馮卡門是20世紀最偉大的航空工程學家,他開創了數學和基礎科學在航空航天和其他技術領域的應用,作為行業的開拓者和先驅者,馮卡門的能力自然毋庸置疑,我國著名科學家錢學森就是他的弟子,馮卡門曾經說過這樣一句話:其實,是錢學森發現了他。那麼這句話是大師馮卡門的謙虛,還是因為其他原因呢?
從20世紀30年代末到40年代,錢學森與馮·卡門教授合作研究了很多成果,由他們共同署名發表了許多論文。他們師生之間充滿了深厚的情誼與合作精神。這在美國的科技界也被傳為佳話。
在1939年到1946年間,他們兩個以合作的名義先後在《航空科學》、《噴氣推進實驗室報告》、《應用力學》等雜誌發表了論文。其中最重要的工作則是1939年推出的「卡門-錢學森公式」,此公式第一次給出了在可壓縮的氣流中,機翼在亞音速飛行時的壓強與速度之間的定量關係。這是由馮·卡門教授提出命題,然後由錢學森做出的結果。
這一關係對空氣動力學,尤其是亞音速範圍的飛行器有很重要的意義,因為用它能夠比較精確地估算機翼上的壓力分布,來指導各種機翼的設計。未過多久,全世界的空氣動力學家均認識到「卡門—錢學森公式」是空氣動力學中的一項重大科研成果。 錢學森在力學的很多領域均做過開創性的工作。是他提出了跨聲速流動相似律,並與馮·卡門教授一起,最早提出高超聲速流的概念,為飛機在早期克服熱障與聲障提供了理論根據,為空氣動力學的發展奠定了重要的理論基礎。
1938年,錢學森與馮·卡門教授合作進行的可壓縮流動邊界層研究,揭示了即使一個運動的熱體與外界冷空氣在某一飛行馬赫數時有相當的溫度差,對物體的冷卻仍逆變為加熱。這是由於空氣受壓縮,溫度升高和邊界層傳熱率增加的結果。錢學森與馮·卡門教授給出了發生這種逆變的馬赫數計算公式。
從1940年開始,錢學森與馮·卡門教授合作,對飛機金屬薄殼結構進行研究,獲得了一系列成果。 錢學森在加州理工學院獲得博士學位以後,被馮·卡門教授留下當助手。馮·卡門教授正在研究解決全金屬的薄殼結構的飛機,可是薄殼結構在外壓下容易垮癟失效,當時卻沒有好的理論以預測造成失效的臨界壓力值。於是,馮·卡門教授讓錢學森研究這個問題。錢學森努力工作,反覆推敲,前後寫了五份演算文稿。他一而再、再而三地否定自己,每次均是推倒重來,一直至第五次,才覺得滿意。文稿一共有800多頁,然而發表的文章卻只有10頁。接著他將這800多頁手稿存放到紙袋裡,並在紙袋外面寫下了「Final」(最終的成果)字樣。但他馬上想到,認識是無止境的,真理是相對的,於是,緊接著又在下一行寫了「Nothing is final」(終極的認識是不存在的)。
1940年,錢學森在美國航空學會年會上,宣讀了一篇關於薄殼體穩定性的研究論文,它對一系列艱深的問題發表了開拓性的很具遠見卓識的觀點,引起了與會者的巨大興趣並受到高度評價,這項研究成果,使得錢學森在航空技術工程的理論領域聲名鵲起,使他連續地發揮才能,接二連三地攻克理論難題,攀躍上一個又一個科學高峰。他與馮·卡門教授是世界上最早提出高超聲流程理論概念的人。當時錢學森只有27歲。
加州理工學院的教授們評價說,這師徒二人真是天造地設的一對,他們總是可以不斷地提出一些解決難題的創新思維,又可以用一串串數學公式將它們描述出來,使問題獲得解決。只要你看到他們在一起,你便會看到創新。因而,在馮·卡門的回憶錄中,他提到了很多學生,但只有他最得意的門生錢學森是作為單獨一章寫的。
美國科學界人士也普遍認為,每當馮·卡門教授在空氣動力學發展中作出貢獻的時候,錢學森總是他必不可少的合作者與顧問。美國專欄作家維奧特曾經如此寫道:「最後,錢被公認為是科學上與卡門齊名的人。這兩個人,導師和學生,就像一個人一樣地工作。馮·卡門以他的天才贏得了『超音速時代之父』的稱號。在空氣動力學領域裡,他是獨一無二的大師,而錢學森的名望僅在他一人之下。每當馮·卡門在幾乎每一項空氣動力學的發展中作出革命性的發現時,錢總是他必不可少的顧問和合作者,錢顯然是馮·卡門雄心壯志與事業責任心的繼承者。自從這位老人去世,錢在他的領域裡已成為無與倫比的人。但是在向頂峰攀登的過程中,他並不墨守馮·卡門的陳規,而是依靠他自己的獨創精神。」
馮·卡門教授曾經如此評價錢學森:「人們都這樣說,似乎是我發現了錢學森,其實,是錢學森發現了我。」所以他認為錢學森「很有想像力,他善於將自然現象中的物理圖形直觀化,並將這種能力與他的數學天賦很好地結合起來。儘管他還是個青年學生,但已能在一些很難的課題上幫助我澄清自己的一些想法,這樣的天才是不多見的」。
馮卡門說出這樣的話,不僅僅是謙虛,還有對錢學森才能深深的認同,以及為擁有這樣的學生而感到驕傲。