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1963年2月18日上午,白宫名人聚集,今天是美国国会授予冯·卡门“国家科学勋章”的日子。年迈的冯·卡门走下台阶时,因患有严重的关节炎而步履不稳,险些摔倒。年轻的总统肯尼迪赶紧走上前,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。
综合发展
1881年5月11日,冯·卡门出生于匈牙利布达佩斯。其父是著名的教育学教授,曾担任全国教育委员会秘书长,是位多才多艺的学者。幼小的卡门很崇拜和爱戴自己的父亲,并希望长大后成为父亲那样的人。
童年时代,冯·卡门便显示了卓越的数学天赋,6岁时能在不到1分钟的时间里,心算出6位与5位数学的乘法,他还掌握了百分比的运算。但是,冯·卡门这种数学天赋让父亲担忧,怕他日后会畸形发展。于是,父亲采取措施,一方面抑制他在数学方面的智力发展,一方面督促他学习地理、历史、诗歌等人文科学。卡门一生崇尚人文主义,这跟父亲的引导是分不开的。
1890年,冯·卡门进入明达中学。明达中学是一所追求民主教育的学校,教师不是用“填鸭式”,而是采用形象生动、循循善诱的方式传授知识。这种教学方式不仅启发了卡门在教育方面的改革创新,也诱发了他探索自然奥秘的好奇心。他不仅细心地观察周围世界,还养成了深思的良好习惯。
1898年,冯·卡门以优异的成绩进入约瑟夫皇家工艺大学就读。在这里,他一直保持着深思的良好习惯,经常沉湎千复杂的科学思索中。正是在这所大学,一次偶然的机会彻底影响了冯·卡门的人生。他发现有一种引擎在运转到某一速度时便会颤动起来,且发出很大的噪音。他颇觉奇怪,于是进行深入细致的观察,最终发现,阀门的开关与引擎的转速之间产生了共振。凭着深厚的数学功底,卡门很快便把这一现象提炼成一个数学问题,并提出了圆满的解决方法。从此,卡门发现自己在理论分析方面的才能,决心成为一个科学家,探寻自然规律。
大学毕业后,卡门进入奥匈帝国军队,一年后复员,到布达佩斯工业大学跟彭基当助教。
征服“风神”
1906年,冯·卡门赴哥廷根大学深造。哥廷根大学是18世纪创建的第一所古老的普鲁士大学,是当时世界理论科学的中心。这里研究氛围浓厚,孕育出许多杰出伟大的科学家,比如数学大师高斯、希尔伯特及量子理论的奠基人普朗克等。哥廷根还是近代流体力学的发祥地,被誉为“空气动力学之父”的路德维希·普朗特当时也在这里主持工作。在哥廷根大学,冯·卡门大大地扩展了眼界,他被那些伟大科学家敏捷的思维、丰富的想象力和创造激情所吸引。日后的他之所以能在航天技术的广阔领域中作出巨大贡献,与这段时期打下的深厚基础是密切相关的。
1912年,冯·卡门成为阿亨大学气动力研究所所长。他在那里工作了14年,在气动力学方面有许多重要突破,还为一些企业研制飞艇、全金属运输机、火箭担任顾问。
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。在任实验室主任期间,他归纳出钝体阻力理论,即著名的“卡门涡列”理论。风吹高压输电线发出的“嗡嗡”声响、潜望镜产生的激烈振动等,都与“卡门涡列”有关。这个发现的意义是巨大的。冯·卡门从理论角度阐明了这一现象,并为在一定条件下运动的物体提供了一幅尾流结构的科学图形。在了解了尾流结构之后,人们才能对球体、圆柱体之类曲面物体的型面阻力进行精确计算借助这些数据,科技人员就能利用流线型来最大限度减少型面阻力。因此,它成了飞机、船舶和汽车、桥梁设计的理论基础。
冯·卡门对人类实现超声速飞行的贡献是十分巨大的。1932年以后,他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。1935年,冯·卡门提出了未来的超声速阻力的原则。1939年,卡门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,包括他心爱的中国弟子钱学森开始搞喷气推进和液体燃料火箭,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、空间探索的研究单位,有很多重要的研究成果。
1941年,冯·卡门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”。1943年初,美国空军准将弗兰克林·凯罗尔,向冯·卡门教授提出一个问题,即能否设计出一种速度达到1.5马赫(时速1 600千米)的飞机。冯·卡门请了几个工程师,从周六到星期日,连续工作两天。到了星期一,教授找到凯罗尔准将。把一堆初步的设计文件和图纸资料放到准将面前,他说制造时速1 600千米的飞机完全可能。此后,凯罗尔将军据此做出一项重大决策,这就是航空史上著名的X-1型飞机的问世。它是世界上第一架水平速度突破音障的飞机,人类进入超声速飞行时代。
第二次世界大战中,冯·卡门组织并领导了一个由36位专家组成的科学顾问团,这个智囊团在调查研究德、日军事科技的基础上,向美国当局递交了题为《朝着新水平前进)的报告。报告在论证科学组织重要性的同时,具体探讨了超声速飞机和火箭的技术问题,还指出科学是空中霸权的关键。这份报告促成了美国众多军事研究机构的建立,如兰德公司等。到1957年,美空军力量大大增强,火箭导弹大量生产,超音速飞机可横越大洋,人造卫星也即将上天……冯·卡门因此被称为美国空军的“守护神”。
1963年5月7日,白宫授勋之后仅仅两个多月,这位老人因心脏衰竭而辞别人世。
个性鲜明
