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第三章 两弹一星功勋卓著——火箭专家钱学森
作者:刘加临   |  字数:7471  |  更新时间:2015-03-26 17:05:34  |  分类:

爱国教育

简述

钱学森(1911—2009),中国著名科学家。1929年考入上海交通大学,1935年,以清华大学公费留学生身份到美国麻省理工学院学习。次年转入加州理工大学,师从著名的力学大师冯·卡门教授。1939年获博士学位,期间参加了美国早期火箭的研究工作。1945年第二次世界大战欧洲战场胜利后,他随美国空军科学咨询团去欧洲考察欧洲国家火箭发展情况。从1950年开始,他受到美国政府的拘留、监视长达5年之久。

1955年9月17日回国后,钱学森任中国科学院力学所所长。1956年他给国务院写了关于我国国防航空事业的意见书,被任命为航空工业委员会委员。1957年钱学森担任国防部五院院长,从此开始他作为新中国火箭、导弹和航天事业技术领导人的经历,为新中国的导弹和卫星事业做出了卓越贡献。

1986年,钱学森当选为中国科协主席。1989年国际技术与技术交流大会授予钱学森“小罗克韦尔奖章”和“世界级科学与工程名人”称号,表彰他对火箭导弹技术、航天技术和系统工程理论做出的重大开拓性贡献。党中央、国务院、中央军委授予钱学森“两弹一星”功勋奖章和“国家杰出贡献科学家”荣誉称号。

生平

珍贵的手稿

1911年出生的钱学森,1935年以清华大学公费留学生身份赴美国麻省理工学院留学。次年转入加州理工大学师从著名的力学大师冯·卡门教授学习,1939年获得博士学位。1945年第二次世界大战欧洲战场胜利以后,盟军占领德国,美国派出了以冯·卡门为首的空军科学咨询团前往欧洲,考察欧洲国家在导弹和航空方面的科学进展,钱学森便是其中的成员。在这次调查的基础上,钱学森

这批科学家撰写了著名的报告——迈向新的高度,钱学森撰写了其中有关航空方面的部分。这个报告决定了美国空军未来的发展方向,钱学森也因为在航空和导弹方面的出色成就,在美国被认为是对美国航天做出巨大贡献的人士。这位优秀的科学家在美国将近20年的日常研究工作中,在不同的办公室和实验室里都散落了大量的手稿。其中包括钱学森和自己的导师冯·卡门合作撰写的论文手稿,上面有冯·卡门的手迹;钱学森的博士论文;钱学森参加美国早期导弹研究的记录等。这些手稿真实生动地再现了在一个很长的时间跨度内,这位科学家的研究思路和研究过程。

20世纪40年代末和钱学森在加州理工学院一起工作过的郑哲敏院士回忆说:“这个手稿有很曲折的故事在其中。钱先生回国的时候是1955年,当时回国很仓促,所以有很多东西没有带回来,其中就包括这些手稿。但是他在加州理工学院有个很好的朋友马勃,是加州理工学院的教授,美国科学院和美国工程院的院士。他跟钱先生都是在古根海姆喷气推进中心一块儿工作的,是同事,所以他对钱先生的工作习惯都比较了解。他知道钱先生有的研究论文写完后,正式发表了,手稿就搁在一个信封套里,随意地扔在书架上。所以他就多了一个心眼儿,收集收集看。结果他发现,因为钱先生在那里待了20年,在不同的办公室、不同的实验室工作过,到处都散落有他的一些东西。他就把它们慢慢地收集起来,同时又按照不同的题目来整理。到了90年代初期,他要退休了。有一次我去美国,见到马勃教授,他对我说,这个手稿应该回到中国来。所以在1993年,我们就带了一批回来。然青年时代的钱学森

后到1996年,马勃和夫人来访问,又把最后一批手稿带回来。这样,到1996年,我们就把钱先生所有的手稿都拿到了。”

钱学森的秘书涂元季参与了手稿的编辑,他说:“马勃跟钱老的关系可是非同一般。当然一个是同事,但是马勃说钱先生是他的老师。在钱先生最困难的时候,包括被关在监狱里面的时候,没有任何人敢跟钱先生联系,唯一的朋友就是弗兰克·马勃。钱先生被关起来以后,是马勃教授开着车,带着夫人去找的律师。”

