西奥多·冯·卡门：航空学领域的学术巨擘，加州理工学院里的传奇人物

航空学领域的学术巨擘冯·卡门是加州理工学院里的传奇人物，一个充满神秘色彩和矛盾的老头。 他的思维是如此敏锐，可以在餐巾纸上片刻之间解开其他教授为之纠结几个星期的复杂数学难题，但他又是如此的漫不经心，以至于系里的教授不得不共同出资为他雇一名司机，每日接送他进出校园，以免冯·卡门自己在停车场倒车入位时把别人的车子撞得坑坑洼洼。 不同的人对冯·卡门的看法各不相同：他是母亲眼里温驯听话的好儿子，年轻女性眼中大肆调情的老不正经，研究生眼中一个父亲般的师长，公众眼中一位可敬的科学顾问。 在加州理工学院，冯·卡门是一个麻烦不断、难以约束、天不怕地不怕的老顽童，他尽管身材不高，却自有威严。 他有着一双铁灰色的眼睛，浓重的扫帚眉，一头乱糟糟的黑发。 多数人喜爱他，所有人都敬重他，但却只有极少的人能够理解他。

终其一生，冯·卡门都对故乡布达佩斯念念不忘。 1881年，他出生在那里。 “身穿真丝晚礼服的贵妇坐在马车里，一身红色制服、头戴毛皮帽子的轻骑兵拱卫在侧，穿行过布达佩斯经受过战火洗礼的满目疮痍的古老山丘，”冯·卡门在自传中写道，“但在这样的一幕下，也藏着社会动荡的暗潮汹涌。 ”

布达佩斯被多瑙河一分为二。 西岸是美丽的哥特式古城布达，蜿蜒狭窄的鹅卵石街道穿过城市，中世纪古堡的遗址点缀其间。 奥地利皇帝约瑟夫一世庄严雄伟的宫殿矗立于小山之上。 佩斯城位于多瑙河东岸，与布达相比，地势较为平坦，是个繁忙的商埠。 佩斯城的环城大道两侧，分布着鳞次栉比的银行和交易谷物、牛肉、水果和葡萄酒的贸易行，而在城市的外围，则是新建的钢铁厂、纺织厂和皮革厂。

在冯·卡门的年轻时代，布达佩斯的发展速度超过了欧洲大陆上的任何其他城市。 这里汇集了近百万人口，第一条地铁也在此时建成。 经济繁荣伴随着文艺复苏，城里的歌剧院、艺术博物馆、园林、雕塑广场和多瑙河边星罗棋布的小咖啡馆为市民和旅居在这里的作家、艺术家和演员提供了多样化的文化生活空间。

推动这场文艺复苏的主力是地位直线上升的犹太人。 19世纪后期，社会改革削弱了束缚在犹太人和其他少数民族身上的封建枷锁，使他们得以摆脱形同乡下奴隶的生活。 1848年，匈牙利废除了农奴制度，1868年颁布的《国籍法案》则赋予包括犹太人在内的所有非马扎尔人以公民权利。 这项立法许可了犹太农民迁入城市，一个有着远大抱负的人可以旅行到附近的城镇去做点小生意，从而让他的孩子有机会接受教育，以后能到布达佩斯去闯荡一番事业。 到了19世纪末，犹太人已经成为布达佩斯城中一个富裕而博学的新兴人群。

冯·卡门就生在这样的环境中。 他的父亲是匈牙利最有名的学者，长期担任奥匈帝国教育部长。 在任时，他创立了一所专为天才儿童设立的示范高中。 冯·卡门的母亲是一位出身书香门第的优雅的知识女性，曾经发明了“布拉格傀儡”机械人的16世纪著名数学家贝扎雷尔（Yehuda Loew Ben Bezalel）就是她的先祖之一。 年轻的冯·卡门在他父母坐落于布达城齐奥赛法罗斯（Jozsefvaros）的豪宅中长大，享受着专属于上流阶级的种种特权。

年仅9岁的冯·卡门便被父亲送进了他一手创办的示范高中，在那里，他向研究生学习高等数学。 后来，他还拿到了一年一度、专门颁发给全匈牙利数学最好的学生的欧斯特福斯奖（Eostvos prize）。 这所学校有“精英苗圃”之称，许多日后国际知名的大科学家，如爱德华·特勒（Edward Teller）、约翰·冯·诺依曼（John von Neumann）和利奥·齐拉特（Leo Szilard）都是这里的毕业生。 在此期间，冯·卡门也学会了布达佩斯的青年绅士们所擅长的那些迷人花样：跳舞，对女人献殷勤，说俏皮话儿，还有击剑。 到他16岁时，几乎有十多条不同的人生道路摆在他面前，但他的梦想却是进入一所历史悠久的外国大学，在那里把毕生精力奉献给科学。

