钱学森与工程科学思想在中国的早期传播

姜玉平

众所周知，钱学森是中国航天事业的重要奠基人，不过他在学术思想上的造诣也是同样的卓绝，可惜为前者的耀眼光芒所遮蔽，迄今知者不多。工程科学思想，就是钱学森回国后在相当长时期内极力推介的学术思想。在他和其他工程科学家的积极推动下，在比较短的时间内建立了工程科学教育与科研体系，促进了中国科学和工程技术水平跨越式提升。应该说，工程科学思想的贯彻实施，对中国科技发展的影响远远超过钱学森对中国航天事业的卓越贡献。钱学森将工程科学思想引入国内的历史可以追溯到1947年夏。该年7～8月，钱学森利用回国省亲之机先后在浙江大学、交通大学、清华大学这三所著名大学以“工程和工程科学”为题向师生做学术讲演，介绍工程科学的研究内容、研究方法、发展趋势以及工程科学家的培养模式。笔者发掘各种史料文献，重建这段60多年前、几乎被遗忘的钱学森与工程科学在中国早期传播的珍贵历史。

一

近代科学发轫之初，科学与技术并无明显分工，随着科学和技术发展日益加速，范围越来越广，内容也越来越精深，两者遂分道扬镳。科学主要循着注重抽象理论的路线发展，不太关注理论的实际应用。而技术偏重工程设计和制造的具体细节，忽略理论分析，所以进步较为缓慢，远远落后于科学的发展，以至于在科学和技术之间形成了巨大鸿沟。其间虽有不少先贤认识到科学与技术结合的重要性，但直到19世纪末20世纪初才发生历史性转折，其转变的标志就是填补科学与技术之间鸿沟的应用力学的诞生。这门学科的首倡者就是哥廷根大学的克莱因（F.Klein），以纯粹数学见长的克莱因大力提倡和推进科学与技术结合，建立了应用力学、应用数学、技术物理等研究席位，致力于将基本科学应用到实用工程，建立了流体力学等学科，开创出应用力学学派。这个学派孕育出普朗特、冯·卡门、铁木辛科等杰出的工程科学家，推动工程技术以空前的速度突飞猛进。20世纪20年代，冯·卡门、铁木辛科等相继移居美国，把应用力学学派的思想与风格移植到美国著名大学和研究机构，成为美国科技界、教育界倡导理工结合的思想源泉，加州理工学院是其中的先行者。

钱学森1935年来到美国，1936年获得麻省理工学院航空工程硕士学位后来到加州理工学院，师从冯·卡门专攻应用力学，1939年获得航空与数学博士学位，随后留在该校继续从事学术研究。1930～1940年是飞机从亚音速到高亚音速和超音速实现重大突破的时期。起初在冯·卡门的指导下，后来独立工作，钱学森在高亚声速和跨声速空气动力学等领域进行长达10多年的艰苦探索，取得诸如“卡门－钱公式”等重要成就。这些成就在推动飞机突破声障，实现超声速飞行过程中作出了不可估量的贡献。与此同时，他还着手喷气推进的开创性研究。其间，钱学森深刻领会了科学与技术结合思想的真谛，对应用力学学派极为服膺且推崇备至。1945年前后，钱学森已成为蜚声国际的应用力学、火箭专家，成为哥廷根应用力学学派的正宗嫡传。欧战甫一停火，钱学森随美国空军科学顾问团赴欧洲考察战时航空、导弹等技术的发展状况，并为军方起草报告——《迈向新高度》。通过参与起草这部涵盖航空、导弹、电子、核技术等科学技术最新成果的前瞻性报告，钱学森得以对当时世界科学技术前沿一览无遗，对近代科学技术发展规律的认识也产生了质的飞跃。尤其是，他对应用力学的发展历程进行系统总结，提炼出工程科学思想。他发现，二战中在各交战国政府有计划地组织下，科学家和工程师遵循工程科学规律，密切合作将最新的基础科学理论迅速应用到军事领域，研制出导弹、雷达、原子弹等新式武器与装备。他认为，雷达、原子弹都是国家层面组织顶尖科学家和工程师完成的，是国家级工程科学的典型。它们的问世，大大促进了工程技术的发展，展现出工程科学的巨大价值，对人类社会发展也产生了划时代的影响。

