大学时代的钱学森
盛懿
1929年至1934年,钱学森在上海的国立交通大学(以下简称“交通大学”)度过了五年时光,期间因染上伤寒而休学一年。钱学森在交通大学读书时始终以“工科报国”为志向,同时又在夯实专业基础之上博才于文学、艺术、音乐和摄影等,奠定了他此后成为战略科学家的思维基础。当然,钱学森在交通大学求学之际,最为关键的是将学术旨趣转向航空领域,从而走上航空航天的科研道路。从他人生的历程来看,五年大学时光奠定了钱学森一生的方向。
一、选择交大
1930年代的交通大学有“东方麻省理工学院”之称,从某个程度上说明了交通大学的办学水平和教学质量。事实亦如此,由著名实业家和教育家盛宣怀创办于1896年的交通大学,经过几十年、数辈人的持续努力,及至钱学森入学时已经发展成为一所以工科为主、融合理科和管理的综合性大学。当时,交通大学不仅有充足的办学经费和各类配套科研教学设备,同时还有众多享誉学界的学术大师。
当然不可忽视,1930年代社会处于相对稳定时期,尤其是经济发展指数不断增长,从而为高等教育的快速发展提供了物质基础。例如,北京的清华大学、北京大学、北京师范大学等高等院校的教学水平都处在相对比较高的位置。那么,当时就读于北京师范大学附属中学的钱学森,为何要“舍近就远”选择南下投考交通大学呢?
有观点认为钱学森选择投考交通大学,主要是因为交通大学毕业生“就业率”比较高。这是符合历史事实的,当时的交通大学隶属于交通部,而交通部所管辖范围内的铁路、客运以及货运等都属于高薪行业,且很多毕业生毕业后都有机会由交通部安排工作——“包分配”。所以当时就有一个现象,即其他大学低年级学生退学重新选择投考交通大学。
另外还有一个因素就是,北京师范大学附属中学的学子对交通大学早已耳濡目染。那个时候,每年开学北京师范大学附属中学教务主任都有一篇成绩报告,说:“我们北京师范大学附中今年暑假毕业多少人,有多少人考上了北京大学、清华大学,多少人考上了交通大学。”所以在同学们的心目中就认为这三个学校是最好的,将来就要到这三个学校去。
但就钱学森而言,报考位于上海的交通大学除了有志于工科报国之外,可能还有重要的客观原因,即举家南下。1928年钱学森父亲钱均夫被任命为教育部一等科员,于是只身前往南京任职,不久又被任命为浙江省教育厅秘书,旋改为督学。当时,钱学森正在北京师范大学附属中学读高三,钱均夫考虑搬家对他学业的影响,于是就让妻子章兰娟留在北京为钱学森高考做好后勤保障。所以,正当1929年钱学森面临考哪所大学时,便决定南下投考交通大学。
1929年6月,当交通大学按照惯例在《申报》《大公报》《晨报》报刊公布招生章程后,钱学森便决定南下投考。考试时间安排在7月23日至25日,考点设在交通大学校内。每天考两门课程,共计六门:国文、英文、物理、化学、高等代数、解析几何。8月4日,《交通大学录取新生案》在《申报》第二版头条公布。在机械工程学院录取名单中排名第三的便是钱学森,整个机械工程学院录取新生二十名。钱学森的总分是396分,各科成绩分别为:国文51分,英文80分,物理50分,化学85分,高等代数60分,解析几何70分。直到晚年,钱学森仍记得当时被录取的情形。他说:
我是北京师范大学附属中学高中二部(理工科)毕业后,于1929年夏考入上海交大机械工程系的。记得当录取名单在上海《申报》公布时,我在机械工程系的名次是第三;第一名是钱钟韩,现在的南京理工大学名誉校长;第二名是俞调梅,现在的上海同济大学教授。不过他们二位后来都转入它系,只有我留在机械工程系。
