序幕 一个新时代正在到来

将历史的时钟拨回到1952年5月2日。

是日，美国加州理工学院（CIT）戈达德讲座教授钱学森写信给远在法国巴黎的导师冯·卡门，告知“丹尼尔和佛罗伦萨古根海姆喷气推进奖学金”的评审结果[1]。此前由冯·卡门推荐的一位申请者科斯塔，由于缺乏确切材料而未能入选最终名单。钱学森遂致信说明原委，随后在信中探讨了一个学术问题，即现代机电式计算机的工程化运用。

1944年，哈佛大学应用数学家霍华德·艾肯研制出了世界上第一台实现顺序控制的自动数字计算机——马克1号，随后几年又研制出了马克2号、马克3号。当时，钱学森正在麻省理工学院航空工程系执教，有机会到隔壁的哈佛大学实地探访和调研。当时计算机的体积甚是庞大，但身为应用数学家和空气动力学家的钱学森却从中捕捉到了计算机昭示的时代价值，从而开始探索其在科学、技术和工程上的运用。他这次致信冯·卡门时，已对此做过深入的实践研究和理论分析，因此才会在信中果断地预言：

我现在更加确信，快速计算机的发展将导致工程领域的一次彻底性革命，并将工业效率提高到一个更高的水平。

由此信的内容可知，钱学森的预言主要是基于对两个学术问题的研究：一是火箭客船自动导航问题，二是工程系统性能自动优化问题。这两个问题是钱学森师从导师冯·卡门攻读博士学位之际，在研究空气动力学的基础上独自开拓的新领域。通过数年积累，他已有相应的学术成果发表，如《探空火箭最优推力规划》（合著）、《远程火箭飞行器的自动导航》（合著）、《火箭发动机中燃烧的伺服-稳定》等。

第一个问题主要基于导弹干扰理论，探讨火箭客船如何实现自动导航。1946年，钱学森被麻省理工学院聘任为航空工程系副教授，并于翌年升任教授，随后为研究生开设了“火箭工程学”课程，重点讲授火箭动力的应用问题，由此提出了“火箭客船”的概念。但由于大气干扰等因素会使火箭客船出现航向偏差，钱学森便基于控制理论提出了使航向偏差获得“自动补偿”的方案。他以航海引航问题作类比，认为火箭自动补偿不能依靠“人类导航器”。他在信中写道：“我考虑一种由一系列跟踪站组成的导航系统，用于向计算机提供瞬时位置和速度，计算机将这些信息与预先确定的存储数据一起生成以控制装置。”十余年后，他将我国导航卫星命名为“灯塔一号”，不知那时是否想起过这封信？

第二个问题以工程系统性能的自动优化为落脚点，探讨了计算机在工程中的应用。钱学森留美时作为一名工程科学家，拥有丰富的实验和工程经验，尤为突出的是他通过整合数据从现象中归纳出结论的能力。他在信中以“给定转速和燃油率条件之下内燃机如何获得最大制动平均有效压力”为例，说明可以通过计算机寻找最优点；由此又引申出通过使用多台计算机提高计算速度，以实现复杂系统的自动优化问题。了解这一点，就可以理解钱学森后来为何强烈主张将计算机技术列入十二年科学规划，并建议大力发展计算数学，因为在他看来：“在将来，我们不能想象一个不懂得用电子计算机的技术科学工作者。”[2]但更重要的是，钱学森在信中提出计算机真正的价值在于控制，而非计算。在信中，他说道：

快速计算机的真正价值不是计算和给出数值结果。因为这是一个被动作用，而其更重要的作用在于控制和指导工程系统的运行。

见微知著，此时的钱学森已经能够从哲学层面看待科学问题了。事实上，这封信中还蕴含着钱学森经典代表著作《工程控制论》的思想精髓，即“反馈-调节”理论。需要说明的是，《工程控制论》源于钱学森1947年提出的技术科学思想，或者说，《工程控制论》是钱学森技术科学思想成熟之后的一个学术“产儿”。他在信中还讨论了另一个学术“产儿”：物理力学，即借助原子、分子和凝聚态物质等微观理论研究力学的宏观问题。

众所周知，钱学森写这封信时正经历人生的至暗时刻。1952年2月8日，美国司法部以莫须有的罪名决定驱逐钱学森出境，但他此后实则处于被监视居住的状态，直至1953年3月才获得保释资格，且须每月前往洛杉矶移民归化局报告行踪。但钱学森选择逆境突围，以工程控制论和物理力学为新的研究方向，基于技术科学思想路径持续攻城拔寨，于1954年出版了他的第一本学术专著《工程控制论》（英文版）。与此同时，他在为加州理工学院研究生开设“物理力学”课程的过程中，又同步完成了教材《物理力学讲义》（英文版）的编写工作[3]。

岁月从不负有心人。钱学森在即将回国前，和家人一同拜别导师冯·卡门，并赠送给他《工程控制论》和《物理力学讲义》。冯·卡门翻了翻“这两本东西”后说：“你现在在学术上已经超过了我。”导师的这句评价让钱学森“有生以来第一次这么激动”[4]。1953年，钱学森获得彭德雷航空航天著述奖，美国科学促进会亦于1954年拟将他吸收为会员。但他此时“无一日、一时、一刻不思归国参加伟大的建设高潮”，“惟以在可能范围内努力思考学问，以备他日归国之用”，所以婉拒一切荣誉。他获得的彭德雷航空航天著述奖的原件至今仍保留在加州理工学院。

正是凭借一本专著和一本教材，钱学森绘制了他个人思想历程上的第一个思想坐标，并为后来两个思想坐标的绘制奠定了基础。然此信的价值绝非仅限于谱写了工程控制论和物理力学的“前奏”，钱学森晚年创立的四种革命理论亦可从中找到思想源头。而这个理论正是回答“钱学森之思”的依据。从个人思想历程来看，此信探讨的问题已经超越科技层面，体现了深刻的哲学关怀和时代意义，即计算机的“革命”将预示一个新时代的到来。这个预言显示出钱学森强大的科学预见能力，恰如他在1995年所做的预言一样：“信息网络将开创一个新时代。”[5]

如今，我们早已步入钱学森所预见的新时代，且仍将在这个新时代里持续前行。

---

[1] 丹尼尔和佛罗伦萨古根海姆喷气推进奖学金设立于1948年，是丹尼尔和佛罗伦萨古根海姆基金会专门为加州理工学院及普林斯顿大学的丹尼尔和佛罗伦萨古根海姆喷气推进中心设立的奖学金，旨在为两个中心招收和培养硕士、博士研究生提供专项经费资助，以期培养杰出的火箭、喷气技术方面的研究者或领导者。

[2] 钱学森：《论技术科学》，《科学通报》1957年第4期。

[3] 钱学森致信导师冯·卡门之前已对物理力学做过研究，且在《美国火箭学会杂志》1953年第23卷第1至2月合刊上发表了《物理力学，一个工程科学的新领域》一文。1962年，《物理力学讲义》的中文版由科学出版社在中国正式出版，此后这本书又被译成俄文。

[4] 钱学森：《在授奖仪式上的讲话》，《人民日报》1991年10月19日第1、3版。

[5] 涂元季、李明、顾吉环编：《钱学森书信（9）》，国防工业出版社，2007年，第373页。