这本书的责任编辑金山说:“在中国科学院力学研究所资料室,我第一次见到这些手稿。当初给我的第一个感觉就是震撼。可以说那不是一页一页的手稿,简直就是艺术家手下的一件一件精美的艺术品。手稿能够很生动、很动态地反映一个杰出科学家思考解决问题的完整过程。一个科学家能在这么长的时间跨度之内,把这个手稿完整地保留下来,是非常难得的。”

师从名门,刻苦求学

20世纪30年代,航空界所面临的一个重要问题就是如何才能使飞机飞得更快。机翼应该怎么设计,外形应该怎么设计,都是大问题。

郑哲敏院士说:“当时工业上就很需要有一种办法帮他们来计算,速度大的时候,马赫数高的时候,机翼的外形应该怎么修正。这是钱学森论文的一部分,后来很著名的‘卡门—钱公式’,提出了一个非常巧妙的办法,用低速的实验数据,马上就能换算出来高速的实验数据,而且马赫数准确率相当高。一直到计算机技术发达以前,都是用这种算法。第二个问题,如果超过马赫数等于第一了,比声音还快,会有什么新的问题。后来大家就知道有声阻,有个声障,有个热障,飞机飞得太快,吹来的风是热的,甚至于可以把飞机烧掉,这一类问题就是超音速飞行。所以这两类问题,是摆在当时的航空界面前的两件大事。在钱先生的论文里头,这两件事他都解决得很透。”在具体的研究工作中,不管计算有多严谨、多严密,但如果最终的实验结果不能真正加以运用,那什么样的计算都不能看作是成功的。就在这样一种科学理论与工程应用密切结合的研究过程中,钱学森做了大量细致的工作。他所做的公式推导,如果计算出来的结果跟实际不相符合,就必须推倒重做,反复多遍直到最后做成。

钱学森传记的作者涂元季说:“钱老的手稿里面,有关壳体的稳定性问题,就有800多页手稿。就是因为他做的公式推导,开始设计这个模型计算,都是很严谨的,但是算出来的结果跟实际不符合,就得推倒重做。不知道反复了多少遍,最后终于把这个问题做成了。现在手稿收集起来有800多页,而发表在美国航空学报上的论文就10页。有趣的是,我们在整理他手稿的时候,发现档案袋上写了英文字Final。我分析他这个心理,可能这个工作终于做完了,是最后成果了,但是作为一个科学家,他马上意识到,在科学上是没有什么最后的,所以在‘Final’下面,他又写了一个‘Nothingisfinal’。就是说他们的工作是一定要解决实际问题的,因此这一个学派就为航空工业奠定了可靠的理论基础。”

美国强国之路的推手

钱学森在加州理工大学读书的时候,还曾经参加了马林纳的火箭研究小组,后来又做过美国最早的下士导弹的研究,这都从各个层面反映出钱学森广博的知识积累和丰富的实践经验。

郑哲敏院士对那段故事记忆犹新:“火箭研究在当时不是属于传统的正规的科研内容,属于幻想家自己在家里搞搞,或者是幻想幻想。有两个社会青年,一个是有点化学知识的,一个是有点机械知识的,就天天在家里面做火箭试验,老不成功。听说有人做报告,他就找到学校来了,学校就说给你推荐个研究生吧,叫马林纳。马林纳也正想以火箭为题做博士论文,正巧又是钱先生的学长,这三个人就找到了卡门,卡门同意他们成立研究小组。所以1937年钱先生参加这个小组时,也就五六个人,卡门一分钱不给。他们都自掏腰包到旧货铺里捡点破烂,搭配起来做试验。所以他们有个绰号叫‘火箭自杀小组’。因为做火箭要用火药,火药装在一个桶里,搞不好就炸,有一天就炸了。‘火箭自杀小组’就是这样来的。原先实验室里还允许他们做,后来就把他们撵到实验室楼旁边,以后干脆就撵到山沟沟里去了,这个山沟沟就是现在的美国很著名的国家实验室,就是喷气推进实验室JPL,最早的成员就是他们几个人,核心还是钱先生。”