事后据学校统计,投考者与录取者的比例约为5∶1,可见竞争之激烈。9月9日是交通大学新生入学之日,当年包括钱学森在内的145名工程学院新生开启了大学生活。其中,55名为大学预科直接入读,90名为校外新生。整个工程学院新生被编成三个班级,钱学森在甲班上课。
二、专博并进
进入交通大学初期,钱学森对于大学的学习节奏,尚有一些不适应。因为交通大学以培养工科生著称,专业特征要求必须夯实基础知识,所以大学一二年级的基础课特别多,学习节奏特别快,而且还特别注重分数。甚至,学校为了区别排名,考试成绩以计算到小数点后两位为标准。这种学习氛围让初入大学的钱学森,有些“跟不上”的感觉。但他很快就调整学习方法,决定“既来之则安之”,要为分数而奋斗。他后来回忆说:
后来我进入上海交通大学,在上海交大的头一年,我就感到没什么学,因为那些课基本都学过,不过那时上海交大讲考分,80分还不行,得90分才算好学生,所以我在上海交大的第一年都花在背书上了,你要90分得背书啊!我记得很清楚,那时有一化学分析课,实际上是定性分析课,这课也要考。这课要考90几分,除了背之外没有别的办法。我那时下苦功,临考试几天,我就把那本不厚的英文分析化学教科书,从头一页到最后一页,连加注、书页下端的注,全部背下来,去应付这个考试。
不仅如此,钱学森还延续读中小学时就养成的“泡图书馆”习惯,几乎每日都会到位于学校大门右侧的图书馆读书。建于1918年的交通大学图书馆,面积近3000平方米,共有三层,各类中西文藏书多达7.5万册,各类报刊近千余种。学校图书馆每天早上8:45开馆,晚上9:45闭馆。只要没有课程安排,钱学森都会去图书馆。他后来回忆说:
那时上海交大图书馆在校门右侧红楼,是我每天必去的地方。一是读报,二是看书。当时学校订了许多报纸,有国民党办的,也有进步人士办的。国民党的报纸“太臭”,我是不读的。对图书,特别是科技书,那真是如饥似渴,什么科目的书都看。
正因如此,通过改变学习方法和持之以恒的学习态度,钱学森的成绩一路上升,尤其是大学三年级,每学期的成绩都在90分以上。按照学校规定,学期成绩达到90分即可享受免除缴纳学费的奖励,因此钱学森大三和大四四个学期都享受到了免交学费的待遇,相当于拿到了全额奖学金。几十年之后,钱学森仍记忆犹新:
当时交通大学的求知空气并不很浓,但却十分重视考分,学期终了,平均成绩计算到小数点以后两位数字。我对此很不习惯,但也不甘落后,每门功课必考90分以上,获得了免交学费的鼓励。
1934年7月,钱学森以总平均成绩89.10的高分毕业,名列机械工程学院榜首。校长黎照寰特地给他颁发奖状,表彰他“潜心研攻,学有专长”。然而钱学森在夯实学业基础之际又未采取那种纯粹的“书斋式”学习,而是同时在文学、艺术、音乐和摄影等方面进行了有意识的学习。兹举一例,便可说明。
钱学森因伤寒休学之际对音乐产生浓厚兴趣,经常与当时就读杭州艺术专科学校的表弟李元庆一起去杭州青年会听音乐。当他回到学校后,不仅开始读丰子恺的《音乐的听法》、张若谷的《到音乐会去》,而且还到图书馆找The One Hundred and One Best Songs、Liteary Digest等阅读。当同级好友林津动员钱学森加入学校管弦乐队时,钱学森爽快地答应了。不久,钱学森就成为学校管弦乐队一员,开始练习次中音号。1932年11月16日《交大三日刊》对管弦乐队的成立作了报道,称:
