迈向新高度：参加美国陆军航空兵科学咨询团

迈向新高度：参加美国陆军航空兵科学咨询团

（1945年1月至1945年6月）

在特定的时代背景下，钱学森的努力与卓越成绩为他赢得了不断上升的机会。1944年底，冯·卡门推荐他眼中的这位天才高徒参加美国陆军航空兵科学咨询团，参与制定美国未来20—50年航空研究发展规划。对钱学森的资历，冯·卡门说：“我的朋友钱学森是1945年我向美国陆军航空兵科学咨询团推荐的专家，他是当时顶尖的火箭科学家之一。钱是加州理工学院火箭小组元老，第二次世界大战中为美国的火箭研制作出过重大贡献。他36岁时已经是一个无可争议的天才，他的研究工作大大地推动了高速空气动力学和喷气推进技术的发展。有鉴于此，我提名他为科学咨询团成员。”

钱学森参与美国陆军航空兵科学咨询团工作的时间是1945年1月至1946年2月。其中，1945年1月至6月的半年间，钱学森离开加州理工学院，先是在华盛顿五角大楼办公，后又赴欧洲考察。1945年下半年，钱学森回到加州理工学院工作，并继续完成咨询团的研究报告。

这段在咨询团的工作经历虽然短暂，却是钱学森旅美生涯中独特而有深远影响的一段经历。

1944年9月美国陆军航空兵司令亨利·阿诺德（Henry H. Arnold）邀请冯·卡门组队，结集一批科学家共同制定未来航空研究发展规划。由此应运而生的陆军航空兵科学咨询团（SAG）于1944年12月1日正式组建，1946年2月6日在五角大楼召开了最后一次会议，并于3月1日正式宣告结束咨询工作，前后持续一年多。

冯·卡门开列的咨询团名单中共有36位来自高校、研究所和公司的科学家和工程师。在组织上，咨询团成员分为两类：一类是在五角大楼工作的全职顾问，有若干名；另一类是兼职的有偿顾问，他们在咨询团里占多数不需要常驻华盛顿办公，只根据需要随时待命。冯·卡门为咨询团主席，另有2名副主席，一位是负责科学方面的副主席德莱顿（Hugh L. Dryden）博士，另一位是军事副主席格兰茨贝格（Frederic E. Glantzberg）上校，此外还有2名分别负责行政和秘书工作的军官。最终总人员配备包括约30名平民科学家、约12名军事人员和一班文职人员。

阿诺德组建咨询团的目标和要求是，搜索科学调查的每一个角落，寻找能使美国空军立于不败之地的发展方面。他要求专家们把现有的装备作为基础，在所有可能影响“未来空中力量的发展和发挥”的航空领域进行最大胆的预测。为此他鼓励这些专家到任何必要的地方去揭露隐藏在盟友或敌人的实验室里的战时技术秘密。简而言之，他希望专家们展望20年后的未来，并为他之后的空军领导人准备一份可行的指南。

1945年1月9日，咨询团召开首次全体会议，此后又于2月7日、3月7日、4月3日召开了全体会议。冯·卡门将咨询团分成为五个临时委员会：飞机燃料、雷达、炸药、弹道学，及固体火箭燃料。1945年初，他们开始积累高速空气动力学、动力和通信等专门领域的资料。

1944年底或1945年初，钱学森作为全职顾问赴华盛顿五角大楼办公。冯·卡门曾在自传中特地提及四位咨询团成员的名字，称“在组织咨询团期间，他们几位都是我最亲密的同事”，其中就有钱学森。1945年2月至4月，钱学森走访了美国无线电公司实验室、美国国家航空咨询委员会、喷气推进实验室等研究机构，以评估美国飞机发展的方向，并在五角大楼完成了《军用飞机未来发展趋势》的远景规划工作大纲。