二

中国科学和教育事业在抗战期间遭到严重破坏，战后广大科学家积极重建科教事业，对先进的学术思想与理念的渴求胜过仪器、设备与图书。此时，交通大学已经复员徐家汇，正准备积极扩展，特别希望沟通与国际学术界的交流。1947年5月，吴保丰校长致函旅美校友张思侯，托其向钱学森转达请他回母校做学术讲演的邀请。不久，钱学森便以实际行动对母校的召唤作出了回应。这年7月，钱学森回国省亲，并先后在浙大、交大、清华三校做关于工程科学的学术讲演。

7月28日，钱学森来到浙大工学院做以工程科学为主题的学术讲演。浙大竺可桢校长在当天的日记中写道：“晨七点余，钱学森来，遂偕至工学院61号教室，请其讲演‘工程科学与工程’，到劲夫、晓沧、丁绪宝、范绪箕、岳劼毅、潘渊等诸人。讲达两小时。述工程科学之进展必赖基本科学，古代应用科学与纯粹科学之合一，十九世纪渐趋于分离，近则以发达过甚又趋于互相联系之状况。次述科学能解决若干问题，可于理论决定，不需实验已能证明。一般人说理论与实验为二事之不合理，因理论不正确也。次述理论对将来工程科学之发展，如Jet Propeller喷气推进器、Fuel Problem燃料问题等。最后述工程师之教育准备。”据此，可略窥讲演内容之一斑。当时的《浙江大学校刊》还以“钱学森教授讲：‘工程与工程科学’”为题对学术讲演作了报道。结束杭州之行后，钱学森来到上海。8月初，在交大工程馆再次讲演“工程与工程科学”。当时正在交大航空系做助教的庄逢甘聆听过此报告，他后来回忆说：“我出国去加州理工学院之前，听钱老做工程科学的报告。之后，我对工程科学的兴趣越发浓厚。20世纪上半叶，工程科学里很多都是借鉴经验判断，知其然不知其所以然，而钱老着重发展技术科学。”庄逢甘“深受启发”，后来专业从事空气动力学研究。8月18日，一位署名为“赵南”的作者在《申报》“科学周刊”栏目发表短文“工程和科学”，述说工程科学对于工程技术进步的巨大作用及工程科学产生的历史。对照下文，该文疑似钱学森在交大讲演内容之概要。随后，钱学森北上，来到清华园，8月26日在同方部讲演同一内容。14年后，曾聆听过此报告的清华大学学生彭秉璞在致钱学森的信中说：“1947年8月26日曾在同方部听过您作的一次学术报告‘Engineering Sciences’，留下很深印象。”

综观各种关于钱学森讲演的文献史料，记述最详细者当数交通大学机械工程系1947届毕业生陈国祥。当时，陈国祥比较详细地记录下钱学森的演讲内容，并在《工程界》1947年12月号上以“怎样研究工程科学和研究些什么？”为题发表。据此，我们得以窥见钱学森在交大讲演内容之全豹。报告一开始，钱学森指出高速飞机的出现、原子能的利用等工程技术上的巨大突破，“完全是分析及其论理的帮助”，即工程科学建立和发展的结果。然后，他讲述以应用力学为代表的工程科学产生的历史，认为工程科学中有两大类问题需要进行研究：一为科学和工程的单纯问题，如火箭设计问题；二为某种普遍现象的研究，如湍流问题。在第一类问题上，工程科学能够澄清极其复杂的工程问题，并能使工程设计避免失误，以最为经济的方法达到目的。也就是让工程技术建立在科学理论分析的基础上，不再单纯依靠经验。在第二类问题上，对某种基本现象的工程科学研究结果不仅使一项工程受益，而且助益许多领域，还能引导工程技术发展。关于研究方法，他说工程科学是半经验半理论，需要将问题作适度简化，建立模型，然后进行实验，对理论进行验证，需要理论研究人员与实验人员密切合作。关于工程科学家的培养，钱学森认为需要在数学、基本科学和工程设计与实践三方面受到严格的训练。他说，研究工程科学的人要学习很多东西，虽然学习的时间随着时代发展而越来越长，但是学好了以后，任何方面的问题都可以迎刃而解，成为一个优秀工程科学家对于工程技术的进步可以有直接的贡献，如原子弹、雷达、火箭、塑料等这些伟大发明，都是工程科学家的功劳。在结束演讲之前，他介绍了流体力学、弹性学、燃烧学、电子学、材料学、原子核研究等当时工程科学的学术增长点。最后，钱学森借用美国原子学专家尤瑞（Urey）的话，向工程科学家发出号召：“我们的责任就是要除去不安适不满足和贫苦，我们要贡献给人类的就是安适、闲暇和优美”。

