百年清华

清华大学学报 (自然科学版) 2008 年 第 48 卷 第 11 期

魏宏森

摘要: 从清华大学档案馆相关历史卷中, 查到了中国航天之父——钱学森从 1934 年被清华大学选派为留美学生前后, 与清华大学校方联系的若干亲笔信件, 以及回国后在清华大学创办工程力学研究班和自动化进修班、为新中国培养了第一批工程力学和自动化专业人才、为尔后的航天事业的发展准备了师资力量等诸多历史史实, 说明钱学森与清华大学之情缘。

1935 年暑期国际著名数学家、美国麻省理工学院教授诺伯特•维纳(N·W iener)作为电机系和数学系的客座教授应邀来清华大学历时一年。1948 年他因创立控制论而誉满世界，而创立控制论的思想与他在清华大学的工作有着不解的渊源关系。本文作者早在1980年和2001年已作过考证^{[1- 2 ]}。而今天要介绍的是作为清华大学公派留学生钱学森与N. 维纳来清华同年的暑期， 却从中国赴美国麻省理工学院攻读硕士学位，并在1954年运用维纳的控制论思想和方法创立了工程控制论，同样享誉国际学术界。1955年钱学森在党和政府关怀和帮助下冲破美国的封锁和迫害，毅然回到祖国，为中国两弹一星和航天事业做出了不朽贡献，被誉为中国航天之父。七十年代后期又提出了系统科学概念，得到国际科学界的高度评价。宋健院士称“控制论和系统科学与中国有不解之缘”这与钱学森的贡献是分不开的^{[3 ]}_，本文作者从最近的考证中更认识到钱学森的成就与清华大学亦有不解之缘。(该文中所有信函资料皆来源于清华大学档案馆相关部分案卷)

1　1934 年钱学森考取了清华大学第二届留美公费生

1934 年钱学森毕业于上海交通大学机械系铁道工程专业，同年他以优异的成绩考取了清华大学第二届留美公费生，与他同时考取的有上海交通大学土木系毕业的张光斗，以及清华大学物理系毕业的王竹溪和赵九章，历史系的夏鼐等。

录取以后原打算派往美国加尼福尼亚州某大学,后接当时中国航空委员会钱昌祚委员信

函云：“欲指派钱赴M. I . T. 麻省理工学院学习航空专业。” 因1931年九•一八日本侵略东北三省，中国面临战争危险之中，国家急需发展航空工业和空军。急需航空工程人才。从1934 年11月2日钱昌祚给梅贻琦校长的信函可以证明。

航空委员会的钱昌祚致函梅校长信:

月涵校长夫子……

近奉留美公费考试委员会约担任航空门机架组指导员；查此次考试,前闻拟录取航空工程门二名，现在减少一名……示知， 至于录取钱君学森将来拟建议派赴M IT 麻省工大求学该校专任教授人数较他校多，设备及课程亦俱完善，尽可由母校通知早日办理入学手续。且为易於选课起见, 似可仿照上届航空工程之生办法於五月间放洋，先入暑校习毕各项大学部未了课程，俾研究部求学时可减至一年或年半，可否之处仍祈酌核，至于钱君在国内服务之指导似不必令其远道来赣面商，请将其在校时成绩单及报考相片抄寄一份备查俾可函介先至京杭厂实习，候有便时再约其晤谈也, 再者……

钱昌祚谨上十一、 二

为了使钱学森在赴美留学前能了解此次留学之任务，补习一些航空工程专业的知识, 并实际参加一些航空工程的实践活动，学校特意安排在他赴美前,让他到南昌去面见钱昌祚以得到他的亲自指导并安排他到杭州飞机制造厂、南昌第二航空修理厂和南京第一航空修理厂参观实习，后来又派到上海海军制造飞机处实习。通过这些实践活动使钱学森学到许多从未接触过的航空知识，了解到航空工业生产实践过程，他认为这些活动为他去美国攻读航空专业打下很好的基础。