钱学森在科学咨询团最主要的工作有两项：一是赴欧洲考察（1945年4月28日至6月20日），二是撰写科研调查报告。

1945年3月，第二次世界大战已临近尾声。阿诺德与冯·卡门商议派遣一组科学咨询团成员到德国去搜集反映德国科研发展实际水平的第一手材料。1945年4月底，钱学森、乔治·谢勒（George Schairer）、弗兰克·瓦登道夫（Frank L. Wattendorf）和德莱顿（Hugh L. Dryden）等6名咨询团成员在冯·卡门的率领下组成考察小组动身前往欧洲，以掌握最新的科技发展，并将这些发现融入陆军航空兵的未来计划中。考察小组的行动代号名为“健壮行动”（Operation Lusty）。为了保障考察工作的顺利开展，科学家们都被授予了相应级别的临时军衔和制服，冯·卡门获得了少将军衔及军服，钱学森则是上校级别。

1945年4月28日，考察小组抵达伦敦，在5月至6月间，钱学森随小组调查了德国、英国、法国、瑞士等国的航空、火箭、空气动力学等军事科学技术领域的发展情况，其中以德国为主要调查对象。

赴欧小组的考察为美国国防和科技事业的发展提供了许多有价值的资料。例如，5月初考察小组在德国北部布伦瑞克（Braunschweig）城外的赫尔曼·戈林（Hermann Goering）空气动力学研究所发现了大量技术资料，美国军方对这些资料的需求促成了美国国防技术情报局的成立，该机构后来扩大为美国国防技术档案中心，成了西方国家国防科学最大的技术资源库。在该研究所，考察小组也看到了从未见过的后掠翼飞机模型，以及相关论文和试验数据。乔治·谢勒后来返回西雅图波音公司后运用这些资料设计了美国第一架后掠翼B—47轰炸机。冯·卡门还指出，在布伦瑞克缴获的资料中可以看到许多“有趣”的研究工作，如风速对人体影响的研究、带氧气瓶的充压救生衣的研究等，并称“这些研究项目对美国都很有价值”。

此后，小组又考察了德国北豪森（Nordhausen）的V—2火箭制造厂、哥廷根大学；瓦登道夫和德莱顿还考察了慕尼黑的一个尚未竣工的大型航空研究中心，在慕尼黑地区接触了400多名德国工程技术人员，包括从佩内明德导弹研制基地逃出后被美军截住的火箭专家多恩伯格（Walter Robert Dornberger）和冯·布劳恩（Wernher Von Braun），后者正是V—2远程火箭的总设计师。经过多次审问，调查小组对研制V—1导弹和V—2火箭的人事情况有了充分了解。

5月5日，在慕尼黑附近的科赫尔（Kochel）镇，钱学森见到了冯·布劳恩，这次会面促成了一份极其重要的文件的诞生。钱学森请冯·布劳恩撰写一份描述他过去在火箭方面的工作以及他对火箭和航天未来预测的报告，名为“德国液体火箭发展概括及其未来前景”。报告阐述了冯·布劳恩关于人造地球卫星、载人空间站的潜在应用的展望，以及他对于到达邻近天体包括月球飞行的预测。这份报告后来引起了美国海军航空局的注意，并最终促使美国着手制造人造地球卫星。[19]

德莱顿在科赫尔附近还发现了著名空气动力学家鲁道夫·赫尔曼（Rudolph Hermann）领导的一个团队。他们正在研制风速达到7倍声速的新型超声速风洞，此前V—2火箭的空气动力学性能研究主要就是他们完成的。调查小组从该研究团队处了解到德国洲际火箭的详细情况，他们正在研究、设计的洲际火箭是第一枚供实战用的洲际弹道导弹雏形，对此后美国的相关研究和设计的指导思想影响很大。

在美国太空火箭中心（U.S. Space & Rocket Center）档案中，保留了一份未出版的赫尔曼回忆录。从中可以得知，在多年后，钱学森是美国科学咨询团中唯一一个在赫尔曼回忆录里被提到的名字，他写道：“我记得其中一位冯·卡门的亲密同事，钱博士，因为他曾写过一篇关于‘超声速流中锥形体的压力分布’的论文。他是唯一一位就此问题给出完整理论的科学家。我们知道他的理论，因为这篇文章发表于战争结束前两年。我们使用了他的理论，并在我们的风洞中准确地验证了它。我发现，在钱博士所在的国家，还没有人对他的理论进行验证。但我们做了，因为我们有设备，有超声速风洞，有科学家和工程师。”

