本信念是什么？这个问题恐怕只能概括地谈谈。我是一位哲学家的后人，我始终笃信那些稳定的、超越当代紧张形势和种种困难的哲理。当我进入一生中第9个10年的时候，更加相信上帝对人类是公正的。我们将在毁灭的幽灵手下存活；创造战争武器的科学也能建设和平事业，这一点往往容易被人们忽视。发射防空导弹的工具也能把人造卫星送上轨道预报天气；制造原子弹的科学规律已经成为向疾病斗争的有力武器；致命的毒气也可以用于救死扶伤。有朝一日，绝大部分科学力量将会造福于人类。
 
　　简而言之，我是个乐观主义者，坚信未来是美好的。要是我做的一点微不足道的工作对此有所促进，那我就心满意足了。
 
冯·卡门-玻尔、费米、爱因斯坦印象：
 
在帕沙迪纳，我的家庭生活跟在亚深完全一样。
 
母亲和妹妹在马林戈大街看中了一幢西班牙式单层住房，其中有一个大餐厅，一间起坐室和左右两间厢房。这样我既可独处一室，一家三口又能团聚在餐厅的橡木桌旁。有一段时间我们因请不到一个匈牙利厨师而感到苦恼，但我们在南加州却意外地结识了不少匈牙利移民。不久，这些朋友就邀请我们去赶晚宴，用匈牙利特色饭菜款待我们。
 
家事安顿好之后，不出数月，我们就敞开大门，欢迎学生和客人光临。这样，我们在亚琛所喜爱的国际性愉快聚会又开始了。军队里来听我课的那些学生很快也成了我家的客人。这时母亲因长期患病，行动不便，只能坐在轮椅里。尽管如此，每次聚会她都要出来认识认识每一位来客，亲自向他们表示欢迎。直到1941年去世前，她老人家对待客人的态度始终如一。
 
珮波妹妹很爱跟电影界人士交往，因此来客中经常有一些编辑、制片人和演员。当时匈牙利人当电影明星很时兴，因此很多匈牙利人都拥到好莱坞去碰碰运气，闹得有位著名的制片人不得不公开表态说："光凭自己是匈牙利人不管用，还得有表演才能才行。"通常，妹妹请来的客人中还有关于巫师、游方术士和其他各种各样稀奇古怪的角色。我发现南加州这类人物多得很。
 
除了上述轻松愉快的聚会外，不时也有举世闻名的大科学家光临舍下，这使我感到不胜荣幸。有原子物理学之父称号的丹麦物理学家尼尔斯·玻尔和夫人玛格丽特，每次来帕沙迪纳准要到我家看看。我跟玻尔家有多年交往，在哥廷根，我就认识他的哥哥、数学家哈罗德。1911年，我跟玻尔在英国初次会面，正是那年，他提出了振奋人心的原子结构新理论。
 
玻尔是个身材高大、态度和蔼的人。他在各种社交场合都能怡然自得。有件趣事，至今我一想起来还感到忍俊不禁。他在星期日家宴上出了一个洋相，让我看出了他也是那种心不在焉的大学教授。那天晚上，我在他面前放了一只彩色酒杯，我给别人酒杯里倒满了法国白兰地，却忘了给他斟酒。
 
玻尔一边畅谈自己的原子结构理论，一边拿起那只空酒杯喝酒，他这样接连空喝了三次后，我再也沉不住气了。
 
"尼尔斯，您喝的是什么呀？"我问他。
 
玻尔愣了一下，再往酒杯里看看，"啊哟！"他惊奇地说，"我也奇怪，怎么一点儿酒味也尝不出呢？"
 
前已述及，我初见玻尔时，他正在剑桥卢瑟福试验室为揭开原子结构的奥秘埋头苦干。1913年，他公开发表了关于原子辐射后继续保持稳定的新理论，一举成为世界闻名的科学家。由于这个发现，他获得了1922年诺贝尔奖金。整个20年代，玻尔原子理论不仅是物理学的发展动力，而且也开始推动了化学发展。
 
