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钩沉 | 易桂鸣:钱学森在加州理工学院的日子

易桂鸣 新三届 2024-04-01

一个转身,光阴就成了故事
一次回眸,岁月便成了风景
作者简历


易桂鸣,曾下乡插队4年,复旦大学中文系77级,曾经编辑青年刊物近十年,后自费留美居美。2018年起在自媒体推送文章约四十篇。


原题
钱学森在
加州理工学院的日子



作者:易桂鸣 

 

加州理工学院名人榜上的钱学森,上排左一是他的导师冯·卡门,右一为弗兰克·马利纳


01
冯·卡门:“年仅36岁的
钱学森是无可争议的天才”

美国加州理工学院航空航天工程系的网页上,有一个“加州理工传奇”的专页,推介这个全球顶尖学院6位传奇科学人物。其中之一是钱学森。

对钱学森的评价说:“他是一位著名的空气动力学家和控制论专家。他为火箭科学和工程控制论的创建做出过贡献。他被从麻省理工学院招聘过来,加入到冯·卡门的航空实验室研究生团队,包括喷气推进实验室。钱学森后来返回中国,为中国的导弹和航天计划做出重要贡献。”

在名人榜首位的钱学森导师冯·卡门,这样评价自己的学生:“年仅36岁,他是无可争议的天才,他极大地推动了高速空气动力和喷气推进力学的进一步发展。”

钱学森在加州理工从事洲际太空飞行器设计。他的设计启发了后来的X-20试验机——这是后来美国太空飞船的先驱。

钱学森1936年进入加州理工学院之前,在庚子赔款资助下就读于麻省理工学院并获得硕士学位。他1935年毕业于上海交通大学,在同年参加清华大学庚子赔款留美公费生考试,成为20名留美公费生之一。

钱学森的父母都曾经在海外接受教育,后来回到中国,父亲曾经任浙江省教育厅厅长。他的父亲为刚刚从满清皇朝二百多年帝制中挣脱出来的中国创立一套全新的教育制度做出过重要贡献。钱学森显然是这套新制度最早的得益者之一。

钱学森与父母的合影

从麻省理工学院被招聘到加州理工学院后,钱学森迷上了火箭。他的同学包括弗兰克·马利纳,他的导师是大名鼎鼎的冯·卡门。钱学森与弗兰克·马利纳共用一个办公室。钱学森在这里参与了航天系的火箭实验项目,并于1937年获得博士学位。

加州理工学院有一个科研小组,外号叫“自杀小分队”,原因是他们试图在校园里制造一枚火箭。由于他们的一些实验,使用极不稳定的化学材料,所以经常发生事故(所幸从来没有造成过人员伤亡)。

有一天,钱学森被吸引到一个由同学弗兰克·马利纳和其他成员参与、有关复杂数学问题的讨论。讨论结束后,钱学森成了解答这个疑问不可或缺的一部分:如何使开创性的研究转变为火箭推进器。

火箭学科在当时仍然被认为是一个古怪、异想天开的东西。没人认真地把这个东西当成一回事看待。没有哪一个数理严谨的工程师会拿自己的名声冒险地说:“这就是未来!”

弗兰克·马利纳与他的火箭

然而,不久之后,第二次世界大战爆发,事情发生了变化。

“自杀小分队”的研究项目,引起了美国军方的注意。国防部把钱学森鉴定为美国未来军事技术发展的关键人物。因此,国防部不惜投入重金,资助加州理工学院有关喷气辅助飞机起飞的研究开发和利用。军方希望能够在航空母舰飞机的机翼附加一个助推器,使飞机能在短距离跑道上升空。

于是,在军方的资金支持下,由冯·卡门主持,加州理工学院在1943年建立著名的“喷气推进实验室”(JPL)—— 钱学森和弗兰克·马利纳是核心成员。为了总结、归纳实验结果,钱其森和火箭实验团队里的另外两人,在1943年一起用“喷气推进实验室”(JPL)之名,撰写了第一篇这方面的论文。

1944年10月,一架美国海军战斗机在喷射器助推起飞后降落在一艘航空母舰甲板上

钱学森当时还是一名中国公民,由于中华民国在第二次世界大战中是美国的盟友,钱学森毫无障碍地获得为绝密武器研制项目工作的通行证。不难理解的是,在第二次世界大战期间,钱学森曾在美国政府的科学顾问委员会任职。第二次世界大战结束时,钱学森成了世界上喷气推动方面最重要的专家之一。


左至右:德国物理学家路德维希·普朗特、美国陆军上校钱学森、冯·卡门三人在吉普车上


02
欧洲二战前线审讯
纳粹火箭专家冯·布劳恩

因为被美国国防部确认为美国未来军事技术发展的关键人物,钱学森在第二次世界大战末,与导师冯·卡门一起,在获授予临时的上校军衔后,被美国政府派遣到德国前线。

他们负责在弹导导弹技术上为美国军方提供技术指导。他们成为一个名叫“勒斯特行动计划”的成员。他们的具体任务是,寻找并负责把最关键的德国飞机与火箭计划的先进技术资料安全运送回美国。这个小组的成员,未等战争结束就被派遣去了欧洲。

