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西奧多·馮·卡門(mén)（Theodore von Kármán）是匈牙利著(zhù)名的數學(xué)家和物理學(xué)家，據稱(chēng)，早在六歲的時(shí)候他就能心算六位數的乘法，這讓他的父親（匈牙利著(zhù)名的教授和教育改革家）感到震驚，并警告小卡門(mén)說(shuō)，這樣做會(huì )讓他變得有點(diǎn)“畸形”，并不準小卡門(mén)繼續思考數學(xué)問(wèn)題，而是命令他閱讀歷史、詩(shī)歌和地理。幸運的是，不久之后，馮·卡門(mén)就把父親的禁令拋到了腦后，重新拾起了自己心愛(ài)的數學(xué)。十幾歲時(shí)，卡門(mén)就獲得了國家級的數學(xué)獎，之后還獲得了德國哥廷根大學(xué)的獎學(xué)金。20世紀初，正是在哥廷根大學(xué)，馮·卡門(mén)提出了現代空氣動(dòng)力學(xué)的基本數學(xué)基礎理論之一，該理論可解釋空氣在飛機機翼上方流動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的阻力。

上圖：西奧多·馮·卡門(mén)（1881-1963），匈牙利猶太人，1936年入美國籍，是20世紀最偉大的航空航天工程學(xué)家之一，開(kāi)創(chuàng )了數學(xué)和基礎科學(xué)在航空航天及其他技術(shù)領(lǐng)域的應用之先河，被譽(yù)為“航空航天時(shí)代的科學(xué)奇才”。我國著(zhù)名科學(xué)家錢(qián)偉長(cháng)、錢(qián)學(xué)森、郭永懷都是他的親傳弟子。

1926年，德國國內已經(jīng)隱約出現了排猶的跡象，這也算是未來(lái)猶太人將遭受的厄運的先兆。這一年的夏天，馮·卡門(mén)接到了一封電報，上面寫(xiě)著(zhù)：“乘坐哪艘船能讓您盡快地抵達我這里？——密立根?！?/span>

羅伯特·安德魯·密立根（Robert Andrews Millikan）是位物理學(xué)家，進(jìn)行過(guò)一系列測定電子電荷以及光電效應的工作，包括著(zhù)名的“油滴實(shí)驗”，并獲得過(guò)1923年的諾貝爾物理學(xué)獎，他當時(shí)任加州理工學(xué)院的院長(cháng)。接到這封電報后，馮·卡門(mén)只知道密立根邀請他去加州理工學(xué)院，但去了之后干什么則是個(gè)謎。十天后，一封來(lái)信解釋了加州理工學(xué)院邀請馮·卡門(mén)的原因：讓他來(lái)美國加利福尼亞州的帕薩迪納市，幫助設在該地的加州理工學(xué)院建立一個(gè)航空實(shí)驗室。這一年的秋天，馮·卡門(mén)從哥廷根休了假，暫時(shí)離開(kāi)了在德國的教學(xué)崗位，這也是馮·卡門(mén)在哥廷根任教以來(lái)的第一次休長(cháng)假。他這次對加州理工學(xué)院的訪(fǎng)問(wèn)將給美國的航空科研事業(yè)，以及未來(lái)戰爭中的美軍航空裝備研發(fā)產(chǎn)生巨大的影響。

上圖：馮·卡門(mén)正在給學(xué)生授課。

密立根堅信，加州理工學(xué)院的所在地南加州將成為美國飛機工業(yè)興起的地方。馮·卡門(mén)來(lái)到此地后也表示：“我一直堅信，我一生的目標就是消除科學(xué)理論與工程應用之間的鴻溝?！?/span>

不過(guò)，雖然來(lái)到了美國，但馮·卡門(mén)暫時(shí)還不愿意與德國和哥廷根大學(xué)斷絕關(guān)系，他一再拒絕了加州理工學(xué)院方面要提供給他一個(gè)永久性職位的建議。直到納粹勢力在德國逐漸猖獗起來(lái)后，馮·卡門(mén)才最終堅定了留在美國的決心。1934年，他給自己在哥廷根大學(xué)的老導師寫(xiě)了一封充滿(mǎn)諷刺意味的信，信中寫(xiě)道：“在德國從事學(xué)術(shù)生活具有一定的優(yōu)勢，例如這里的啤酒就絕對要比美國的好喝，但我想您肯定會(huì )同意我的看法，即這些優(yōu)勢絕對無(wú)法讓我忽視現在德國國內的種種問(wèn)題?！碑斈晖硇r(shí)候，納粹政權與馮·卡門(mén)取得了聯(lián)系，并向他提出了一系列建議，要求他回到德國，入職航空部擔任顧問(wèn)。由于當時(shí)納粹德國正在加速重整軍備的原因，故其航空工業(yè)，特別是軍事航空工業(yè)有了迅速的發(fā)展。馮·卡門(mén)也知道，如果選擇為納粹效力的話(huà)，自己未必會(huì )被送進(jìn)集中營(yíng)，因為當時(shí)德國負責航空工業(yè)的空軍元帥赫爾曼·戈林就說(shuō)：“是不是猶太人由我說(shuō)了算?！钡?，據馮·卡曼回憶說(shuō)，他毫不留情地嘲笑了納粹當權者向他發(fā)出的邀請，并一直留在帕薩迪納。