科学成就的大小往往与科学家本人的个性品质相联系,冯·卡门的成功也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毕生所追求的。
冯·卡门幽默风趣,爽朗健
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。
综合发展
1881年5月11日,冯·卡门出生于匈牙利布达佩斯。其父是著名的教育学教授,曾担任全国教育委员会秘书长,是位多才多艺的学者。幼小的卡门很崇拜和爱戴自己的父亲,并希望长大后成为父亲那样的人。
童年时代,冯·卡门便显示了卓越的数学天赋,6岁时能在不到1分钟的时间里,心算出6位与5位数学的乘法,他还掌握了百分比的运算。但是,冯·卡门这种数学天赋让父亲担忧,怕他日后会畸形发展。于是,父亲采取措施,一方面抑制他在数学方面的智力发展,一方面督促他学习地理、历史、诗歌等人文科学。卡门一生崇尚人文主义,这跟父亲的引导是分不开的。
1890年,冯·卡门进入明达中学。明达中学是一所追求民主教育的学校,教师不是用“填鸭式”,而是采用形象生动、循循善诱的方式传授知识。这种教学方式不仅启发了卡门在教育方面的改革创新,也诱发了他探索自然奥秘的好奇心。他不仅细心地观察周围世界,还养成了深思的良好习惯。
1898年,冯·卡门以优异的成绩进入约瑟夫皇家工艺大学就读。在这里,他一直保持着深思的良好习惯,经常沉湎千复杂的科学思索中。正是在这所大学,一次偶然的机会彻底影响了冯·卡门的人生。他发现有一种引擎在运转到某一速度时便会颤动起来,且发出很大的噪音。他颇觉奇怪,于是进行深入细致的观察,最终发现,阀门的开关与引擎的转速之间产生了共振。凭着深厚的数学功底,卡门很快便把这一现象提炼成一个数学问题,并提出了圆满的解决方法。从此,卡门发现自己在理论分析方面的才能,决心成为一个科学家,探寻自然规律。
大学毕业后,卡门进入奥匈帝国军队,一年后复员,到布达佩斯工业大学跟彭基当助教。
征服“风神”
1906年,冯·卡门赴哥廷根大学深造。哥廷根大学是18世纪创建的第一所古老的普鲁士大学,是当时世界理论科学的中心。这里研究氛围浓厚,孕育出许多杰出伟大的科学家,比如数学大师高斯、希尔伯特及量子理论的奠基人普朗克等。哥廷根还是近代流体力学的发祥地,被誉为“空气动力学之父”的路德维希·普朗特当时也在这里主持工作。在哥廷根大学,冯·卡门大大地扩展了眼界,他被那些伟大科学家敏捷的思维、丰富的想象力和创造激情所吸引。日后的他之所以能在航天技术的广阔领域中作出巨大贡献,与这段时期打下的深厚基础是密切相关的。
1912年,冯·卡门成为阿亨大学气动力研究所所长。他在那里工作了14年,在气动力学方面有许多重要突破,还为一些企业研制飞艇、全金属运输机、火箭担任顾问。
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。在任实验室主任期间,他归纳出钝体阻力理论,即著名的“卡门涡列”理论。风吹高压输电线发出的“嗡嗡”声响、潜望镜产生的激烈振动等,都与“卡门涡列”有关。这个发现的意义是巨大的。冯·卡门从理论角度阐明了这一现象,并为在一定条件下运动的物体提供了一幅尾流结构的科学图形。在了解了尾流结构之后,人们才能对球体、圆柱体之类曲面物体的型面阻力进行精确计算借助这些数据,科技人员就能利用流线型来最大限度减少型面阻力。因此,它成了飞机、船舶和汽车、桥梁设计的理论基础。
冯·卡门对人类实现超声速飞行的贡献是十分巨大的。1932年以后,他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。1935年,冯·卡门提出了未来的超声速阻力的原则。1939年,卡门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,包括他心爱的中国弟子钱学森开始搞喷气推进和液体燃料火箭,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、空间探索的研究单位,有很多重要的研究成果。
1941年,冯·卡门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”。1943年初,美国空军准将弗兰克林·凯罗尔,向冯·卡门教授提出一个问题,即能否设计出一种速度达到1.5马赫(时速1 600千米)的飞机。冯·卡门请了几个工程师,从周六到星期日,连续工作两天。到了星期一,教授找到凯罗尔准将。把一堆初步的设计文件和图纸资料放到准将面前,他说制造时速1 600千米的飞机完全可能。此后,凯罗尔将军据此做出一项重大决策,这就是航空史上著名的X-1型飞机的问世。它是世界上第一架水平速度突破音障的飞机,人类进入超声速飞行时代。
第二次世界大战中,冯·卡门组织并领导了一个由36位专家组成的科学顾问团,这个智囊团在调查研究德、日军事科技的基础上,向美国当局递交了题为《朝着新水平前进)的报告。报告在论证科学组织重要性的同时,具体探讨了超声速飞机和火箭的技术问题,还指出科学是空中霸权的关键。这份报告促成了美国众多军事研究机构的建立,如兰德公司等。到1957年,美空军力量大大增强,火箭导弹大量生产,超音速飞机可横越大洋,人造卫星也即将上天……冯·卡门因此被称为美国空军的“守护神”。
1963年5月7日,白宫授勋之后仅仅两个多月,这位老人因心脏衰竭而辞别人世。
个性鲜明
科学成就的大小往往与科学家本人的个性品质相联系,冯·卡门的成功也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毕生所追求的。
冯·卡门幽默风趣,爽朗健