制造厂监理处，王禹明1934年11月19日中央杭州飞机厂致函梅校长信：

……学生钱学森业已接见嘱其前来敝处研习予以相当指导，至其到美应入之学亦已酌定麻省理工大学。

顷据该生函称父病须四星期后始能来厂。……

1934年12月9日　钱学森致清华信：

……学森即到厂开始工作：初一星期在厂中各部见习以了解其全体概况,明了飞机各部机件制造程序及其分配工作办法，尤注意於合装配部,研究每一机件之功用，如是者一星期随时学习对飞机制造方法，已知其大概，第二星期即开始在各部分别详细学习，自土木部开始亦已一星期矣，王禹朋先生在暇时授学森的实际飞机设计的方法及如何阅读工程杂志及试验报告，然钱学森实习两星期……

1935年6月3日　钱学森致清华信：

谨启者，日前贵处寄下之留学证书及介绍信两封，并美领署加签出国护照及体格检查书一份，均已收到，唯该规则第六项，言及体格检查专项交双份,故尚缺一份，请印记为祷。再美允许入学证函， 亦请早日寄下，以便办理手续也。再敝人现已自南昌赴沪，曾到南昌航委处谒钱昌祚先生及在第二航空修理厂并南京第一航空修理厂参观见习。现在沪海军制造飞机处见习，然贵处会计处乞未将旅费发下，学森实无力长期垫款务请能告贵较会计处将该款及六月份生活费寄下为盼此上。

清华大学校长办公室

钱学森谨启六月三日

在赴麻省理工学院留学的过程，还有一段小小插曲，钱学森考取清华留美公费生后，校方为其安排两位老师，都是当时航空专业的专家，一是王士倬教授他是当时清华大学航空专业教授，在国内负有盛名，还有一位是王禹朋先生，是我国早年的航空工程师，设计并制造了中国第一代飞机。期间王助曾以私人名义热心为他与麻省理工学院航空工程系主任Hun saker 教授取得联系，麻省同意钱提前赴美，可进入该校暑 期补修班学习 In t roduct i on toA eromechan ics 和 In t roduct i on to A irp lane Design等课程。如果这样即可在第二年入研究院,可缩短硕士学习时间。为此他致函清华大学申请提前出国,校方回函同意了他的请求 “准于五月中旬赴美”。并积极与当时教育部联系,后因教育部留学证书迟迟未办妥此事未成行,所以仍安原计划进行。

1935年4月21日　钱学森致清华信:

贵处来函所及实习旅行费用事，敬悉一切：按学森定五月中由杭赴沪往南昌航委会，回程再由南京上海飞机厂参观……王助先生以私人资格函询美麻省工程航空系主任，Prof . Hunsaker 以学森到美就学事现复函已到最好学森能于六月到美可入该校暑期学校补修 Introduction to A eromechanics 及In troduction to A irplane Design 专科，如此则在秋季开学即可入其本科四年，第二年入其研究院并举前届美庚款留美公费生顾光复君为例，谓如，则在第二年暑期时可以抽假参观各工厂，各研究所，而又致影响学业,王助先生亦以能如此最宜，不知贵处可否变通允许学森早日出国……

钱学森　二十四年四月二十一日

学校校办批示“准于五月中旬赴美，各项手续望即办理”(麻省4月29日，4月30日来函略)。1935年5月7日钱学森致清华信：学森前上一函言及提前出国事照麻省理工学院暑期开学在六月故必在五月底以前到美方可，然留学证书等件，贵处乞未寄下而办理出国护照等手续又非一星期不可，故前出国事祗得作罢，此后一切仍照原有计划进行，现学森已到上海，拟于下星期赴南昌更赴南京至第一飞机修理厂参观，返沪当至海军飞机处参观……

学校回复云：“3 .15寄出，当未得教学部留学证书。”

为了更好地了解航空工程， 他在杭州会见了王士倬教授，当时王士倬正在清华大学航空工程教学组当教授，并亲自设计、监督制造了直流式或回气式风洞模型，试验结果良好。1935 年春，在他的主持下又设计了当时最新式回气式风洞，风洞直径最小处5英尺，最大处约10英尺，长50余英尺，回转速达1400 r/min，能减到 300 r/min, 节制比较精确，因此风洞口径中之空气速度，可自每小时100英里减至30～40英里，在此基础上，同时筹备推进航空研究事业^{[4 ]} _。

这项空洞工程各样都与美国麻省理工学院和加州理工学院之风洞相仿，不仅在中国，而且在世界上亦是一流的。钱从王士倬的说话中得知此事，他以极大的热情和兴趣要亲自赴母校一睹其风貌，于是写信给学校要求北上，并且得知王教授暑期亦在学校,可以有更多时间向他学习更多的知识。学校征得王士倬意见后同意了他的请求，并说梅校长亦极想与他见面。