后来，玻尔和爱因斯坦一起在普林斯顿继续深入研究原子的能量，又在哥本哈根理论物理研究所单独进行这方面的探索。
 
第二次世界大战前夕，玻尔从逃离纳粹德国的梅特纳那里获悉，德国在分裂铀原子方面已经取得了惊人进展。他立刻把这个消息告知哥伦比亚大学的费米和邓宁。后来，费米和邓宁在制造原子弹发挥了主要作用。1939年，玻尔在华盛顿的一次物理学会议上宣布，分裂原子已经成功了。他激动地声称这是现代世界形成以来的一个重大事件。
 
二次大战期间，玻尔在直接研制原子弹方面做的工作不多，然而，战后他在谴责核武器用于战争上却发挥了很大作用。他和爱因斯坦都认为原子弹的国际管制是决定世界命运的关键。后来，玻尔又花费很大精力去筹备日内瓦第一届和平利用原子能国际会议。
 
这一时期，玻尔本人虽然竭力反对原子能用于军事上，但是他的哥本哈根研究所对核物理学的发展却不断产生重大影响。每当我看到这个研究所从世界各地广招学生时，心里总觉得奇怪：为什么目光远大的密立根却没有考虑到请一位有能力筹集必要设备的大物理学家，到加州理工学院来办个第一流核物理研究所呢？阿特莱·斯蒂文森说过，这本来是一件轻而易举的事。我看，当时加州理工学院有一点没有搞清楚：搞核物理和其他科学领域不一样，研究人员需要大量投资和重型设备。而同步回旋加速器的发明者劳仑斯博士早就觉察到这一点，让伯克利的加州大学集中力量搞功率巨大的核研究设备，从而使加州大学在核物理方面一直保持领先地位。可惜密立根没有能预见到物理学会发生如此巨大的变革；要是他对物理学家工作环境有所了解，看到现代物理实验室与当初剑桥大学卢瑟福实验室、以及他自己原先工作过的芝加哥实验室相差多大，他在九泉之下也会感到懊恼的。
 
恩里科·费米是最早完成原子裂变实验的杰出的意大利物理学家。他每次到帕沙迪纳也总要来我家。1939年，费米之所以移居美国，一方面因为对美国感兴趣，另一方面因为娶了一位犹太血统的意大利海军上将的女儿。墨索里尼上台后大搞反犹主义，于是他当机立断，取道斯德哥尔摩到美国安家落户。几年前，他由于人工放射性方面的成就在美国接受了诺贝尔奖金。他第一次到帕沙迪纳来看我时，我和妹妹特地为他举行了家宴，还邀请了许多社会名流出席作陪。在宴会上他有些倜促不安，后来到了深夜，他把我拉到一旁。"亲爱的卡门，你帮我办件事。""什么事？""我想到好莱坞去看看。"
 
这时我才恍然大悟，他心神不定原来是为了这件事。这可把我逗乐了，我问他为什么对电影那样感兴趣。
 
"一个人到了罗马总想见见教皇，"他回答说，"我到了加里福尼亚总该去见识见识拍电影吧！这难道不是很自然的吗？"
 
我和妹妹在好莱坞有不少朋友，其中有出名的匈牙利明星保罗·卢卡斯、贝拉·罗葛茜。因此我不费什么事就在电影制片厂为费米准备了一个午餐会。我们一同参观了布景设备，又跟一些男明星和漂亮的女明星畅谈了一阵。事后，费米眼睛里流露出愉快的神情对我说，光凭这一点就值得到美国来。
 
后来我和费米还探讨过科学史上一个奇妙的现象：天才人物为什么会在不同时间，不同地点突然涌现出来。触发这种现象的导因与民族特点有什么关系还弄不清楚。也许教师具有一定的影响。比方说，费米本人是罗马大学考贝诺教授的学生。我认识这位教授，他是个很出色的物理学教师。虽然他在自己的事业上缺少创见，但却很有能力把费米、赛格雷、拉赛迪那样一批青年聚集在他身边，并激励他们上进。正是由于这批青年提出的新颖独到的见解，核裂变的实际应用才得以实现。
 