涂元季回忆起钱学森时,说:“钱老晚年曾经跟我说过,他在这个小组里面是做理论工作的。那个小组成立起来以后,当时大家就感到有很多理论问题解决不了,比方说发动机的燃烧,怎样才能稳定呢?发动机的效率如何才能提高呢?你不能总是这么乱弄,得计算。钱老说他们数学都不怎么样,结果这几个人就找到他,要他帮着计算,这样钱老才参加了这个小组,做了理论工作。”

火箭研制出来以后,头脑灵活的马林纳马上就意识到这也是一个赚钱的门路,因此他倡议要成立一个喷气推进公司,并建议每个人出资400美元成立一个专门生产导弹零配件的公司,这个建议得到了包括冯·卡门在内的很多人的支持。但对金钱看得很淡的钱学森由于内心深处一直在思念祖国,考虑着回国的问题,因此并没有参与入股。后来卡门和马林纳购买豪宅都是靠火箭公司。

当时在火箭的超声速飞行理论方面,欧洲的技术尤其是德国的技术,要比美国先进得多,因此美国早期的一些工作,都与德国早期的一部分工作有联系,这也正是美国日后研制下士导弹的基础。钱学森等这一批从事导弹研究工作的人,对美国导弹事业做出了巨大的贡献,他们真正给美国的陆军航空兵(现在的美国空军),给美国的军队做出来了第一代可以用于作战的下士导弹,而且用来装备部队。同时为了让部队学会具体的操作,加州理工大学还举办了喷气推进的训练班,专门训练美国的军官,钱学森就是其中讲课的教员之一。

涂元季说:“在80年代初,我刚给钱老当秘书的时候,一个美国退休的空军老将军,通过关系跟我联系,说是钱学森的学生,希望见见他。我给钱老报告以后,钱老说,我那个时候教的学生多了,我也不认识他,还是不见为好。”

第二次世界大战后德国战败,美国派出了一个以冯·卡门为领导人的美国空军科学咨询团,于1945年前往欧洲考察欧洲国家的火箭发展情况,钱学森也名列其中。这个咨询团到当时在导弹技术方面处于世界领先地位的德国,考察了几个航空研究所和研究中心,并带回了大量的资料。在出发前,咨询团写了一个名为Wherewestand的文件,主要是明确美国当时所处的位置。考察回来以后,又写了一个美国军事战略方面的规划性报告,名为迈向新的高度。在这个规划中,包括远程的战略轰炸机、远程导弹、洲际导弹、雷达、通信、控制等各个方面的报告。报告中对美国以后10年到20年整个空军,包括飞机、导弹的发展,做了一个长远的规划,对美国空军日后的发展发挥了极大的作用。在这个包括很多卷内容的报告中,六卷、七卷是钱学森撰写的,因此有报告评价说,钱学森是在20世纪上半叶使美国成为世界强国的明星之一。也正因为他参加过如此高度保密的工作,对于美国日后长远发展的计划他都知道。所以到后来钱学森准备回国时,美国国防部也站出来加以干预。美国海军次长金贝尔说:“绝不能把钱学森放出去,他在任何地方都可以比得上三到五个师的兵力,我宁可把他毙了,也不准他回去。”这也从另外一个角度反映出钱学森在科学方面的突出成就。与此同时,钱学森还是一位具有战略眼光和跨越广阔研究领域的科学家。他的研究主要集中在航空和火箭方面,但对原子能的利用一直很感兴趣。