1935年6月25日　钱学森致清华信:

日前贵校航空工程教授王士倬先生来杭亦曾于禹朋先生处会见，说及风洞设置事，学森现拟北上赴贵校一观其究竟，想与学森将来研究不无帮助，禹朋先生亦以为然，且闻士倬先生暑期要留校则更可受教不少矣，顺道又可在津办理出国护照事亦多便利处也，茲将往返旅费预算列左，仍恳贵处早日核定……

1935 年7 月2 日校办致函王士倬询问：王先生七月内该工程研究进至相当程度使钱君来观确为有益。7月3日王士倬答复：留美生来母校参观倬意在原则上应予鼓励至于风洞工程届时可观处仍不多也。

1935年7月4日学校回复“希起程来平，本校校长梅先生亦极思与台端一唔也……”

这次来清华大学参观对钱的影响很深，尤其是王士倬和王助这两位导师，不仅注意引导钱学森重视航空工程实践和制造工艺的探讨，而且亦非常注意引导这位即将留学海外的学生全面了解祖国，更加热爱中华。他们曾在课程中穿插讲授不少我国古代的航空和火箭技术的科学史话。从三国的火箭兵器、唐代的装有火药的火箭，到元代我国发明以固体黑火药为发射剂，借助于直接反作用力将长箭发射出去，具有发射距离远，穿透力强，同时也可引起目标燃烧的多种功能，它的原理完全符合流体力学。还讲到明代初期我国著名学者万虎，利用47支火箭亲自体验进行飞行试验而献身的光辉事迹，万虎被国际公认为是试图利用火箭作为航空运载工具的第一人。

导师的这些讲授，使钱深受感动，他进一步了解到祖国古代先人在航空科学技术方面所作的开创性的努力所取得的举世瞩目的成就，认识到中华民族对人类文明所作出的巨大贡献。他常常感到作为一个炎黄子孙是值得自豪和骄傲的。并决心到国外学习飞机制造业， 掌握先进科学技术，回国发展民族航空事业，重振中华雄风报效祖国。

2 钱学森留美师从冯•卡门并获博士学位^{[5 ]}

在1935年夏天的一个清晨，他在父亲的陪同下来到上海黄浦港码头，登上美国“杰克逊总统号”邮轮奔向异国他乡的大洋彼岸。经过20个日日夜夜终于到达美国西海岸，到达后又辗转美国东海岸之滨举世瞻目的大学城——马萨诸塞州首府波士顿的坎布里奇市。进入麻省理工学院航空系攻读硕士学位。分配在该校11号楼24号房间。钱学森暗自发笑，因为他是1911年的生日，今年恰好是24 岁：“世上真会有这样巧合的事”？由于他怀着“学习知识，报效祖国”的明确目的，勤奋刻苦的学习取得很好学业，他这种学习精神和聪明才智很快受到许多教师和同学的尝识。他仅仅用了一年时间，就获得了飞机机械工程系的硕士学位。

在麻省学习期间，钱学森屡次遭受美国的种族歧视，遭受打击最严重的一次是：按学校规定基础科学与应用科学并立，教学与科研相结合，课堂教育与社会需要相统一。各专业学科的学生都要在学习期间内到各对口工厂科研部门实习。他是学习飞机机械工程专业的，理应与本专业的美国学生一块到飞机制造工厂去实习和工作。没想到美国拒绝外国学生去实习，后经交涉外国的白人学生都被接受，而唯独钱是中国人不准进厂实习。这使得钱学森的民族自尊心受到极大的屈辱。使他请醒地认识到美国的民主自由，平等博爱的虚伪和丑恶。更激发出他发奋图强的学习决心。这不禁使他想起母校在他出国前，安排他到国内飞机厂实习，对他完成学业是多公重要。此时此刻他多么怀念祖国的亲人和清华老师啊!