1945年5月,钱学森在德国一个叫科尔的小镇,亲自审讯纳粹火箭计划的总工程师冯·布劳恩和其他德国V-2火箭专家。冯·布劳恩为钱其森准备了一份影响深远的报告:“液体火箭在德国的发展概况及其未来前景”。冯·布劳恩的报告,为美国发展未来太空飞行器提供了一个蓝图。

钱学森上校与他的美军同事


德国V-2火箭专家鲁道夫·赫尔曼透露,钱学森的超音速流理论,战时在德国的风洞得到认证。虽然钱学森提出了这个理论,美国当时却没有风洞设备进行验证。

审讯完冯·布劳恩团队后,钱学森与“勒斯特行动计划”的成员,来到德国布伦瑞克的“赫尔曼·戈林航空研究所”。这个机构战时秘密进行空气动力学开发建设。钱学森的导师冯·卡门在这里巧遇以前在亚琛做教授时的老相识。尽管纳粹科学家试图毁掉全部秘密文件,钱学森与“勒斯特行动计划”的成员仍然从该研究所抢救出三百多万页的材料(重量达1,500公吨)。这些文件为美国战后喷气式飞机的发展奠定了基础。

其中之一的文件,为超音速飞机掠翼设计提供了如此重要的细节,波音公司的航空设计师乔治·希勒用微型胶卷把它拍摄保存下来,并且在7月即赶回西雅图。波音公司飞机因此修改了XB-47超音速战略轰炸机 (B-52轰炸机和所有波音运输机的前身)发动机的掠翼设计。

冯·布劳恩与希特勒等主要纳粹将领


钱学森把大量时间投入到德国工程师有关飞机掠翼设计理论的研究上。他注意到,这个概念最早在1937年由阿尔弗雷特·布斯曼提出来。汉斯·李普斯切在战时把它实际应用。5月28日,钱学森与“勒斯特行动计划”的成员在巴黎找到李普斯切。李普斯切向钱学森团队介绍了他怎样运用这个理论建造梅塞施密特无尾“Me-162”喷气式战斗机,还有DM-1三角翼滑翔机。

冯·布劳恩被美军士兵俘虏后


从德国回到美国后,钱学森整理了“勒斯特行动计划”所获800多页关于喷气推进的主要发现——他的工作成果,成为战后美国航空飞机和火箭技术研究参照的经典之作。

钱学森随后又将收获的德国科学家的新知识,应用到实用性洲际火箭运载工具的设计上。他提出的5,000公里单阶段翼型火箭,显然受到V-2火箭体现的空气动力学原理的启示。

钱学森设想,一枚22,000公斤的火箭,可以在45分钟内将10名乘客从纽约送达洛杉矶。火箭垂直升起,火箭将在60秒烧完燃料,以每小时14,740公里的速度升空,达到160公里的高度。滑行500公里后,火箭重新进入大气层,在43公里的高空中作长距离滑行。降落速度大约是每个小时240公里。钱学森根据这一设想提出的基础理论,使得他被学界内人士称其为“动力飞跃之父”。

正因为钱学森和冯·卡门这些科学家的“勒斯特行动计划”,美国政府对纳粹德国科学家的秘密的重要性有了更深刻的理解。杜鲁门政府决定把这些对美国未来几十年太空计划举足轻重的人物,秘密地转送到美国。

冯·布劳恩陪同艾森豪威尔总统观看阿波罗11号宇宙飞船升空

 
03
发誓永不再踏足美国
 
正当钱学森在美国的科研一帆风顺的时候,谁也料想不到的事情发生了。随着第二次世界大战的结束,特别是中国共产党把蒋介石赶到台湾,成立了中华人民共和国,东、西方阵营开始冷战。斯大林因为成功继美国之后引爆原子弹,暴露了苏联核技术,源于战时苏联间谍窃取的美国曼哈顿核计划。麦卡锡参议员开始在美国境内寻找“红色间谍”。钱学森个人的忠诚也开始受到怀疑。

美国陆军六总部给钱学森的一封信通知他已经被取消为陆、海、空三军服务的资格

早在1947年,钱学森曾经回到中国上海结婚。从中国回来后,钱学森在麻省理工学院获得一份教职,并拿到美国永久居留证(俗称“绿卡”)。在填报绿卡申请表时,在“你是否是一个主张用暴力推翻美国政府的组织的成员”一栏上,钱学森回答“不是”。

但是,麦卡锡主义掀起的“红色恐怖”浪潮席卷美国的时候,有人翻出1938年美国共产党的一份文件,发现有钱学森的名字。上面显示钱学森参加过一次社区会议。联邦调查局怀疑这次聚会,与加州理工学院所在的帕萨迪纳县共产党有关系。尽管钱学森否认是该党成员,新的搜查结果暗示,钱学森与加州理工学院的同事马利纳,同时在1938年加入该组织。