通过这一系列的学术讲演，钱学森向祖国的三所著名大学介绍了工程科学的重要价值以及理工结合的理念，让国内同行颇有久旱逢甘露之感。其意在引起国内科技界对工程科学新领域的重视，利用工程科学来迅速改变中国的落后面貌，同时希望工程教育界适应科技发展新趋势改革工程人才培养模式，充分反映出他急切用新知识反哺故土、盼望祖国繁荣昌盛的良好愿望。遗憾的是，抗战胜利的喜悦还没有从人们的脸上散去，刚刚从八年抗战兵燹中挣扎出来的祖国还没有医治好战争创伤，又重新陷入内战的漩涡，令人扼腕叹息。政府无暇顾及科技事业，科研机构与大学处于嗷嗷待哺的状态，研究人员心有余而力不足，致使钱学森对工程科学的宣传如同泥牛入海，没有在国内造成明显影响。已是MIT史上最为年轻的教授之一的钱学森，正值新婚燕尔，从钱塘江畔，到黄浦江岸，再到燕山山麓，一路热心传播世界科学新思潮，希望帮助惨遭战火蹂躏的祖国振兴科技事业，本应是春风得意马蹄急，一日看遍长安花的心情。但是，满腔的热情、过人的才华、美好的愿望在冰冷灰暗的现实面前一筹莫展，令钱学森壮志未酬事堪哀。无论是母校请他出任掌门，还是清华为其设置教席，都无法让钱学森觉得可以留下来施展才华，全心全意为发展祖国科教事业服务。通过与亲朋好友、同行故旧的接触，他感到当时的祖国实在不具备实践工程科学思想的政治、经济环境。于是，钱学森不得不返回美国继续学术研究，等待再次为祖国服务的良机。

返美后，钱学森将在国内三所大学的同名讲演整理成文，并进行深化拓展，于1948年正式发表雄文“工程与工程科学”。“技术和科学研究就是国家富强的关键”，就是该文中的一句名言。文章系统地总结提炼了工程科学的学科性质、研究内容，工程科学对工程技术进步的作用，以及成为一名工程科学家需要接受什么样的教育和训练等，使工程科学成为与基础科学、工程技术并驾齐驱的一大门类新知识体系。令我们倍感自豪的是，发端于西方的工程科学思想的系统总结者竟然是一位华人俊杰，而且他把宣介此思想的首发地选择在极度渴望现代科学技术的祖国。此后，钱学森的工程科学思想日臻成熟、丰富，形成系统完善的学术思想体系。1949年，钱学森担任美国古根海姆基金会在加州理工学院设立的喷气推进中心主任，这使他有机会将工程科学思想推广到更为广阔的领域，由此开辟出工程控制论、物理力学等新的工程科学领域。

三

1955年10月，钱学森冲破重重阻挠，历尽磨难回到祖国。与1947年的旧中国相比，新中国的政治经济环境已有天翻地覆的变革，为各种新学科的植根和成长提供了适应的空气和土壤。祖国令人耳目一新的变化让钱学森既感到震惊又欣喜若狂，觉得要将自己的学识和智慧毫无保留地传授给同胞，四处大力推介工程科学思想。更为庆幸的是，党和国家充分信任钱学森的政治品质、学术造诣和组织才能，为他提供了实践工程科学思想的舞台。钱学森参与制定十二年科学发展远景规划，促使国家确立重点发展工程科学的战略方针。他组织创办人才培养与研究机构，培养专才，指导研究，成立学术共同体，构建出比较完备的工程科学体系。这些奠基性工作为我国以“两弹一星”为中心的高科技事业提供了技术储备与人才支撑，使工程科学成为中国科技创新体系的中坚力量。

（作者为上海交通大学校史馆馆长）