考贝诺是一位伯乐，很善于识别和鼓励潜在的天才。他在罗马大学"底层"实验室搞研究，经常提出一些问题，推动学生去创造崭新的试验方法。他本人完全有条件去干一番大事业，但却心甘情愿当一名"知识渊博的科学园丁"。
 
据我所知，其他国家也有类似的情况。匈牙利的里奥波特·费耶在培育一批对数学作出重大贡献的数学家方面就起到和考贝诺相同的作用。
 
我在这一点上感到欣慰的是，我的某些见解也曾经在青年科学家思想上激发出探索的火焰。比如：1940年8月法国沦陷后不久，爱德华·泰勒和汉斯·布希到帕沙迪纳来问我，为了在科学上对盟国作战有所贡献，他们应该干些什么工作？当时正是他们全力以赴搞美国核武器发展计划的前夕；我立刻想到空气动力学家还没有揭示出冲出波的动力学规律，此外，我们对支配冲击波形成的某些化学规律也一无所知。这个建议显然对他们产生了很大影响，推动他们继续深入钻研这些问题。后来他们终于写出一篇论文。这篇论文从来没有公开发表，不过我知道它对核武器发展计划和导弹重返大气层的运动特性研究起了相当大的作用。
 
阿耳伯特·爱因斯坦也是我家的常客。在他身上我发现了一个诚恳而善良的灵魂。他具备的一切品质，正是我在探索自然的道路上毕生所追求的。
 
1911年我在哥廷根大学第一次见到爱因斯坦。那是他到学校来和希尔伯特、闵可夫斯基共同指导一个学术讨论会。这个欧洲最著名的学术讨论会曾经推动很多人去钻研物理学上的新课题。此后过了好多年，我们才在柏林的一次学术讨论会上重新见面。在那次会上，他和能斯特、普朗克宣讲了热力学基础理论。1931，他应德国政府资助的费城德美文化协会邀请，以德国政府代表身份初次访问美国。他到达美国时受到了德国驻洛杉矶领事的欢迎；从帕沙迪纳回国时，领事又亲自到场送行。爱因斯坦到美国不久德国政府发生更迭，希特勒取代了兴登堡。爱因斯坦离开美国不到一个月，那位领事就被希特勒召回德国。
 
爱因斯坦到达帕沙迪纳时受到了许多社会名流欢迎。那天场面很大，四周挤满了欢迎的人群；儿童们手里都拿着鲜花。在市政府大礼堂前面举行欢迎仪式过程中，他看到我也在那里就满面笑容走过来和我握手。
 
"啊！亲爱的卡门，"他说，"在这里见到你我真高兴。我有个问题要问你。"他把我拉到一旁用手指指广场上的喷泉，那喷泉顶上有一个翻滚、弹跳着的小球。"你解释解释为什么小球在喷泉顶上不掉下来。"
 
我对他说，如果小球重量和喷水的动量之间保持某种恰当的关系，一旦小球出现在喷泉顶部，就会停留在那里按水力学规律运动，它一偏离平衡位置就自动进行校正，因此始终不会掉下来。
 
"Sehrgut（好极了）"他点点头，然后又回去参加欢迎仪式。
 
数月之后，我对爱因斯坦有了更深的了解。一头卷曲的白发，一件普通羊毛衫加一支烟斗，加州理工学院人人都知道这个形象是谁。由于要求他写自传的人络绎不绝，有一次他要我想个办法让他避避风头。我在洛杉矶奥列蔽拉大街替他安排了一个住处。那是条艺术街，街上行人以留长胡子、穿羊毛衫远近闻名，因此他在那里从未碰到过上述麻烦。我猜想，街上谁也没有认出我身旁这个人就是举世闻名的大科学家爱因斯坦。
 
