文/林 革

『世界超音速時(shí)代之父』
——馮·卡門(mén)的點(diǎn)滴人生

文/林 革

馮·卡門(mén)雖然已經(jīng)離開(kāi)了我們，但在廣袤的天空中，人們?nèi)阅芸吹剿莻髌娴纳碛埃虼巳藗儗⒂肋h(yuǎn)懷念這位航空航天時(shí)代的科學(xué)奇才。

西爾多·馮·卡門(mén)（1881-1963），匈牙利猶太人，后加入美國(guó)籍，是世界航空和航天領(lǐng)域最杰出的一位元老，20世紀(jì)最偉大的科學(xué)家之一，其漫長(zhǎng)的科學(xué)生涯頗具傳奇色彩。他精力充沛，性格開(kāi)朗，既擅長(zhǎng)辭令，又富有幽默感；他閱歷極廣，研究頗豐，對(duì)航空航天技術(shù)的發(fā)展有過(guò)很多重要的預(yù)見(jiàn)，例如超音速飛行、遠(yuǎn)程導(dǎo)彈、全天候飛行、衛(wèi)星……被譽(yù)為“全世界聞名的工程力學(xué)和航空技術(shù)權(quán)威”。

拒絕表演的神童

卡門(mén)6歲的時(shí)候，他的數(shù)學(xué)天賦曾經(jīng)在家庭內(nèi)部引發(fā)過(guò)一次影響了卡門(mén)人生的爭(zhēng)論。

那是一個(gè)安靜的晚上，卡門(mén)的哥哥正在做數(shù)學(xué)題，卡門(mén)湊上去看熱鬧。哥哥可不愿被人打擾，于是他想讓弟弟知難而退：“看什么看，有什么好看的？難道你知道15×l5等于多少嗎？”“225。”卡門(mén)隨口就報(bào)了答案。

“啊!看到我寫(xiě)的答案了吧？”哥哥有點(diǎn)驚訝，擋著自己的作業(yè)本，又問(wèn)：“小不點(diǎn)，有本事再來(lái)猜猜924×826＝？”沒(méi)想到卡門(mén)又很快地心算出來(lái)：“763224！”

卡門(mén)的哥哥簡(jiǎn)直不敢相信自己的耳朵，就連坐在一旁的媽媽也目瞪口呆，他們連忙叫來(lái)卡門(mén)的爸爸。這位大學(xué)教授為了測(cè)試卡門(mén)，便親自出了一道更復(fù)雜的數(shù)學(xué)題“18876×18876”，叫卡門(mén)心算?？ㄩT(mén)略加思索便回答說(shuō)：“356303376?！卑职趾透绺绶磸?fù)驗(yàn)算了結(jié)果，答案完全正確。這不由得讓卡門(mén)的爸爸也刮目相看，同時(shí)他對(duì)卡門(mén)超乎常人的運(yùn)算能力感到擔(dān)憂(yōu)，因?yàn)閺氖陆逃芯康乃?，?dān)心小小的卡門(mén)由于特別的天賦演變成一個(gè)畸形發(fā)展的人。

卡門(mén)的機(jī)敏和數(shù)學(xué)天賦，使全家驚奇不已。激動(dòng)的哥哥提議，讓卡門(mén)去登臺(tái)表演，由觀(guān)眾出題，神童答題，這樣可以名利雙收，媽媽認(rèn)為應(yīng)該聽(tīng)聽(tīng)身為教育學(xué)教授的爸爸的意見(jiàn)。而卡門(mén)爸爸的態(tài)度斬釘截鐵：“決不能這樣，這只會(huì)毀了卡門(mén)?！彼^(guò)卡門(mén)，認(rèn)真而和藹地說(shuō)：“好孩子，你確實(shí)才智過(guò)人。但是，天才只有和嚴(yán)格的訓(xùn)練結(jié)合在一起才能真正開(kāi)花結(jié)果，所以你需要的是全面而系統(tǒng)的學(xué)習(xí)，而不是表演，因?yàn)檫@種庸俗的表演對(duì)你來(lái)說(shuō)，只是浪費(fèi)時(shí)間和荒廢人生。”