本校向来除军乐队外无弦乐队之组织,虽平日善乐器者大有人在,而迄未能有所集合。闻现已由袁炳南、郭宗仪二君发起组织一管弦乐队,已请定工部局乐队队员C.Y. Van Hyest君为教师,队员大致已征集就绪。闻由郭宗仪、吴肇初、邵象华三君奏First Violin,陈业勋、华美熙二君奏Obligato,袁炳南、陈宪章、关燮和三君奏Second Violin,毛楚恩君奏Flute,林津君奏Bb Clarinet,尹保泰君奏First Cornet,龚绍熊君奏Second Cornet,谢栋君奏Eb Alto,钱学森君奏Euphony,熊大纪君奏Side Drum,胡晓园君奏Bass Drum。预订每星期二下午四时在音乐室练习,闻将于十二月中公开演奏,愿加入者请至郭宗仪君处报名。
于是,钱学森和同学们每周二下午都会聚集在一起练习。他为了吹好乐器,还自己花钱买票去听管弦乐队的演奏。钱学森的大学好友罗沛霖回忆说:
那时,我们已经都是音乐爱好者了。他参加了交大的铜乐队,每天下午在房里抱一个Euphonium(一种军号型的中低音乐器)吹大半个小时。毕业时拿了奖金就去买了一套Glazunov的Concert Waltz唱片。我是跑上海北京路旧货店买旧的唱片,Caruso、Tetrazzini、Schumann—Heink、Amato、Chaliapin、Paderewski、Stokowski的……学森也来我房间同听。
不仅如此,钱学森还积极地参加学校其他乐团的活动,例如1933年交通大学的《军乐队成员名单》《学生会管弦乐队成员名单》《雅歌社成员名单》《口琴会名单》中,均记载着钱学森的名字。正因如此,钱学森经过音乐实践与乐理学习,还成为一名具有理论修养的“音乐评论家”,且发表过多篇有关音乐评论方面的文章。当然,除此之外,他在美术、摄影等方面也表现出了一定的禀赋。可以说,钱学森在交通大学不仅夯实了扎实的“专”业基础,而且还“博”于艺术修养,由此得以同时训练了逻辑思维和形象思维,奠定了成为战略型科学家的基础。
三、学术转向
普遍被接受的说法是,1934年钱学森考取清华大学留美公费生是他走上航空航天之路的发端。但这个时间还可以往前提早一年,因为近年来钱学森早期发表的航空论文被陆续发现。经过初步统计,钱学森在1935年赴美留学前发表的有关航空、飞机以及火箭等方面的论文共计有六篇:
《美国大飞船失事及美国建筑飞船的原因》,《空军》1933年第24期
《航空用蒸汽发动机》,《空军》1933年第34期
《最近飞机炮之发展》,《空军》1934年第67期
《飞行的印刷所》,《世界知识》1934年第7号
《气船与飞机之比较及气船将来发展之途径》,《航空杂志》1935年第1期
《火箭》,《浙江青年》1935年第9期
六篇文章中的前三篇均发表于求学交通大学之际,而后三篇虽然发表于考取清华大学留美公费生后在南昌、杭州、南京等地实习之际,但由文章内容可知,这三篇文章的构思其实亦可以追溯到钱学森在交通大学求学期间。有趣的是,《美国大飞船失事及美国建筑飞船的原因》一文还被《小世界:图画半月刊》杂志节选,以《美国大飞船失事》为题刊登在1933年第28期上。那么试问,钱学森在交通大学的专业是铁道工程,为何能够发表如此多的有关航空方面的文章呢?