1936 年秋天，钱学森获得硕士学位后，从麻省来到了加州理工学院航空系，找到被称为美国航空之父，著名的空气动力学教授， 西奥多•冯•卡门(von Karman)。要求拜他为师，攻读空气动力学和火箭的博士学位。经过一番交谈和有关力学方面问题的测试，冯•卡门感到这位中国学生回答问题时对答如流，具有超越一般学生的智慧和极其敏锐的思维判断能力。于是破格录取了钱为他的博士研究生。

冯•卡门在回忆时写道：1936年的一天，钱学森来看我，征询关于进一步进行学术研究的意见。这是我们第一次见面。我抬头看见一位个子不高，仪表严肃的年轻人，他异常准确地回答了我所有的问题。他思维的敏捷和富于智慧，顿时给我以深刻印象。我建议他转到加州理工学院来继续深造。

对这位大师，钱学森佩服有嘉，在他给父亲信中写道：

我从 10 份起，留学加州理工学院， 投师于非常杰出的空气动力学权威冯•卡门。冯•卡门教授于加州理工学院主持航空学系。全世界的科学界对这位大使极为向往。大师的治学态度极为认真，只有基础扎实，最守纪律的学生，如德国人、日本人、我们中国人，才有资格在他的手下从事研究工作。总之，冯•卡门的谦逊和热情，对事业一丝不苟的态度，以及严谨的治学精神，皆给儿很大影响。儿将追随这位大师攻读空气动力学，也将在这位大师的身边度过几一生事业具有关键意义的时光。……

在冯•卡门的精心培育下，钱学森潜心研究了与之相关的现代数学，偏微分方程，原子物理，量子力学，相对论，统计力学等多种学科的基础理论，并从冯•卡门那里学到如何从工程实践提取理论研究对象的原则，以及如何把理论应用到工程实践中去的方法。笔者在20世纪80年初曾多次聆听钱学森谈到在冯•卡门处学习的情况，冯•卡门每月都主持一次由诸多专家，学者参加的研讨会，他的这种民主教学和平等科研方法给钱学森提供了锻炼创造性思维的极好机会。钱曾说：我的恩师冯•卡门，不但教给我知识，而且教我掌握现代科学技术的观点的方法，使我终生受用不尽。而冯•卡门对这位中国学生亦赞尝有嘉，他说：钱学森在许多问题上和我一起工作。我发现他非常富有想象力， 他具有天赋的数学才智，能成功地把它与准确洞察自然现象中物理图像的非凡才能结合在一起，作为一个青年学生，他帮助我提炼了我自己的某些思想，使一些很深的命题得豁然开朗。这种天资是我所不常感到的。因而，他和我成了亲密的同事。正因为此，当1938年清华大学催钱学森回国时，冯•卡门立即在1938年6月8日致函梅贻琦校长，赞扬钱学森的才华和在同他合作中所取得的成果，要求允许钱留在他身边继续进行研究工作。

冯卡门来函谈钱学森(英文)

(1938年6月8日　美国加州—昆明)

President Mei

Tsinghua Unviersity

Kuming, Yunnan

China

Dear President Mei:

I understand that the Tsinghua University has considered the continuation of fellowships for graduate students studying in this country.

I am glad to endorse, very heartily, the application of Mr. H. S. Tsien. Mr. T sien passed his doctor’sexamination last month with good success, however, he is still working on his thesis. The delay is not his fault, because, at my suggestion, he has been, in the meantime,occupied with important research problems. The esult of one of h s researches has been published in The Journal of the A eronautical Sciences as a joint publication with me. His second paper on “the theory of projectiles”is finished, and will be printed very soon in The Journal of Applied Mechanics of the A merican Society of Mechanical Engineers. This paper found the interest of the Ordnance Department of the U. S. Army, as an important contribution to the science of theoretical ballistics. A third joint paper with F. M alinaon “problems of the rocket propulsion”is finished in manuscript form , and will be published in a short time. So, you see that Mr. Tsien’s activities are very promising. I especially believe that if his fellow ship is continued for one more year, he will be quite an expert in the theory of compressible fluids, in high speed, and ballistic problems. It seems to me that the last field especially, is of very great importance for the future of your country. I hope that you will find it possible to continue Mr. T sien’s fellowship for the next academic year.

I met Dr. Wattendorf a few weeks ago.Fortunately, he has made great progress as far as health is concerned, and now , for the time being, he is starting with home work. I understand that he plans the publication of one or two papers on the wind tunnel work which be carried out in China under your and Dr. Ku’s supervision.

Please give my regards to Dr. Ku and other members of your Faculty.

Very sincerely yours,

Th. von Karman