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科学时报:从物理力学起落看钱学森学术思想
2009-11-12 科学时报 王卉 张巧玲 潘希

  “钱先生虽然走了,但他是高瞻远瞩、预见性很强的人,在学术方面考虑的问题很多。为此,除了纪念他为解决当时国家所急需的工程技术任务等作出的贡献之外,我们也要讨论和反思,在他的身上,还有哪些是今天可以借鉴,而且今后很长时期对我国经济和国防建设还能作出贡献的思想和理念。”

  正是出于这一目的,日前,作为“两弹一星”元勋郭永怀先生的夫人,年届90岁仍然精神矍铄的李佩协助《科学时报》记者,组织了一场关于钱学森先生学术思想的座谈会。

  “‘科学巨匠’的提法好,而不只是沿用现在通常所说的‘航空航天之父’。”指着当天《中国青年报》关于钱学森先生的一篇报道,李佩对《科学时报》记者表示。

  钱学森很有预见性

  郑哲敏院士是钱学森当年在美国加州理工学院带的博士生。

  郑哲敏记得,1958年,“三峡试验坝”要上马时,中国科学院组织成立了三峡科研领导小组,组长是中科院副院长张劲夫,钱学森是这个小组的成员之一。三峡的发电能力高达100多万千瓦,这在当时世界是没有的,是个巨大的水利枢纽。那时,世界水轮机组的水平大概最多不超过20万千瓦量级。

  钱学森当时就提出,我们的目标应该是发展百万千瓦量级水轮机组。当时有些工业界的人士,包括水利界人士,都认为很不可思议。钱学森却认为有这个可能,他还画图说明。那时,力学所还建立了水轮机流体力学研究组,郑哲敏也参加了这个研究组的工作。“当时我们还不敢替工业部门做这个工作,我们当时水轮机组能力只有50万千瓦。不过,现在实现了70万千瓦,与钱先生1958年说的100万千瓦已没有本质差别。这可以看出钱先生有很强的预见性。”郑哲敏说。

  郑哲敏表示,大水轮机组的特点是机组少、效率高,同样的流量,太小的机组,摩擦力会很大,效率会降低。所以,这对我国整个重型机械的制造、高精密装备的制造都有很大的带动作用。比如大型水轮机组需要很好的技术、很好的冷却方案,等等。

  1978年,钱学森在和力学所研究员崔季平、陈致英谈到物理力学规划时,曾谈到生命科学在21世纪可能获得突破性进展,中国人有可能在生命科学这个领域获得诺贝尔奖。当时,得到钱学森重视的,还有计算机的发展。

  “他的脑子很活,想得很深远。关注领域很宽,很多人都佩服他。”陈致英说。

  为什么要研究物理力学

  郑哲敏介绍,在美国时,钱学森正是因为有一系列参与火箭方面工作的知识、经验储备,所以参与了美国国家级相关规划的工作。其中陆军航空部门阿诺德上将让冯·卡门和钱学森等组织一个考察组去德国考察,回美国后他们写出了11卷的规划书《迈向新高度》,被认为对战后美国空军的发展具有指导意义。这套书钱先生撰写了五卷,其中包括火箭、喷气推进、冲压式发动机等等,火箭、超声速箭形翼导弹以及核动力飞行的可能性等内容。

  郑哲敏曾上过钱先生控制论和物理力学的课,他回忆了当时钱学森对开展力学研究的一些思考。钱学森认为,传统的物理研究大都做实验,但在高温高压的情况下,那些物理化学过程没办法做实验,也没办法观察,所以应从基本的物理知识,如量子力学、统计力学、光谱学等开始研究。

  郑哲敏表示,钱先生有很多创新性的想法,比如他认为物理力学不仅是物理界的问题。全世界科学技术发展到现在,都要以基本的数学和物理为基础,而且各类学科都需要;包括高新技术,都要以基本的物理化学理论为基础。

  《科学时报》记者是在随同力学所研究人员前往钱学森家吊唁时,采访到陈致英的。陈致英就是作物理力学研究的,曾经是高压气体组的组长。

  陈致英在1956年考上钱学森的研究生。当时钱学森招了六七个专业、十多个学生,那时一般老师只带一两个学生。1956年建立力学学科时,国家提出向科学进军,钱学森想把力学做上去,其中就包括物理力学、化学流体力学等。那么多专业,他不可能都亲自带,陈致英后来实际是在时任力学所副所长郭永怀的指导下作物理力学研究的。当时物理力学分了四个方向:高温气体、高压气体、高压固体,以及临界态和超临界态。基本都是要解决火箭、两弹中的问题。

  陈致英表示,这些都是钱学森从学科角度提出的,但也有工程目的和工程背景,他的学术思想超前很多。

  “两弹和火箭研究,不只有军事用途,也是开发星际空间必走的一步,否则我们不可能到外星上去。”陈致英说。 陈致英表示,物理力学概念是钱学森提出来的,现在很多力学分支,自觉不自觉地在使用这个概念,但不等于有这个学科发展的推动力。现在看来好像遍地开花,但没有科学组织的推动,没有这个学科的设置,就缺乏发展的动力。如果物理力学能坚持下来,有科学组织的推动,这个学科的成就会大一些。

  钱学森很重视基础研究,有很深远的工程目的,这种思想方法叫工程科学或技术科学。工程科学不是纯理论的,也不是仅搞工程技术,当时提出的物理力学的四个主题都是希望应用基本的物理原理解决技术中复杂而困难的问题。

  比如超临界态是物理力学的一个方面,是燃烧过程中的一个状态,钱学森这样的大师在1961年就考虑要发展这个研究方向了。20世纪70年代,美国在这方面的研究成果获得了诺贝尔物理学奖,然而此时中国一些相关研究人员正“上山砍柴”、“与工农结合”,物理力学的工作被迫停止。

  特别专题:深切缅怀钱学森 贝时璋——科学的人生 学问的楷模



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