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走近钱学森——不只是两弹一星元勋

来源:中国数字科技馆
  你知道的钱学森是两弹一星元勋、中国航天事业奠基人,火箭之王,空气动力学家……
  不,这些还不足以概括钱学森先生的成就。
  应用力学、喷气推进与航天技术、工程控制论、物理力学、系统工程、系统科学、思维科学、人体科学和科学技术体系与马克思主义哲学,这些领域都有钱学森先生的学术贡献。
  今天就带大家走近,一个你或许不太了解的钱学森先生
(一)
  从某种程度上可以这样说,应用力学和喷气推进与航天技术算是钱学森先生最主要的研究方向。
  大学时期想靠“实业救国”的钱学森原本读的是铁道机械工程专业,但是抗日战争的爆发促使他的志向发生了转变。
  那时上海上空出现了机翼上漆了红色“膏药”的轰炸机,震惊了埋头读书的钱学森,他痛感中国必须拥有强大的航空工业。于是毕业后公费留美,一脚踏入航空领域。在麻省理工学院,他只花了一年时间,就戴上了飞机机械工程硕士的方尖帽。
  在学习航空工程的过程中,钱学森觉得如果能掌握航空理论,并以此来指导航空工程,一定能取得事半功倍的效果。于是他敲开了导师冯·卡门教授办公室的门,开始了应用力学下的空气动力学方向的研究。
  那时钱学森的博士论文就是解决当时想要提升飞机飞行速度的难题,在导师冯·卡门的指导下,他花了三年的时间解决难题,写出的博士论文奠定了他在空气动力学上的地位。论文中提到了他创立的卡门—钱学森方法,这是一种计算高速飞行着的飞机机翼表面压力分布情况的公式,后来被广泛应用于高速和超声速飞机的设计与制造。
(二)
  当钱学森在空气动力学上屡建奇功的时候,他的研究方向又一次转变了。
  那时,钱学森本是因为兴趣加盟了几个学生自行组建的“火箭俱乐部”,结果却因缘际会,在导师冯·卡门的支持和美国对火箭技术的关注下,逐渐发展成了“航空喷气公司”,钱学森还作为教员为现役空军和海军军官培训,讲授工程数学原理和喷气推进原理。
  后来在导师冯·卡门的推荐下,经过安全审核后,钱学森正式开始了在美国的火箭研制工作,成为“喷气推进实验室”的创始人之一。
  在这个阶段,钱学森进行了美国火箭喷气推进和导弹的相关研究,积累了很多经验和知识,为后来献身于新中国的“两弹一星”这一宏伟的事业打下了坚实的基础。
  “两弹”最初指的是导弹和原子弹,导弹是在发射之后依靠制导系统来控制飞行轨迹,以求准确命中的杀伤性极强的武器,原子弹则属于核技术,用来运载原子弹弹头的导弹就是钱学森组织领导的。
  从新中国的第一枚导弹“东风一号”到中国的第一颗原子弹“邱小姐”再到人造卫星、载人航天,从建立我国国防航空工业的长远规划到建立总体设计部进行各分系统的统筹协调,从建立国防部第五研究院到宇宙医学及工程研究所(后改名北京航天医学工程研究所),钱学森屡次带头解决重大的技术难关,以精准、大胆、创新的专业判断让中国“两弹一星”和航天事业的发展少走了不少弯路。
  就此,国外评论家曾指出,“钱学森的归来使红色中国的‘两弹一星’提前了20年”。
(三)
  说到钱学森的归来,不得不提到那长达五年的抗争和磨难。
  1950年钱学森本来打算以探望父亲的名义回国,却遭到了美国无理的逮捕。在这期间,钱学森不被允许继续从事与军事相关的喷气推进研究工作,他不愿把时间荒废在漫长的等待中,于是把目光投向了一片新的领域——工程控制论。
  控制论是1948年美国数学家维纳创立的学科,钱学森将控制论运用到了工程系统的控制之中,在他看来,“控制论讨论的是一个系统的各个不同部分之间的相互作用的定性性质,以及整个系统总的运动状态”,而工程控制论就是研究如何将控制论直接应用到工程系统上。
  《工程控制论》是一本具有开创性、奠基性的著作,它最突出的特点可以借用一位美国评论家的评价来通俗地解释:“工程师偏重实践,不善于使用理论;数学家擅长理论分析,却不善于解决实际问题。钱学森则集两个优势于一身,高超地将两只轮子装到了一辆战车上……”
(四)
  在钱学森看来,科研成果大都“是集体工作的结晶”。尤其多年来一直从事着“两弹一星”的领导工作,这种体会更加深刻。
  1981年钱学森退居二线后,他有了更多思考的时间,探索范围也更加广泛,摆脱了繁忙公务的钱学森,写了一篇名为《组织管理的技术——系统工程》的论文,十分通俗易懂。
  所谓的系统工程,是指从“总设计师”、“总工程师”这样“抓总”的角度,来考虑如何协调一个巨大工程的总体设计和总体施工,其实就是钱学森在“两弹一星”这个庞大的工程实施过程中的“实践出真知”,将他的实践和经验升华成了理论。
  其实早在《工程控制论》时,钱学森就已经开始研究系统工程的控制问题了,而1982年收录了钱学森及其合作者论文的《论系统工程》的出版,则表明钱学森对于系统工程的研究到了成熟阶段。
  事实证明,系统工程对新中国的建设起着重要的作用。从三峡大坝、西气东输、南水北调,到奥运工程建设等,无一不是系统工程,需要以系统工程的科学方法加以统筹和管理。
  和钱学森一起研究系统科学多年的中国航天科技集团710研究所的于景元教授这样评价钱学森在系统科学方面的贡献,“作为一名科学家,他不仅有学科领域的深度,还有跨学科跨领域的广度,同时有跨科学、哲学的思想高度,是名副其实的科学领袖和科学大师。”
  这个评价,其实用来形容钱学森一生的科研贡献也不为过。除了前面提到的学术成就,他在园林、草业、沙业等领域也颇有建树。
  他曾这样谈及自己的工作,“我作为一名中国的科技工作者,活着的目的就是为人民服务。如果人民最后对我的一生所做的各种工作表示满意的话,那才是最高的奖赏。”
  纵览钱学森先生的一生,他无疑,是一位塑造时代的巨人。
  创作团队:中国科学技术馆新媒体团队
  科学性审核:李成智 北京航空航天大学人文社会科学高等研究院教授
本文来自:中国数字科技馆
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