上圖：馮·卡門(mén)（中）在航空測試現場(chǎng)。

在距離加州理工學(xué)院不遠的加利福尼亞州圣莫尼卡市，成立于1920年的道格拉斯飛機公司正在發(fā)展自己的業(yè)務(wù)，當時(shí)該公司在一些小項目上都會(huì )向加州理工學(xué)院尋求幫助。20世紀30年代初，道格拉斯公司開(kāi)始設計DC-1型運輸機的原型機，這也是該公司設計的第一架全金屬構造的下單翼飛機。由于是“第一次”，因此該公司面臨著(zhù)巨大的設計方面的挑戰。然而，也正是這些挑戰，為馮·卡門(mén)和密立根提供了彌合科學(xué)理論研究與實(shí)際工程應用之間的鴻溝的絕好機會(huì )。在DC-1飛機的研制過(guò)程中，設計人員通過(guò)風(fēng)洞測試發(fā)現，隨著(zhù)飛行速度的提高，渦流會(huì )在機翼前緣破裂并產(chǎn)生湍流，紊亂的氣流會(huì )打在機尾上，從而使整個(gè)機尾（包括方向舵和升降舵）劇烈晃動(dòng)，這是個(gè)經(jīng)常出現的問(wèn)題。馮·卡門(mén)親自動(dòng)手，通過(guò)縝密的數學(xué)分析和物理方程推導，迅速解決了這一關(guān)鍵問(wèn)題。他得出結論說(shuō)，問(wèn)題出在機翼與機身的連接處，二者是以呈銳角的方式連接的，可以將銳角改為用圓弧過(guò)渡，使機翼和機身平滑地連接。他后來(lái)回憶說(shuō)：“我喜歡爬進(jìn)10英尺（約3.05米）長(cháng)的風(fēng)洞，身上沾滿(mǎn)了油灰，并想像自己就是一架飛機，因為我試圖感覺(jué)到空氣有可能在哪些地方被壓縮?！薄耙赃@種方式進(jìn)行了多次試驗后，我們懷疑，當空氣流經(jīng)機翼和機身之間的轉角時(shí)，其流動(dòng)會(huì )發(fā)生困難；而當用平滑的圓弧過(guò)渡取代了原先拐角處的銳角連接后，空氣流動(dòng)就順暢了?！?/span>

馮·卡門(mén)的貢獻奠定了DC-1型飛機成功的基礎，這款飛機的研制費用在20世紀30年代堪稱(chēng)是一個(gè)天文數字──高達306778美元，這讓道格拉斯公司一貫作風(fēng)節儉的老總心疼地常常徹夜難寐。然而，這款全金屬構造、雙發(fā)動(dòng)機的單翼飛機融合了當時(shí)先進(jìn)的整流罩和發(fā)動(dòng)機艙設計，堪稱(chēng)是當時(shí)世界上最先進(jìn)的航空交通工具，沒(méi)有之一。

上圖：道格拉斯DC-1型飛機。

隨后，以DC-1為基礎，道格拉斯飛機公司推出了一系列輝煌的作品，在1930~1940這十年間主宰了世界航空市場(chǎng)。他們先是設計出了DC-2型飛機，不久又推出了著(zhù)名的DC-3型飛機。DC-3型飛機于1935年年底問(wèn)世，可以視為DC-1型飛機的“終極改進(jìn)版”，其巡航速度為330千米/小時(shí)，滿(mǎn)載貨物時(shí)的航程接近1600千米。第二次世界大戰期間，美國飛機工業(yè)在短短幾年之內就制造出了數量驚人的10000架DC-3飛機的軍用版本——C-47型運輸機。在戰爭中，C-47是同盟國航空運輸當仁不讓的絕對主力，從歐洲到太平洋，其在每個(gè)戰區都圓滿(mǎn)地完成了一系列任務(wù)，如運送物資、拖曳滑翔機和空投傘兵，特別值得一提的是，C-47運輸機還大量用于從印度向我國空運物資的“駝峰航線(xiàn)”，為中國人民的抗戰事業(yè)作出了不可磨滅的貢獻。然而，在DC-3/C-47飛機出色性能的背后，我們不應忘記那位將科學(xué)理論變?yōu)楣こ态F實(shí)的天才——馮·卡門(mén)。

上圖：正在“駝峰航線(xiàn)”上飛行的C-47運輸機。二戰期間，道格拉斯飛機公司制造了上萬(wàn)架C-47運輸機，而且蘇聯(lián)等國也按許可證生產(chǎn)了3000多架此類(lèi)飛機。