爱因斯坦为人坦率，心口如一，直言不讳。有一次他应邀出席一个"面向全国"的广播节目。有个播音员蓦然发现了这位科学巨匠，就擅自宣布爱因斯坦要向全国听众发表讲话。爱因斯坦非常反感，立刻站起来说，"我没有话要讲，因此讲不出什么话；今后如有话讲，再来向各位奉告。"说完这两句他立刻就坐下去。
 
我和爱因斯坦曾多次促膝长谈，科学对人类的意义这个话题谈得最多，他有些观点使我感到非常惊奇。我一直认为，我这一生中科学的最大进步在于消除了不少偏见。由于偏见来自日常生活和一般常识，所以一般人总认为它不可逾越。在消除偏见方面，爱因斯坦是我的榜样。他发现，人们只有抛弃物理过程中时间和空间的绝对观念，才能对一些天文学和光学现象作出正确解释。他抛弃了绝对时间和空间观念，宣称时间和空间是同一度量单位，然后循序渐进，提出了"相对论"。
 
20世纪物理学的另外两大理论是"量子力学"和"测不准原理"。这两个理论也排除了由一般经验所产生的偏见。比如，众所周知，任何运动物体的速度和位置都能精确地予以确定。对"测不准原理"来说，这就是一种偏见。"测不准原理"认为基本物理过程是随机量的乘积，因此无法进行严格测定。这种观点显然是和因果律抵触的。"测不准原理"公开发表后，在物理学和哲学上引起了极大的混乱和矛盾。
 
我大惑不解，在物理学上以提出激进理论闻名于世的爱因斯坦，居然也不承认"测不准原理"。他坚信任何过程都能用因果律来描述。位置和时间根本就不存在内在的不确定性。因此，他认为"测不准原理"的基本思想完全是胡说八道。
 
在这方面，我问爱因斯坦："为什么您不相信测不准原理呢！您年轻时就消除了绝对时间这样一个大偏见。现在提出测不准原理的海森堡也是个青年，他消除另一个偏见——过程确定的唯一性，而您反而不赞成了，这是否表明您年事已高了呢？"
 
爱因斯坦回答说："并非如此。亲爱的卡门，以前我就说过，我绝不相信仁慈的上帝会用掷骰子来统治世界。"
 
这个回答使我感到高兴。因为我面前这位伟人观察问题的方法竟和我父亲一模一样；宗教和科学分别对待。爱因斯坦曾经说，上帝主宰万物，因而也创造了物理定律。同时，他认为宇宙是有序的，即一切事物，只要知道它的现状，便能了解它未来的发展和变化。而"测不准原理"却包含着这样一层意思：未来是无法确凿预知的，结果可能多种多样。
 
我父亲有个比拟说法，很能阐明海森堡所面临的困难。我父亲常说，把一个城市的全体居民或整个民族与单独一个人比较一下吧；单个人在下一时刻的行为取决于心理学规律，然而历史学家研究历史决不能采用这样的方法：先运用心理学对千百万个人逐一加以研究，确定每个人在下一时刻的行为，然后再把每个人的行为简单相加起来。历史只着眼于一般过程，也就是说，只观察大多数人活动的平均效果。可以这么说，当海森堡提出一个基本粒子的位置和速度不可能进行严格确定时，他头脑里的观念和上述情况完全一样。由于无法对所有微观粒子的历史都进行研究，所以他认为无法测准单个粒子的运动状态。正如历史学家那样，他测定的只是运动状态的平均效果。
 
在我看来，这是人类观察上的局限性。要是我们一定要合理解决无数微观粒子的运动状态问题，那就是对要描述的粒子逐一加以研究。由于一个人的寿命有限，在短促的一生中是无法办到的。因此，在这个问题上我和爱因斯坦来个小小的妥协：我认为"测不准原理"并不完全是胡说八道，但我补充说明一点，目前我们的水平有限，无法彻底解决这个问题。有朝一日，这种局限性是会被科学研究突破的。
 