1945年5月间，钱学森写出了一系列调研报告，反映德国在飞机、火箭、炸弹等多方面的发展状况。此后，钱学森在为美国陆军航空兵撰写的长期规划报告中，正是以这些调研记录为基础，写了一篇“德国和瑞士航空学若干领域的最新发展”的报告。

在结束了一个多月的欧洲考察后，钱学森等于1945年6月20日动身返回华盛顿。

1945年8月22日，在咨询团成员的帮助下，冯·卡门向阿诺德司令提交了一篇影响深远的著作，名为《我们的站位》（Where We Stand），这是冯·卡门基于此次欧洲考察的情况所撰写的秘密材料。报告概述了航空研究的现状，首次估量了美国所能开展的工作。但这还只是对未来的中期评估，为了向阿诺德提交一份关于空军未来规划全景的长期报告，咨询团此后又组织了一些考察行程，并致力于起草一份更详尽的规划报告。冯·卡门后来在其自传中回忆这次欧洲考察经历时，还特别提到了一次“不可思议的会见”：

第二次世界大战结束前，我非常高兴地带他（指钱学森——作者注）一起到德国考察希特勒的秘密技术发展情况……当钱和我在哥廷根共同审问我昔日的老师路德维希·普朗特时，我意识到这是多么不可思议的会面：后来加入红色中国的我最杰出的学生，与为纳粹德国效力的我伟大的老师会合在一起。境遇是多么不可思议，竟将三代空气动力学家分隔开来，天各一方，他们本来只是希望和谐地一起工作。

记录这一历史时刻的影像资料留存至今，有人称照片中三人的会面是一次“科学史上伟大的会晤”[20]。一方面，照片反映了政治、战争、意识形态对于科学家各自人生境遇的影响，三代空气动力学家由此“天各一方”，正应了巴甫洛夫那句名言“科学没有国界，科学家却有国界”；另一方面，从学术传承发展的角度来看，它见证了20世纪初克莱茵和普朗特开创的德国哥廷根应用力学学派的传承与发展。20世纪30年代，普朗特的优秀学生冯·卡门把应用力学从德国带到了美国。该学派的突出特点包括：学派领袖拥有丰富的科学知识，学术导师和科研组织者具有权威性及迷人气质；学术风格上具有理论与实际、科学与技术、数学科学与应用科学密切结合的特征；学风上体现了良好的学术交流环境和自由民主的风气。20世纪40—50年代，冯·卡门身边聚集了世界上最优秀的应用力学家，在航空、航天技术方面取得了突破性进展，为人类进入空间时代奠定了科学基础。中国的钱学森、郭永怀、钱伟长、林家翘等就是其中杰出的人才，已是清华大学教授的周培源也曾是冯·卡门的座上客。他们后来又成为哥廷根应用力学学派思想在中国的传播者和实践者，也成为中国近代力学事业的奠基人，对中国近代力学的发展产生了深远的影响。钱学森“技术科学”思想的形成与发展正是得益于旅美时期所受该学派的学科训练。[21]而技术科学的发展又是现代国家实现富国强民的关键支撑，将会深刻地影响一个国家的命运和地位，甚至世界政治的格局。

钱学森在科学咨询团的另一项重要工作是参与撰写美军历史上第一份详尽的科研调查报告。

1945年12月15日，冯·卡门向阿诺德将军提交了由陆军航空兵科学咨询团在经过一系列调查、研究与讨论后所完成的科研报告《迈向新高度》（Towards New Horizons）。这份报告的观点指导着美国整个1950年代的军事思想，并对后来美国空军的发展起到了很大作用。

1946年1月初，阿诺德将军在陆军航空兵中分发了这份报告的副本，称赞它是“有史以来第一份”这样的报告，是未来几年研究和发展规划的优秀指南。冯·卡门在自传中写道：“阿诺德将军对我们的工作非常满意。他对我说，报告是一份指导性文件，它足够主管美国空军科研和发展工作的指挥官用上很长一段时间。”曾为钱学森学生、后出任美国空军副部长的约瑟夫·查里克指出，这份综合性报告囊括了国防部在未来几年中将会考虑到的所有的发展问题。

