1940年9月,錢偉長與郭永懷、林家翹一起,來到多倫多大學利用數(shù)學系,成為該系主任辛吉的門生。半年后,他們取得了碩士學位,成為多倫多大學辦學歷史上最優(yōu)良的、最著名的中國留學生。郭、林二位轉赴加州理工學院成為馮·卡門的博士生,而錢偉長當時的研究方向與辛吉完整一樣,他們分辨從宏觀和細觀角度摸索彈性板殼的內稟統(tǒng)一理論,因此留下攻博。
辛吉認為,錢偉長的選題有前沿性,符合當時的急切需求:隨著飛機、火箭、大型結構物等的出現(xiàn),板殼構件變形成為廣泛關注的熱門,而當時的板殼理論五花八門,缺乏統(tǒng)一的情勢與分類。于是師生間重復切磋。那時辛吉應邀將參與慶祝1941年的馮·卡門六十大壽,就讓錢偉長以此為題,趕寫一篇祝壽論文。錢偉長連開了一個月夜車,到1941年年初,論文定稿,編入馮·卡門祝壽文集。錢偉長與世界一流的學術大師愛因斯坦、馮·諾伊曼等28人一起成為該文集的作者。錢偉長一舉成名,大大加強了躋身于一流科學家之林的自負心。
錢偉長在《八十自述》中寫道:“在加拿大多倫多和美國加州理工大學時,和Synge,Infeld教授來往很多,在加州理工學院也多次和vonKarman教授接觸,他們都是歐洲哥廷根學派的傳人。哥廷根學派是利用數(shù)學的提倡者,他們都有很深的數(shù)學根底,有更好的對物理過程的懂得,都強調對物理過程的本質的認識是重要的,但在數(shù)學方法上從不吝惜應用,力求其用在刀口上,要用得美麗,用得樸素簡潔!瓟(shù)學本身很美,不要被它迷了路,利用數(shù)學的任務是解決實際問題……”
1942年,錢偉長完成博士學位論文《彈性板殼的內稟統(tǒng)一理論》,并在創(chuàng)刊不久的美國《利用數(shù)學季刊》上分三篇持續(xù)發(fā)表,成為后來一段時間的彈性力學工作者必讀的經典之作。而后,錢偉長到馮·卡門處做博士后研究,更多地接收了哥廷根利用力學學派的熏陶。
1943年,他在馮·卡門的領導下研究了薄壁柱體的變扭問題,兩人多次討論后,用全新的思路,完成了變扭率扭轉的論文。馮·卡門審閱后高興地說,這是他署名的彈性力學論文中最富有經典味道的論文。錢偉長與馮·卡門有過一次徹夜長談,錢偉長說:“在這一晚的談話中,使我充分懂得了哥廷根學派的作風和尋求,對我以后的科研工作有深入的影響!
這里對哥廷根學派做一簡略介紹。哥廷根大學創(chuàng)辦于1734年,長期以來是全世界的一個重要的數(shù)學中心。在學術研究和教學方面,素有‘德國大學王子’稱號的哥廷根大學,以提倡自由、獨創(chuàng)的學風馳名于世。這種治學精力終于使它成為培養(yǎng)20世紀科學大師的搖籃。正是哥廷根的一批學生,為原子彈和空間時代奠定了基礎。哥廷根學派開創(chuàng)人克萊因認為,工科大學不僅要有堅實的理論基礎,還應當真正懂得科學研究的方法。另一方面,數(shù)學家也需要具備一些工程技巧基礎知識。實際上,科學與技巧密切聯(lián)合是哥廷根大學的一大改革。此后幾十年,它對全世界大學產生了極大的影響。
在多倫多大學和加州理工學院,錢偉長在學術理念上實現(xiàn)了東西方文化的完善聯(lián)合,他尤其懂得了哥廷根學派的基礎特點——理論與實際聯(lián)合,科學與技巧聯(lián)合,數(shù)學科學與利用科學聯(lián)合,建立自由民主的學術氣氛。他在這種氣氛下逐漸成為大師,也把這種優(yōu)良的科學傳統(tǒng)帶回了中國。
“三錢”之路如出一轍
受篇幅限制,本文不可能詳細探尋“三錢”中的另外二位——錢學森和錢三強的成才之路。這里,只指出他們與錢偉長先生的類似之處:
——他們都出生于書香門第,青少年時代有良好的成長環(huán)境。錢學森的父親是教導家錢均夫;錢三強之父是著名國學家錢玄同;他們都受過良好的家庭教導;自幼就懂得愛國當自強,學習非常刻苦認真;
——他們在上個世紀三十年代都接收了最好的高級教導。錢學森畢業(yè)于名校交通大學;而錢三強則是比錢偉長晚兩屆的清華物理系的高材生;他們的大學教導,使他們在青年時代就奠定了扎實的基礎;
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