爱因斯坦在加州理工学院指导过许多次关于物质结构的学术讨论会。有一次，他和奥本海默一起主持讨论会。参加讨论的有密立根、托尔曼、保林和爱因斯坦，这是个多高水平的学术小组啊！我记得，爱因斯坦的论述清澈明了。而奥本海默表达问题的方法太复杂，因此难于理解。他在黑板前动作迅速，推导方程式常跳过好几步，又以为听的人都跟得上。爱因斯坦接在奥本海默后面登上讲台，首先他表示非常抱歉，他比不上奥本海默那样敏捷，不过他将尽力而为。
 
爱因斯坦是个思考缓慢的人，但却是一位渊博的思想家。奥本海默的表现引起了我的回忆：要不是早年父亲及时教导我懂得坚韧而深刻的思考的价值，我也可能会滑到小聪明的老路上去了。
 
我在爱因斯坦身上打过一个主意，结果却完全失败了。谢天谢地，幸亏那不是一件科学方面的事情。有个匈牙利才华出众的钢琴家名叫尼里基·哈齐。我发现由于时运不济，人地生疏，他被迫在帕沙迪纳一家大餐厅里当个钢琴伴奏者。从前在布达佩斯他是个公认的神童，有个心理学家还写过一本专门介绍他的书。我和妹妹对他的处境感到很惋惜，觉得他在美国需要有个显显身手的机会。于是我们决定拉他一把，把南加州的一大批艺术家和音乐会代理人请来听听他的演奏。为了达到这个目的，我们特意举办了一个欢迎爱因斯坦的宴会，把南加州有名的音乐会代理人都请来赴宴。一方面让他们见见这位数学大师，另一方面聆听他拉小提琴。不用说，到时候他们纷纷赶来了。那天晚上，正如我们预计的那样，大家请哈齐弹了几首曲子。不料在这个当口，爱因斯坦夫人突然心血来潮，要她丈夫拉小提琴和哈齐合奏，大家对这个主意感到非常高兴。没想到这一下竟触怒了哈齐，他大声嚷道："我从来不为任何人伴奏！"说罢就真掼纱帽不弹了。我们期望美国音乐界重视哈齐的计划就此成了泡影。而爱因斯坦却兴致勃勃，照拉不误。结果，所有来客都向他表示热烈祝贺，而把布达佩斯的神童忘记得一干二净。
 
我看，那位傲慢无礼的匈牙利朋友是大错特错了。其后几年，一位真正的钢琴大师凯瑟索斯和爱因斯坦合奏就丝毫没有感到屈尊。加州理工学院的地震专家古腾堡教授也常为爱因斯坦作钢琴伴奏。有一次演奏后我问爱因斯坦，古腾堡钢琴弹得怎么样？他回答说，很难跟上。
 
"那是怎么回事呢？"我问道"地震学家弹钢琴不是也有节奏吗？"
 
爱因斯坦笑笑说，"他的节奏很好，但很难捉摸。"
 
1932年，爱因斯坦离开了加州理工学院，内中详情我不大了解。不过我料定普林斯顿大学另有一位"密立根"，此人名叫费莱克斯纳。他不仅替爱因斯坦安排了一个终身职务，又向他提供了满意的生活条件。我在普林斯顿跟爱因斯坦只见过一两次面，但在二次大战后却经常接到他的来信。有一次他来信要我参加他发起的"科学家反对使用原子弹紧急行动委员会"。我对这类组织从来就不感兴趣。比较起来，我对在以色列办一所医科大学，或向西班牙提供促进艺术发展奖学金倒是更为关注。我以恕不从命回复了爱因斯坦，并说，"幸而我不是原子科学家，作这种决定要简单多了"。 
 
冯·卡门轶事
 
数学神童
 
冯·卡门６岁时就能对５位数的乘法略一思索就报出答案来，他的父亲却对他的运算的超常能力感到担忧，怕他将来变成一个畸形发展的人。不久，在父亲的干预下，冯·卡门便和各种数学科目断绝来往，直到十几岁才重新开始学习数学。父亲让他读地理、历史、诗歌来代替做数学习题，他始终很感激父亲。
 