小卡門(mén)似懂非懂，但他相信爸爸的話(huà)，并且服從了爸爸的安排，和各種數(shù)學(xué)科目斷絕來(lái)往，直到十幾歲才重新開(kāi)始學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)。

一場(chǎng)家庭爭(zhēng)論就這樣結(jié)束了。從此，卡門(mén)扎扎實(shí)實(shí)地學(xué)習(xí)各科知識(shí)，終于憑借包括數(shù)學(xué)在內(nèi)的綜合素質(zhì)，在航天技術(shù)等方面為人類(lèi)作出了杰出的貢獻(xiàn)，真正走上了天才之路。

與風(fēng)結(jié)緣

20世紀(jì)頭十年，后來(lái)成為普通交通工具的飛機(jī)才剛剛面世，盡管這項(xiàng)給人們生活帶來(lái)極大便利的重大發(fā)明在技術(shù)和功能上尚處于起步階段。但萊特兄弟試飛成功的消息傳到歐洲后，立刻在歐洲，特別是在“時(shí)尚之都”的法國(guó)掀起了一股“飛行熱”，在不斷涌現(xiàn)的對(duì)飛機(jī)和航空癡迷者的隊(duì)伍中，亨利·法爾芒毫無(wú)疑問(wèn)是其中勇于接受挑戰(zhàn)的一位先驅(qū)飛行家和飛機(jī)設(shè)計(jì)師。他是第一個(gè)駕駛可操縱的實(shí)用飛機(jī)進(jìn)行飛行的歐洲人，于1907年10月26日創(chuàng)造了711米的飛行距離紀(jì)錄。1909年，他在蘭斯航空表演中首創(chuàng)續(xù)航時(shí)間紀(jì)錄。1920年，他又創(chuàng)飛行高度世界紀(jì)錄。之后，他又創(chuàng)辦了飛行學(xué)校和飛機(jī)制造公司，共設(shè)計(jì)和制造了約30個(gè)型號(hào)的軍用飛機(jī)和民用機(jī)。

1908年的一天，馮·卡門(mén)親眼目睹了法爾芒又一次打破紀(jì)錄的飛行。飛行結(jié)束后，馮·卡門(mén)從人群中擠過(guò)去，與這位著名的飛行家之間進(jìn)行了一段精彩且意味深長(zhǎng)的對(duì)話(huà)。馮·卡門(mén)對(duì)法爾芒說(shuō)：“我是研究科學(xué)的，我對(duì)您產(chǎn)生好奇的原因，除了您的勇氣和聲望外，更多的是困惑。因?yàn)橛幸晃粋ゴ蟮目茖W(xué)家用他的定律證明了比空氣重的東西是絕對(duì)飛不起來(lái)的，可您的精彩表演卻似乎打破了這個(gè)定論，難道……”法爾芒幽默地回答：“是那個(gè)研究蘋(píng)果落地的人嗎？幸好我沒(méi)有讀過(guò)他的書(shū)，不然，今天我就不會(huì)得到這次飛行的1萬(wàn)美元獎(jiǎng)金了。我以前只是個(gè)卡車(chē)司機(jī)，現(xiàn)在又成了飛行員。至于飛機(jī)為什么會(huì)飛起來(lái)，不關(guān)我的事，您作為教授，應(yīng)該研究它。祝您成功，再見(jiàn)！”

在回家的路上，馮·卡門(mén)坐在疾駛的車(chē)?yán)锞镁玫爻了?。他?duì)隨行的一位記者說(shuō)：“看來(lái)偉人的話(huà)也不一定都對(duì)?，F(xiàn)在我終于決定我今后的一生該研究什么了!”馮·卡門(mén)拉住記者的手伸出車(chē)窗外，立刻有一股風(fēng)吹過(guò)手面，他鄭重地宣布：“我要不惜一切努力去研究風(fēng)以及在風(fēng)中飛行的全部奧秘，總有一天我會(huì)向法爾芒解釋清楚他的飛機(jī)為什么能上天的道理?！笔聦?shí)證明，正是這次參觀(guān)和對(duì)話(huà)，把馮·卡門(mén)引上了畢生從事航空航天氣動(dòng)力學(xué)研究的道路。