由表面看,钱学森发表的六篇文章涉及的主要内容是飞机、飞船、火箭、航空用发动机以飞机炮(武器)等。但其实这些领域背后又囊括了以下的知识内容,即空气动力学、蒸汽机、飞机机翼气动力学、火箭燃料,而这些知识与他在大学一、二年级学习的机械工程理论有不少相同之处。事实上,清华大学、浙江大学、中央大学最初设立航空专业时,也都是在机械工程学院内选拔学生进行航空知识方面的训练。
也就是说,钱学森充分利用了他的专业基础知识,而非“无中生有”。诚然,仅有大学一、二年级教授的专业知识还是不够的,钱学森在沉浸于图书馆阅读的过程中获得了大量“课外知识”。他后来说:
我是学机械工程的,常去找有关内燃机的书,特别是讲狄赛尔发动机的书来读,因为它热效高。后来我的专业是铁道机械工程,四年级的毕业设计是蒸汽机车。但是到图书馆借读的书绝不限于此,讲飞艇、飞机和航空理论的书都读,讲美国火箭创始人戈达德的书也借来看。我记得还借过一本英国格洛尔写的专讲飞机机翼气动力学理论的书来读,当时虽没有完全读懂,但总算入了气动力学理论的门,这是我后来从事的一个主要专业。
不仅如此,交通大学的一门选修课,更是直接成为钱学森获取航空知识的途径。交通大学最早于1929年开始筹划建立航空专业,并且在1934年设立“飞机组”专业,开始培养航空人才。但在此前,交通大学就已经开始在机械工程学院内开设“航空工程”选修课,作为大学四年级学生的选修课。
钱学森当然不会放过这样的机会,且他在当年的14名选修生中名列第一。当时,为钱学森讲航空工程选修课的是曾桐。曾桐于1925年从交通大学前身南洋大学毕业后,又赴美留学,攻读密西根大学航空工程硕士,曾在美国海军马丁机械工厂任设计师,后回国担任中国航空公司工程师,及至后来又执教交通大学。钱学森的同学陈更新后来回忆说:
我们学校的课程,电机和机械在一二年级的时候都是一样的。所学的东西,大都是中学里有点根底的,虽然材料丰富很多,所以像吃包饭菜一样,味道总不见得新鲜。一旦升了候补老爷——三年级,那么机械和电机的同学就不免要洒泪而别,个人向着他们高奥的路上走了。现在单就机械门的一方面说,一钻进了三年级,就像吃的是大三元的大菜,家乡风味,分外可口。因为所学的都是入了机械门的课程,所以门门新鲜,科科有趣。……除了上述的学科,还有两科可以选读,航空工程和航海工程,这两科都另有很专门的学问,选读的不过是知点大概就是了,若然想精细研究,跨过了太平洋或者可以满足你的欲望了。
正因如此,钱学森大学四年级时便已经完成航空工程研究的学术兴趣转向,所以大学毕业之后毅然放弃交通部安排的就业实习,等待留美公费生的考试,决心“跨过太平洋”满足专门从事航空工程研究的欲望。而他在考取名额后,仅仅实习两个星期便对飞机的设计、制造“知其大概”,没有充分的航空知识做预备是不可能做到的,钱学森的这些航空预备知识在交大求学之际便已形成。
然而除上述各种因素之外,钱学森选择转向航空工程还有一个更重要的时代背景,即随着科学技术的发展,航空工程将成为一个新的科技前沿。虽然钱学森此时发表的文章属于“科普级”,尤其是《空军》《航空杂志》《浙江青年》等杂志属于以传播科学知识为宗旨的普及性刊物,钱学森的文章还算不上真正意义上的学术论文。但正是这些最初的兴趣和探索,开启了钱学森走向航空航天科学研究的大门。
总而言之,钱学森在交通大学的五年决定了他此后人生的方向。他不仅专于一业,而且博采多学,尤其广泛涉猎文学、艺术、音乐和摄影等,从而在逻辑思维和形象思维方面进行了双重训练,由此奠定他后来成为战略科学家的思维基础。与此同时,他又紧紧抓住科学技术发展的潮流,基于航空工程将成为科技前沿的学术判断,果断将学术旨趣转移到航空工程研究领域并通过发表论文“小试牛刀”。当1934年他从交通大学毕业并考取清华大学留学公费生资格前往美国留学后,展现在他眼前的是更为广阔的学术天地。
作者简介:盛懿,上海交通大学钱学森图书馆党总支书记兼副馆长,研究馆员。