伟人的话不一定都对
 
20世纪头十年，飞机刚发明不久，莱特兄弟试飞成功的消息传到欧洲，在欧洲特别是法国掀起一股“飞行热”，涌现出一批不屈不挠的航空先驱，法尔芒就是其中的一位。1908年的一天，冯·卡门亲眼目睹了法尔芒又一次打破记录的飞行。飞行结束后，冯·卡门从人群中挤过去，与飞行家之间有过一段精彩的对话。冯·卡门问法尔芒：“我是研究科学的。有一位伟大的科学家用他的定律证明了比空气重的东西是绝对飞不起来的，怎么……”。法尔芒幽默地回答：“是那个研究苹果落地的人吗？幸好我没有读过他的书，不然，今天就不会得到这次飞行的奖金了。我只是个画家、赛车手，现在又成了飞行员。至于飞机为什么会飞起来，不关我的事，您作为教授，应该研究它。祝您成功，再见！”在回家的路上，冯·卡门坐在疾驶的车里久久地沉思。他对陪他一起来的一位记者说：“看来伟人的话也不一定都对。现在我终于决定我今后的一生该研究什么了。”冯·卡门拉住记者的手伸出车窗外，立刻有一股风吹过手面，他说：“我要不惜一切努力去研究风以及在风中飞行的全部奥秘。总有一天我会向法尔芒讲清楚他的飞机为什么能上天的道理的。”正是这次参观把冯·卡门引上了毕生从事航空航天气动力学研究的道路。
 
荣获第一枚国家科学勋章
 
德国火箭科学家冯·布劳恩曾说：“冯·卡门是航空和航天领域最杰出的一位元老，远见卓识、敏于创造、精于组织……正是他独具的特色。”鉴于冯·卡门在科学、技术及教育事业等方面的卓著贡献，美国国会授予他第一枚“国家科学勋章”。1963年2月18日上午，白宫玫瑰园名人聚集，宾客如云，授勋仪式即将举行。当年迈的冯·卡门走下台阶时，他因患有严重的关节炎而步履不稳，险些摔倒。年轻的总统赶紧走上前，一把将他扶住。老人抬头报以感激的微笑，继而轻轻推开总统伸出的手，淡淡地说：“总统先生，下坡而行者无须搀扶，惟独举足高攀者才求一臂之力。” 一枚最高荣誉的勋章，一句含义双关的俏皮话，便是他那具有传奇色彩的人生写照：勋章标志着他在科技事业中的伟大功勋，而俏皮话则刻画了他那丰富多彩的个性品质及对科学事业的殷殷关切之心。20世纪科学技术得到了迅猛发展，然而像冯·卡门那样在航天技术中独领风骚的人物则凤毛麟角，几近绝迹。因而他被后人誉为“航空航天时代的科学奇才”。
 
为人坦率
 
科学成就的大小往往与科学家本人的个性品质相联系。冯·卡门的成功一部分得益于他那开朗幽默、独立民主的性情。作为一名伟人，显贵、阔佬、军政领袖都竭力想与他交朋友，冯·卡门也乐意与他们交往，他是属于上流社会的。然而，冯·卡门并不是个势利小人，他会毫不迟疑地把一个花匠介绍给达官显贵们，并且一视同仁。他曾说过，爱因斯坦诚恳而善良的灵魂正是他所毕生追求的。
 
幽默健谈
 
冯•卡门幽默风趣，爽朗而又健谈。他乐于谈论风流韵事，且会出其不意地说些稀奇古怪的片断。他那诙谐的腔调常逗得那些严肃古板的人都捧腹大笑。
 
在娱乐中思考
 
冯·卡门还善于把享乐和事业结合起来。他有一种特殊能力，表面上从事某种活动，脑海里却进行着自己的科学思考。他常会在聚会中溜走一两个小时，去推导一个方程或拟写一篇论文，然后再若无其事地回来，重拾他的话题。
 