車(chē)廂外的推導(dǎo)

這是發(fā)生在1926年某一個(gè)深夜的真實(shí)故事。馮·卡門(mén)和他的學(xué)生弗蘭克正在研究室里進(jìn)行緊張的運(yùn)算，這項(xiàng)從曲線(xiàn)推導(dǎo)出數(shù)學(xué)方程的工作容不得絲毫懈怠?？僧?dāng)他們的思維終于以推導(dǎo)失敗而中斷時(shí)，師生倆這才想起開(kāi)往亞琛的電車(chē)只有最后一班了，若趕不上，學(xué)生弗蘭克就回不了家了，于是他們像從夢(mèng)幻中驚醒一般，急匆匆地向伐爾斯車(chē)站趕去。

在川流不息、人聲嘈雜的車(chē)站里，他們終于在電車(chē)發(fā)車(chē)前及時(shí)趕到，弗蘭克這才松了一口氣，自己的歸程總算有了著落。令他沒(méi)有想到的是，老師此時(shí)的大腦正像發(fā)動(dòng)機(jī)一樣再一次啟動(dòng)，而這仍源自于在他們的頭腦和手指間若隱若現(xiàn)的那組數(shù)學(xué)方程?；蛟S是車(chē)站里流動(dòng)與活躍的氣氛有別于研究室里的安靜和凝固的緣故，在全神貫注之下，馮·卡門(mén)的思維通道突然被一股力量打開(kāi)，靈感之弦被重重彈響。一種所謂紊流結(jié)構(gòu)數(shù)學(xué)公式便在他腦海中奇跡般出現(xiàn)。興奮得難以自控的卡門(mén)，立刻把自己的發(fā)現(xiàn)在電車(chē)外車(chē)廂上書(shū)寫(xiě)下來(lái)。就這樣，一行行數(shù)學(xué)方程像潮水般涌現(xiàn)出來(lái)，顯然沉浸其中的卡門(mén)早就忘卻了周?chē)囊磺校杭磳㈤_(kāi)行的電車(chē)、滿(mǎn)車(chē)廂的人群，包括他來(lái)送行的對(duì)象——學(xué)生弗蘭克。

售票員看著這個(gè)旁若無(wú)人的“瘋子”完全傻了眼，如果不是弗蘭克的再三懇求和說(shuō)明，她早就把這個(gè)怪人趕到一邊去了。不過(guò)忠于職守的售票員，在忍耐了很長(zhǎng)一段時(shí)間后再也忍不住了，她不斷地看著手表和大廳里的鐘，大聲催促弗蘭克上車(chē)。然而，沉浸在快速演算中的馮·卡門(mén)無(wú)法停下來(lái)，一面發(fā)瘋似地繼續(xù)推導(dǎo)方程，一面心不在焉地應(yīng)付著：“請(qǐng)?jiān)俚纫粫?huì)兒！”令人緊張甚至是窒息的時(shí)間一分一秒在延續(xù)。

售票員終于失去了耐心，她十分生氣地喊：“就這樣，結(jié)束吧，教授先生！”說(shuō)完，她拉著弗蘭克跳上了車(chē)，緊接著，電車(chē)啟動(dòng)了。所幸馮·卡門(mén)的推演公式基本成形，師生只能遙遙告別。接下來(lái)的事情讓弗蘭克叫苦不迭，因?yàn)殡娷?chē)每到一站?？浚阊杆偬萝?chē)，去抄錄老師寫(xiě)在外車(chē)廂上的數(shù)學(xué)公式。就這樣，一站站跳下來(lái)，一站站抄錄，一直抄到此行的目的地——亞琛。

事實(shí)表明，弗蘭克的辛苦是值得的。因?yàn)轳T·卡門(mén)寫(xiě)在車(chē)廂上的公式，成為他題為“紊流的力學(xué)相似原理”的論文核心。如今，他當(dāng)年發(fā)現(xiàn)的這一紊流對(duì)數(shù)定律，已經(jīng)成為各種飛行器阻力的計(jì)算工具，在噴氣式飛機(jī)、火箭設(shè)計(jì)上得到廣泛應(yīng)用。