尽管政治气氛越来越不那么友好,在导师冯·卡门的推荐下,钱学森还是在1949年受聘为加州理工学院“罗伯特·戈达德”喷气推进力学教授。

钱学森在同一时期申请美国公民身份,但是美国移民局拒绝了他的申请。1949年后,加州理工学院喷气推进实验室新来了一位主管。他开始相信,实验室藏有间谍,他把他的怀疑与联邦调查局的一些人分享。钱学森并不是唯一受到怀疑的人。在加州理工学院被怀疑的人,要么是中国人,要么就是犹太人。

1950年6月6日,美国联邦调查局探员上门找到钱学森,控告他在1938年以来就是共产党党员。钱学森因此被剥夺了到加州理工学院喷气推进实验室工作的安全许可证。

钱学森在这个时期的所有工作都属于“绝密”级别,剥夺安全许可,等于把他与自己最熟悉的业务分离,毁掉他做进一步研究的能力。一气之下,钱学森打算回中国,一走了之。可是,他还没有来得及离开,美国政府就把他关进了位于洛杉矶移民局的“特米诺岛”监狱。

钱学森和他的律师格兰特·库柏在讨论如何应对1950年11月的移民局驱逐听证会的问题


被“红色恐怖”吓坏了的美国政府认为,钱学森知道得太多,不能让他回中国。但是,政府又没有证据和理由把他长期关押。在“特米诺岛”监狱短暂关了几天后,钱学森获释出狱。他开始被软禁在家,受到监视——对他的软禁前后长达5年之久。

钱学森意识到,既然走不了,他就决定留下来,要诉诸法律手段,维护自己的名声。钱学森的遭遇,得到加州理工学院同事(包括导师冯·卡门)的同情。该学院不仅出钱为钱学森请律师辩护,而且院长李·杜布里奇还亲自出面,飞到首都华盛顿为钱学森的案子作辩护。

在被软禁的这段时间,钱学森完成了《工程控制论》一书的写作(该书于1954年出版)。这部著作探讨了稳定伺服系统应用的问题。全书共18章,它涉及多变量系统的非交互控制,扰动理论的控制设计,以及误差控制的冯·纽曼理论。钱学森这本书出版后,立即被认定为控制理论做出了重要贡献。正如一位评论者言简意赅地指出:“钱学森的著作对复杂控制系统的整体理论有兴趣的人的重要性毋容置疑。”

钱学森原来以为,通过法律途径可以为自己正名。可是他不知道,在他与美国政府来回抗争的这段时间,他实际上不幸成了中国政府与美国之间长达5年的秘密外交谈判的筹码。美、中两国1955年在日内瓦谈判韩战美军战俘遣返事宜,中国政府提出美方释放钱学森作为交换条件。

美国政府考虑,软禁5年之后,钱学森的知识已经老化,他不再构成安全隐患。于是,时任美国总统艾森豪威尔本人亲自同意同年8月份放人。于是,美国移民局于1955年8月24日通知钱学森被允许离境。

美国移民局通知钱学森离境的信

20年前只身抵达美国的钱学森,绝对不会想到,20年后他一家四口会以这样的方式离开美国。在登船前,钱学森告诉等候在船码头的美国记者:他此生将永远再也不会踏足美国……

美国海军部原副部长丹·金布尔(后任火箭喷射推动公司“太空喷射”总裁)在评论钱学森的遭遇时说:“这是美国干过的最愚蠢的一件事!”

钱学森、妻子蒋英和两个孩子在回中国的船上

 
后记

回到中国后,钱学森开始了他开创性的火箭科学生涯。在钱学森抵达中国的时候,中国似乎无人通晓火箭技术。15年后,他成功地引导中国发射第一颗人造地球卫星上天。几十年间,钱学森培养了中国新一代科学家,他的工作为中国未来的月球探索计划奠定了基础。

具有讽刺意味的是,钱学森资助中国发展的导弹计划,使中国能够制造出可以打到美国的核武器。在1991年海湾战争中,钱学森设计的“钱氏蚕式”导弹,被萨达姆政权用来袭击美国入侵伊拉克的部队。2016年,也门胡提反政府叛乱分子武装,向美国海军“梅森号”导弹驱逐舰发射了两枚“钱氏蚕式”C-802 导弹。

遭遇也门胡提反政府叛乱武装发射两枚钱氏蚕式C-802 导弹攻击的美国海军“梅森号”导弹驱逐舰


不久前,中国航空航天科学家们(他们肯定是钱学森的子弟),在月球的另一面成功着陆。着陆地点取名“冯·卡门火山口”—— 这是钱学森在加州理工学院恩师的名字……
 
(资料来源:Caltech、Astronautix& BBC reports) 


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