教育思想
 
冯·卡门这种开朗奔放．无拘尤束的性格也反映在他的教书育人上。他认为，师生之间没有贵贱之分，只是贡献和学历上的差别，而且教与学是相长的。在教学方法上，他主张采用简单直观的方式，略去次要细节，抓住本质，采用形象的比拟和直观的图解，并要根据学生的平均水平进行讲解。
 
教学方法
 
据说，冯·卡门在推导公式时，常会先陷进自己故意设置的死胡同，然后再以高度技巧从困境中摆脱出来。学生们时而屏息无声，时而惊呼叫绝。在学生看来，他就像在耍木偶，把死东西玩儿活了。冯·卡门就是在这种活泼紧张的气氛中把知识传授给了学生。
 
学风民主，鼓励自由创造
 
此外，冯·卡门还倡导自由讨论的民主学风，鼓励自由创造。人们围坐在一起，下棋，聊天，更重要的是交流学术思想，洁白的桌布上往往写满了数学方程式，而许多创造性的思想也就在这种无拘无束的氛围中孕育而成。冯·卡门倡导的这种学术讨论，不仅开阔了学生的思路，也激发了学生的创造热情。
 
桃李满天下
 
冯·卡门的教学方法在他1929年出任航空研究实验室主任时得到了淋漓尽致的发挥，并收到了极好的效果。有人曾把他和文艺复兴时期的达·芬奇相提并论，认为达·芬奇创造了新奇的机件，而卡门则培育出大批杰出的人才。他的学生遍及五大洲，人称之为“卡门科班”，他为教育事业作出了杰出的贡献。
 
航天奇才，成就卓越
 
冯·卡门无疑是位名副其实的科学奇才。他在航空事业上的卓越成就是无可辩驳的。航空学和航天学上一些最光辉的理论、概念都是以他的名字命名，月球上也有一个名为冯·卡门的陨石坑。而航空史上令人瞩目的里程碑，如齐柏林飞艇、风洞，滑翔机和火箭……可以说20世纪的一切实际飞行和模拟飞行的成功都与他有密切的关系。他在航天技术中乘风扶摇，大展才略，掀开了航天史上一页页的新篇章。
 
老而不朽，名垂青史
 
卡门事业上的成功令人崇拜，而他的思想个性和为人处世一样为人们所敬仰。晚年的他虽有些虚荣，但他并不专横，也不老朽。在年过七旬之后仍然频繁地周游列国，为世界和人类的进步而工作着。而他培养的“卡门科班”也会让世人永远谨记。如今，这位一代风流式的人物已离我们远去。然而，那蓝天白云里的飞行物体将会铭刻着那个名字——西奥多·冯·卡门。
 
创建“自杀俱乐部”的三剑客
 
1936年的一天，三个可怜兮兮的年青人走进了冯·卡门在加州理工学院的办公室，眼睛里流露着期待的神色。为首的是航空系的二年级博士生马林纳（F. Malina），紧跟的是自学成才的年青化学家帕森斯和“火箭发动机迷”福曼。他们向冯·卡门提出请求：支持他们研制探空火箭。
 
尽管一千年前，中国人就发明了火箭燃烧弹，五百年前一个名叫万户的人为试乘土制的火箭飞行器而丧生，但对大多数人来说，火箭还是虚无缥缈的东西（此后三四年，情况才发生剧变——希特勒动用了火箭武器！），因此，这三位年青人向加州理工学院的多位教授求助时碰了几鼻子灰。由于冯·卡门在学校里素以标新立异闻名，加上他还是一位“好好先生”，于是慕名而来。
 
冯·卡门听后眼睛一亮，因为他对火箭研究的历史和现状了如指掌，知道已有俄、美、德的先驱者在进行相关研究。他向马林纳等询问了研究计划，得知他们希望研制能推进到30-80公里高空的液体燃料和固体燃料火箭。头脑灵活的冯·卡门一想，倘若让火箭带上探测仪器，就可以获取外层空间边缘的宇宙射线等信息和高空气象信息，这可是先驱性的工作啊！因此，立即表态，认为值得一试，并痛快地答应三个小伙子在业余时间使用他主持的古根海姆空气动力学实验室的设施，还同意他们若有需要可给予指导。“三剑客”欣喜若狂，更令马林纳喜出望外的是，冯·卡门还同意指导他做关于火箭的推进及飞行特性的博士论文。
 