幽默的專(zhuān)業(yè)態(tài)度

1963年2月的一天，美國(guó)白宮舉行了盛大的授獎(jiǎng)儀式。為表彰著名的美國(guó)航空學(xué)家馮·卡門(mén)在火箭、航天等技術(shù)上所作出的巨大貢獻(xiàn)，美國(guó)政府決定授予他國(guó)家科學(xué)獎(jiǎng)?wù)?。?duì)科學(xué)家而言，這顯然是莫大的榮譽(yù)，所以年過(guò)80的卡門(mén)親臨頒獎(jiǎng)現(xiàn)場(chǎng)領(lǐng)獎(jiǎng)。

此時(shí)的馮·卡門(mén)身體狀況不佳，患有嚴(yán)重的關(guān)節(jié)炎，因此當(dāng)這位老人頗費(fèi)周折氣喘吁吁地登上領(lǐng)獎(jiǎng)臺(tái)的最后一級(jí)臺(tái)階時(shí)，他不由自主地踉蹌了一下，差一點(diǎn)摔倒在地上，好在給他頒獎(jiǎng)的肯尼迪總統(tǒng)反應(yīng)敏捷，迅速跑了過(guò)去一把扶住了他。馮·卡門(mén)并不對(duì)自己不太靈便的身體感到沮喪和尷尬，他大聲對(duì)肯尼迪總統(tǒng)說(shuō)：“謝謝總統(tǒng)先生，物體下跌時(shí)并不需要助推力，只有上升時(shí)才需要……”全場(chǎng)來(lái)賓都情不自禁地為馮·卡門(mén)機(jī)智巧妙又不失專(zhuān)業(yè)的反應(yīng)而欽佩不已，頓時(shí)響起了一片掌聲。

與此風(fēng)趣幽默形成對(duì)比的是馮·卡門(mén)的認(rèn)真態(tài)度。據(jù)說(shuō)他在亞琛當(dāng)教授之余，還去企業(yè)部門(mén)當(dāng)技術(shù)顧問(wèn)。而馮·卡門(mén)在與企業(yè)家打交道時(shí)，他一點(diǎn)也沒(méi)有學(xué)究氣，該向企業(yè)收多少錢(qián)，他毫不客氣甚至顯得有些斤斤計(jì)較。

有一次，一位小廠(chǎng)老板找到他，希望幫忙解決一道難題。原來(lái)，該廠(chǎng)一臺(tái)價(jià)格昂貴的機(jī)器處在將被震壞的危險(xiǎn)之中，技術(shù)人員對(duì)此感到束手無(wú)策，所以特地請(qǐng)卡門(mén)施以援手。精通技術(shù)深諳此道的馮·卡門(mén)一看，便知道毛病出在什么地方，他只讓老板將齒輪轉(zhuǎn)過(guò)90°，頃刻，機(jī)器奇跡般地消除了振動(dòng)。老板見(jiàn)此情景，高興得手舞足蹈，不斷稱(chēng)贊馮·卡門(mén)手段高明，瞬間化腐朽為神奇。不過(guò)，當(dāng)他接到馮·卡門(mén)開(kāi)出的賬單時(shí)，卻怎么也高興不起來(lái)，而且心頭發(fā)顫，最后禁不住向卡門(mén)訴苦：“尊敬的教授先生，您做的事情只不過(guò)是讓齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)了90°，簡(jiǎn)直是舉手之勞，怎么會(huì)要這么多錢(qián)呢？”馮·卡門(mén)十分幽默地說(shuō)道：“如果您心疼錢(qián)的話(huà)，那好，我把賬單撕掉分文不取，但請(qǐng)你將齒輪轉(zhuǎn)回去，恐怕那時(shí)您就得心疼機(jī)器嘍。比起心疼，您會(huì)選擇哪一個(gè)呢？”工廠(chǎng)老板被反駁得無(wú)言以對(duì)，只得老老實(shí)實(shí)地付錢(qián)。

馮·卡門(mén)雖然已經(jīng)離開(kāi)了我們，但在廣袤的天空中，人們?nèi)阅芸吹剿莻髌娴纳碛?，因此人們將永遠(yuǎn)懷念這位航空航天時(shí)代的科學(xué)奇才。