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航空航天领域的“带头大哥”是怎样炼成的(四)

科普小知识2022-07-12 17:23:26
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本文遵循“航空航天领域的“老大”是如何变成的(3)”

8、航空大师摩登和中国相爱

应米利根的邀请,冯·卡门去加州理工学院担任航空实验室主任。新官员上任时,他想知道是否应该去掉卡尔曼名字中的两种口音,以便更好地融入新环境。

有一次,冯·卡门听到一个老师问校园里的另一个老师,“你认识新来的教授吗?”另一个回答道,“我不知道,但是他的名字上有两个小东西。我认为他是个外国人。”冯·卡门不喜欢这种歧视和偏见,所以他一直把“两件小事”写在自己的名字上。后来,当他说英语时,他还特别保留了浓重的匈牙利口音。

航空航天领域的“带头大哥”是怎样炼成的(四)

冯·卡门普林斯顿讲座(美国航天局官方网站)

冯·卡门给新成立的航空实验室带来了一种非正式、热情和活跃的气氛,实验室的老师和学生也更加开放和有创造力。冯·卡门将理论与工程相结合的思想也得到了教师和学生的支持,他们成功地解决了大量的工程和技术问题。在此期间,冯·卡门完成了著名的湍流统计理论,并发表了他的杰作《工程中的数学方法》。他还为美国空军解决了一系列飞行技术问题,如飞艇的气动特性和超音速飞行,成为美国空军最值得信赖的合作伙伴。冯·卡门的名字在美国科学界、工程界和军界都很有名。

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冯·卡门(中)向美国空军解释技术问题(网络图)

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冯·卡门(中)主持美国国防部科学会议(网络图)

航空航天领域的“带头大哥”是怎样炼成的(四)

右起:好莱坞的冯·卡门、恩格里奇·费米和爱德华·泰勒(加州理工学院官方网站)

无论是在亚琛工业学院还是在加州理工学院,冯·卡门始终坚持他父亲的育人理念,坚持“科学无国界”的理念。他培养了两代科学家和工程师,访问了许多国家,指导航空工业的建设,为世界航空航天领域的蓬勃发展奠定了坚实的基础。说到这里,我不得不提到冯·卡门对中国的热爱。

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冯·卡门(中)参观兰利实验室(美国宇航局官方网站)

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冯·卡门正在讲课(网络图)

冯·卡门曾说过:“世界上有两个最聪明的国家,一个是犹太人,另一个是中国人。”他非常热爱中国文化,家里有许多中国家具和艺术品。他一直有“把孔子的故乡引向航空时代”的想法。早在1929年,冯·卡门就访问了清华大学,并建议清华大学开设航空专业。然而,几年后,随着战争局势变得越来越紧张,这个建议被采纳了。1936年,在得知清华大学开设了航空系后,冯·卡门激动地邀请他的一位航空专家到中国帮助建造中国第一个风洞。次年,随着七七事变的爆发,冯·卡门再次来到中国,就建立新的空军向中国提出建议。

除了多次来华指导航空建设外,冯卡门还在加州理工学院为中国培养了一批杰出的航空航天专家,包括钱学森、郭永怀、钱伟长和范,其中钱学森是冯卡门最崇拜的。

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冯卡门的中国弟子,左起:钱学森、郭永怀、钱伟长、范

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钱学森(左下)和冯·卡门及其姐妹(加州理工学院官方网站)

1936年,刚刚从麻省理工学院航空系获得硕士学位的钱学森找到了冯·卡门,并希望和他一起学习。冯·卡门问了钱学森几个问题。没想到,钱学森毫不犹豫地回答了他们所有人。冯·卡门不禁在心里赞叹“这个年轻人真的很有才华和敏捷”,欣然接受了钱学森。钱学森具有杰出的数学能力和丰富的想象力。他能从自然现象中准确地找到物理模型。冯·卡门认为他是个天才。在冯·卡门的指导下,钱学森很快获得了航空和数学的双重博士学位,并且他们还提出了著名的“卡门-钱公式”(注)。

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左起三代师徒:普朗特、钱学森和冯·卡门(网络图)

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冯·卡门从不迂腐。他总是在事业和生活之间找到一个很好的平衡。他平易近人、幽默、善于交际、健谈,所以从政治领袖、商界要人到路边的园丁,都喜欢和他交谈。

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冯卡门和好莱坞女演员简曼斯菲尔德(网络图)

在晚年,冯·卡门享受着每一天。他通常在6点钟起床,然后在早餐时和他的客人聊天,然后写信和阅读来自世界各地的科学研究人员寄给他的论文。喝了几杯烈性威士忌后,他开始在午餐后接待客人和学生,并在晚上参加各种宴会。然而,冯·卡门往往是“在曹的心里,在韩的心里”。尽管他每天都参加社交聚会,但大多数时候,尽管他在宴会上,他还是会尽早想到科学研究。他有时会离开宴会一个小时,以便推导出一个方程式。

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冯卡门在家(加州理工学院,官方网站)

即使在70岁的时候,冯·卡门的科学创新精神仍有增无减。他以前从未接触过燃烧科学,只有在他70岁的时候,他才开始研究这门略显陌生的科学。冯·卡门的思维仍然灵活敏捷。他巧妙地将燃烧科学与流体力学结合起来,从而为现代燃烧理论奠定了基础。

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前台的冯·卡门(加州理工学院,官方网站)

在他的晚年,冯卡门也有一些“小缺点”:作为一个领先的学者,他不可避免地有一些虚荣。有一次,冯·卡门参加了一个学术会议。因为大多数参与者都很年轻,与冯·卡门的研究领域不同,所以很少有人认识他。没有受到表扬的冯·卡门看上去很沮丧,几乎什么也没说。不久,他离开了会议厅。

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冯·卡门获得了纽约大学的荣誉学位(在线地图)

1963年,在获得美国第一枚国家科学奖章后,冯·卡门满意地去他著名的地方亚琛进行矿泉水处理。没想到,他在泉水中突然剧烈咳嗽了一声,然后就去世了。

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肯尼迪授予冯·卡门美国第一枚国家科学奖章(网络地图)

冯·卡门乐观而自信。他认为自己是历史上著名的科学家。事实上,它完全一样。冯·卡门对人类社会的发展做出了不可磨灭的巨大贡献。现在世界上的每架飞机都在使用他的理论和技术。在航空航天领域,他是“领导者”。冯·卡门的传记作者认为他是20世纪十大科学巨人之一,而“现代空间之父”沃纳·冯·布劳恩则说:“冯·卡门是航空航天领域最杰出的长者之一。他的远见卓识、对创造和组织的敏感——他打破科学家之间的隔阂、消除种族歧视和语言障碍以及共同努力的非凡能力是他的独特之处。”

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美国发行的冯·卡门纪念邮票(网络地图)

注意:

卡门-钱公式是冯·卡门和钱学森于1939年提出的。在亚音速范围内,该公式可以精确地估计翼型上的压力分布和临界马赫数(例如,飞机机翼的剖面)(马赫数是代表声速的倍数,马赫数1是声速的一倍,声速代表流体的可压缩性)。