1937年春天，又有两位年青人加入他们的队伍，一位叫A.M.O.史密斯，另一位就是刚成为冯·卡门博士生的钱学森。按冯·卡门的说法：“仿佛命中注定这两个人要对火箭技术起关键作用”。这个火箭小组的成员就增加到五人。从此，加州理工学院就成了美国第一所正式研究火箭的大学了。
 
万事开头难。火箭研究缺乏经费，马林纳等人就成了“捡破烂”的了，专从实验室的废料堆里找宝，有的特殊器件就自己掏腰包去买。他们也向富商们拉过赞助，一直徒劳无功。1937年火箭小组获得第一项资助——1000美元，来自一位名叫W.阿诺德的学生，他坚信火箭研究有发展前途，要求成为他们的摄影师。不知何故，他后来销声匿迹了，过了好多年冯·卡门才知道他成了内华达大学的校董，1961年辞世。
 
“自杀俱乐部”名称的由来
 
火箭小组真刀真枪地干起来了。液体火箭、固体火箭都搞，先在实验室里小试，用氧和酒精、无烟火药做推进剂。半年下来的成果使冯·卡门确信，试验计划有可能成功。可是，研制出来的推进剂的威力出乎他们的意外，爆炸、燃烧等事故频频发生，他们不得不搬到户外找个空旷的小场地继续做试验。
 
然而，事故继续发生：接连出现两次爆炸，第二次爆炸威力巨大，炸飞了一个零件，直飞马林纳经常站立的位置，幸好那时他给冯·卡门叫去为他办事，正端坐在冯·卡门的家里，要是站在那个凳子上，早就“一命呜呼”，成了为火箭研究献身的“烈士”了，那块空地离开航空系大楼不远，学生们给爆炸声吓坏了，就挖苦说，火箭小组是“自杀俱乐部”。
 
　　冯·卡门一看这样下去大告而不妙，就建议他们把火箭试验场搬到远离校园之处，几经周折，在帕萨迪纳西郊鬼门大坝背后的名为阿诺约塞科的地方建立火箭试验场，这也就是后来著名的喷气推进实验室（JPL）的所在地。
 
理论实际结合终获成功
 
冯·卡门及时地指出，由于火箭研究缺乏现成的资料，必须把试凑法与分析法结合起来。钱学森先生就成了分析研究的主力军。他们加紧内查外调，走访了当年美国的火箭发明家的戈达德，但他只让年青人看了发射塔和试验台，没带他们看火箭发动机（据说为了保密）。于是，钱学森和马林纳等对火箭发动机的热力学性能、探空火箭的飞行力学等问题进行了细致研究，通过发射自制的小火箭验证了理论结果；并用新材料改进了发动机燃烧室的衬壁，预测并验证了火箭飞行轨道（经过计算和调控，他们的火箭就不再爆炸或乱窜了）。他们的学术论文在美国航空学会的会刊等杂志上刊出。（在《钱学森手稿》中摘编了钱学森关于火箭喷气推进和飞行力学的手稿七种，共67页，第一种是他刚加入火箭俱乐部后写的调研报告，原稿114页，汇编了戈达德的早期工作和其它重要资料）。
 
在先进理论的指导下，他们的火箭研制大获成功。冯·卡门又及时地争取到军方的支持，陆军航空兵司令阿诺德将军独具慧眼，资助了该项研究，首笔经费是一万美元，在当时是一个不小的数目。后来，经马林纳提议，冯·卡门利用他们研制火箭喷气发动机的知识和经验，组办了航空喷气公司，实现了“产学研”结合。1940年代开始，在冯·卡门的率领下和多方支持下，美国的火箭事业真正开始腾飞了，其中，五人火箭“自杀俱乐部”功不可没。

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