郑哲敏院士介绍说:“1956年他回国后,周恩来总理提出让他写一个发展我国导弹事业的报告,他很快就详细地写出来并交了上去。此外,他还对远程的商用火箭和核热电站都提出了自己的设想。早在1945年维纳出版了关于控制论的第一本书后,钱学森就利用这一思想结合他在火箭上的控制问题,写成了一本名叫工程控制论的书,很快这本工程控制论就被翻译成很多种文字在世界上流传。在工作实践中,他还要把火箭的发动机的研究也建立在一个科学的理论基础上,探索走统计力学的道路,这代表了整个科学发展的一个方向。当时钱学森的计算要8位数字,由于没有计算机可以使用,所以这些8位数字的有效计算是非常困难的,需要他做大量的计算工作。美国有一个叫作阿斯科的庞大计划,便是用大的计算机来计算各种东西的性质,包括气体的性质、材料的性质、生物的性质、化学的性质等,都是走计算的路。而钱学森在20世纪50年代便已经意识到了,这也反映出他在科学研究方面的预见性和前瞻性。”

坚定的信仰,顽强的爱国心

在美国期间,由于钱学森所交往的朋友中有好几个是共产.党员,因此美国政府就怀疑钱学森也是共产.党人,于是在1950年把他拘留起来,关在洛杉矶旁边一个小岛的监狱里。当时监狱里的环境十分恶劣,在每天晚上睡觉的时候,为了观察钱学森是否还在里面,每隔10分钟,狱警都要打开灯朝牢房的小窗户里看看,这样的折腾使钱学森整夜无法入眠,身体受到极大的摧残,在监狱里待了15天时间,体重竟然减轻了30磅。

钱学森一家

作为一位著名的科学家,钱学森在美国社会有着相当的影响。因此在他被拘留期间,很多著名科学家和社会名流都纷纷向美国政府提出抗议,并且凑钱把他保释了出来。但保释出来以后,他仍然没有人身自由,他家里的信件要被拆开检查,电话要被窃听,门外24小时都有人站着监视。在被拘留、监视到回国前的整整5年时间里,钱学森还被规定每隔一个月都必须到美国移民局去报到一次,他的行动也是被限制的,如果超过了所划定的活动范围就必须前去申报,而且即使申报也不可能被批准。虽然被保释出来,但是否是共产.党员,还要接着把问题说清楚,因此还得经常接受审讯。

但即使在审讯中,钱学森也表现出了一位杰出科学家的精神和气概。涂元季先生展示了当时一份历史资料,真实地反映出钱学森的这种性格特征。有一次钱学森被审讯时,检察官在例行提问之后,忽然问他:“你忠于什么国家的政府?”当然这个时候律师抗议说,这个问题对澄清钱学森案没有直接意义,但是法官裁定抗议不成立。于是钱学森略作思考回答说:“我是中国人,当然忠于中国人民。所以我忠于对中国人民有好处的政府,敌视对中国人民有害的任何政府。”检察官接着又问:“你说的中国人民是什么意思?”钱学森回答:“四亿五千万中国人。”检察官又说:“这四亿五千万中国人现在分成了两部分,那么我问你,你是忠于在台湾的国民党政府,还是忠于在大陆的共产.党政权呢?”钱学森回答说:“我认为我已经说过了。我忠于谁的政府,我将根据我的原则做出判断。”检察官再问:“你在美国这么长时间,你敢发誓说,你是忠于美国政府的吗?”钱学森回答说:“我的行动已经回答了这个问题。在第二次世界大战中,我用自己的知识帮助美国做事。”检察官又问:“那么你现在要回中国大陆,你会用你的钱学森出席活动知识去帮助大陆的共产.党政权吗?”钱学森毫不示弱地说:“知识是我个人的财产,我有权想给谁就给谁。”检察官又说:“那么你就不让政府来决定你所应当忠心的对象吗?”钱学森立即义正严词地回答说:“不,检察官先生,我忠于谁,是要由我自己来决定的。难道你的意愿是美国政府给你决定的吗?”