不过，这些方案却因为他的父亲而备受阻挠。 西奥多·冯·卡门的父亲莫里斯·冯·卡门（Maurice von Kármán）是个拘谨古板的人，总是企图控制子女成长过程中的方方面面。 出于对本地小学的不信任，他为家里的孩子聘请了私人教师。 出于对既有教材的不信任，他甚至自己亲手编写识字课本、教科书和童话故事。 当6岁的冯·卡门表现出非同寻常的心算能力时，老冯·卡门吓坏了，生怕自己的儿子变成那种“学究型白痴”。 他极力消除儿子所拥有的“人肉计算器”天赋，拿走数学书，命令冯·卡门改为阅读与地理、文学和历史有关的书籍。 他大获成功，冯·卡门的数学计算天分果然消失得无影无踪，而且从此以后，他连个简单的乘法都要算上半天。 冯·卡门从高中毕业时，他的父亲因为多年来与同事充满敌意、严重不合而导致精神崩溃，被迫住进疗养院。 为了节约家里的开支，冯·卡门考入离家较近的皇家约瑟夫理工学院，而为了让父亲高兴，他选择主修工程学——在老冯·卡门看来，这比数学实用多了。

接下去的几年时间对于年轻的西奥多·冯·卡门来说相当舒服。 远离凡事吹毛求疵的父亲，他学着运用自己惊人的数学技巧解决实际的工程学难题。 尽管还只不过是一介本科生，冯·卡门却成功地用数学方法消除了发动机阀门的噪声问题，并就此写出一篇充满洞见的工程学论文。 毕业之后，冯·卡门在奥匈帝国炮兵部队里服了一年兵役。 此后，他回到皇家约瑟夫理工学院。 那里的教授对他的天赋印象深刻，因此聘请他出任水动力学助理教授。 在此期间，冯·卡门完成了一篇关于结构屈曲的论文。 他的深刻见解为工程师们提供了一个非常有价值的参考依据，在建筑桥梁、飞行器和建筑物上都有重要用途。

1906年，这篇论文正式发表，冯·卡门第一次尝到了国际认可的滋味。 欢呼声重新激起了他在理论科学领域大展宏图的野心。 冯·卡门面对两难决定：是应该留在布达佩斯，过一种安全、体面的工程学教授的生活？还是在国际知名的大学里当一名研究生，继续研究他的屈曲问题？

冯·卡门的父亲再一次替他作出了决定。 为自身疾病所苦、深感未能受到祖国足够重视的父亲劝冯·卡门外出冒险，扬名立万。 冯·卡门向匈牙利科学院申请了一笔奖学金，用于继续研究屈曲问题，此后又向哥廷根大学力学系提交了在世界著名教授路德维希·普朗特门下攻读研究生学位的申请。 哥廷根大学接纳了冯·卡门，并答应给他两年的奖学金。 1906年，冯·卡门离开布达佩斯舒适的家，前往德国闯荡。

冯·卡门到达哥廷根时正值10月。 藏身于莱茵河谷之中的哥廷根是一座优雅的古城，窄窄的石板小路连接起城中哥特式教堂高耸的塔楼和中世纪风格的民居。 城墙之内，居住着大约两万居民。 举世闻名的哥廷根大学于1737年创立于这座城市。 哥廷根大学文人辈出，诗人亨利·朗费罗（Henry Longfellow），历史学家乔治·班克罗夫特（George Bancroft）和格林兄弟都曾是这里的学生。 著名的《格林童话》就是在哥廷根大学的图书馆里完成的。 这里也涌现过众多数学天才，如提出复数概念和代数基本原理的卡尔·高斯（Carl Gauss），以及提出函数理论并以其与空间几何相关的工作为爱因斯坦的相对论奠定理论基础的伯恩哈特·黎曼（Bernhard Riemann）。

冯·卡门来到哥廷根时，这所古老的大学正在迈进一个新的黄金时代。 不过几十年间，哥廷根就贡献出了20世纪最重要的多项科学进展。 戴维·希尔伯特（David Hilbert）和费利克斯·克莱因（Felix Klein）在这里作出了具有突破性的几何学研究，并培养了后来以发明变分学闻名于世的理查德·柯朗（Richard Courant）。 在20世纪10～30年代曾在哥廷根大学待过的科学家中，后来有4人获得了诺贝尔奖：以X光晶体衍射方面的研究工作开创了固态物理学这一新领域的马克斯·冯·劳厄（Max von Laue），用矩阵阐述量子理论的沃纳·海森伯格（Werner Heisenberg），研究电子可激发性的詹姆斯·弗兰克（James Franck），以及研究量子力学的保罗·狄拉克（Paul Dirac）。 在此期间，一个名叫罗伯特·奥本海默（Robert Oppenheimer）的年轻美国人也在哥廷根师从马克斯·玻恩（Max Born）研究亚原子粒子。 多年后，他将回到美国，担负起建造原子弹的重任。

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