于是第二天在美国洛杉矶的报纸上,出现了题为被审讯的不是钱学森而是检察官的文章。从当年在美国洛杉矶时报上找到的审讯钱学森的照片,可以清楚地看到钱学森毫不示弱、据理力争的情景,充分体现了中国人的气节。

任何时刻都忘不了科研

在被美国政府监视和审讯的艰难条件下,钱学森也没有放弃科学研究,在这段时间内,他在工程控制论的理论研究上取得了世界性的声誉。由于钱学森被拘留和监视之后,他的保密工作证被吊销,也不能再参加火箭导弹的研制工作,因此他就把研究的方向转到了理论工作方面,也就是工程控制论的领域。他将在火箭导弹研制工作中控制的经验、理论与控制论结合起来,把它发展成为一个完整的工程控制论学科,而且在一跨入这个领域后,马上取得了非常重大的成就。当1945年维纳发表控制论的时候,世界上很多人晚年的钱学森

都不认同他,原因是他的书名叫作控制论:在机器和动物中的通信和控制问题。由于他把机器和动物联系在一起,科学界很多人都不承认他的这一理论,尤其是前苏联的哲学界,批判维纳的控制论是为帝国主义服务的反动哲学。但钱学森意识到控制论的重要性,马上结合他在火箭研究上的控制问题,在加州理工学院开了课,并出版了一本名叫工程控制论的书。很快这本书就翻译成德文、俄文、法文等文字在世界范围内出版。钱学森回国以后,这本书也被翻译成中文在国内出版,工程控制论成了现代自动化控制的理论基础。

钱学森回国前携妻子和孩子向冯·卡门辞行时,冯·卡门说:“你现在在学术上已经超过了我。”

艰难的归国路

心系祖国的钱学森在被拘留和监视的5年时间里,无时不在想着早日回到祖国母亲的怀抱。1955年的一天,与往常一样被监视的钱学森夫妻俩装作若无其事的样子,到附近的咖啡馆去喝咖啡。钱学森对联邦调查局的特务表现得特别友好,在门口跟这个人假装聊天,而钱学森的夫人蒋英趁机溜进咖啡馆里,找人要了一个纸烟盒,匆匆忙忙给她在比利时的妹妹蒋华写了几个字,请她务必把一封信安全地转交国内。然后把钱学森的亲笔信夹在纸烟盒中装在信封里,趁着特务不注意的时候塞进了咖啡馆的邮筒。

这封信没有受到美国联邦调查局的查扣,安全寄到比利时,并由蒋英的妹妹转到了国内。信中写道:“陈叔通太老师先生:自1947年9月拜别之后久未通信,至今已5年。然学生无一日一时一刻不思归国,参加伟大的建设高潮。学生这几年在唯一可能的范围内,努力思考学问,以备他日归国之用。但是美国政府一直不肯放回。除学生外,尚有多少同胞欲归不得者,希望中国政府能够营救我们回国。”

胡锦.涛出席探望钱学森

由于中国政府的出面,以及多方营救的结果,当时的美国总统艾森豪威尔不得不放他回国。

由于当时已订不到短期内能归国的机票,归心似箭的钱学森一家人买了三等舱船票,登上了从洛杉矶启航的“克利夫兰总统”号,那是当时他们可以选择的最早离开美国的日子。

钱学森后来再也没有踏上美国的国土,虽然他对美国同行抱有十分友好的情感。

1985年,一位美国朋友针对“钱学森访美”的问题说过:“在美国移民局的档案中,钱学森当初可能算是被驱逐出境的,因此必须经过某种特赦的手续才能入境。这一点在钱学森的心中必不满意。”

而钱学森1985年在给国务院一位领导的信中回答道:“我本人不宜去美国……事实是我如果现在去美国,将‘证实’了许多完全错误的东西,这不是我应该做的事。这是大是大非的问题,我不能沉默。历史不容歪曲。”

总结

纵观钱学森的一生,为我国的航天事业做出了巨大的贡献。他是中国航天事业的奠基人,中国两弹一星功勋奖章获得者之一。是航空领域的世界级权威、空气动力学学科的第三代执旗人,是工程控制论的创始人。被誉为“中国航天之父”、“中国导弹之父”、“火箭之王”、“中国自动化控制之父”。

毫不夸张地说,没有钱学森的努力,就没有中国航天事业的蓬勃发展。钱学森这个名字和中国的航天事业是捆绑在一起的。

除此之外,钱学森在应用力学、物理学、系统工程、思维科学方面,也多有建树,并撰写了大量的学术文章和书籍,可以说,钱学森是一位全能的科学家。

在我国历史发展的洪流中,钱学森都是一抹骄人的亮色。

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