当时，这份报告被列为机密文件，1960年解密。

整个报告共有13卷，第一卷名为“科学，空中优势的关键”，是由冯·卡门撰写的介绍性论文，讨论了科学与空战的关系，从职能角度分析了空军的主要研究问题，并对研究的组织提出了建议。其余12卷（包括卷二“我们的站位”）被部分分发给陆军航空兵和赖特基地。报告中的37篇专论论述了具体领域的详细研究计划，按主题分成11卷。顾问专家们将大胆且前瞻性的态度、科学性、合理性及对实际局限性的理解结合于他们的论述中。这是一部真正全面的著作。

作为《迈向新高度》的主要编撰者之一，钱学森作出了重要贡献。他参与了报告中5卷（卷三、四、六、七、八）主题内容的撰写。在由26名专家撰写的37篇专论中，他一人就贡献了独立署名的7篇专论（见表3），共计182页，约占全书内容的12%，是供稿数量最多的一位，且所述内容属于报告核心内容。[22]这些叙述在冯·卡门撰写的报告前两卷中得到了广泛引述。在当时高速空气动力学和导弹研究尚处于发展阶段之时，钱学森的阐述带有开拓意义。

为了实施报告中提出的重要建议，1946年年中美国航空装备司令部（Air Materiel Command，AMC）和航空兵总部人员都在努力制定详细的计划。这些计划要么被拖延了很久才批准，要么根本就没有得到批准，不过这并没有降低该报告的价值和声誉。《美国空军科学顾问委员会：第一个二十年1946—1966》的作者托马斯·斯特姆（Thomas A. Sturm）写道：“其适时的出现、写作者们的完美声望、方法和表述的客观性和直接性，且最重要的是，它向所有美国人，包括平民和军人，所作的真诚而鼓舞人心的宣告，即共同承担维持美国空中优势的任务，使它获得了立刻且持久的成功。它成了美国航空研究和发展的磁石和试金石，是争论的最终仲裁者，是灵感和动力的主要来源。”《迈向新高度》因成为美国航空航天事业的第一份发展蓝图而载入史册，其中所提出的战略性发展规划和切实可行的技术途径，为美国航空航天事业在20世纪下半叶的飞速发展，直至成为世界第一军事强国，奠定了坚实的理论基础。戴世强指出，这份报告高屋建瓴、洞察全局、求真务实、详略有致，深思熟虑地对各领域未来发展趋势做了极有远见卓识的分析和预测，且其中绝大多数预测被后来的发展所证实，是国防工程调研报告的典范。其精神也适用于一般大型工程的调研和预测，特别是牢牢抓住技术科学这一主线用以指导工程实践理念，对于现今科学技术的规划和发展仍有极好的借鉴意义。

在这一阶段，除了为陆军航空兵撰写研究报告外，钱学森在空气动力学方面也完成了一篇重要的学术论文，即1945年4月17日与郭永怀合作完成的《可压缩流体二维无旋亚声速和超声速混合型流动和上临界马赫数》，于1946年5月发表于美国国家航空咨询委员会出版的技术报告上。为突破声障，实现高速飞行，研究跨声速流场是个重要课题，该论文是钱学森在跨声速流动理论研究中的经典文献。他与郭永怀在文中提出了“上临界马赫数”的重要概念，认为真正有实际意义的是上临界马赫数，而不是以前大家关注的下临界马赫数，这是空气动力学中的一个重大发现。[23]

在冯·卡门的麾下，当时的钱学森不断迈向科学事业的新高度，美国官方对他的嘉奖也接踵而至：

1945年钱学森被美国国防部及陆军航空兵颁予“二战和平勋章”及“国家服务优等勋章”。

1945年12月21日，美国陆军航空兵司令亨利·H·阿诺德签署嘉奖令，表彰钱学森在冲压式喷气机和火箭性能方面所做的卓越而完备的调研工作，以及在推进和核能领域作出的宝贵贡献。美国科学研究和发展办公室为他颁发了嘉奖证书，称钱学森“对第二次世界大战作出了卓有成效的贡献”。

1946年2月1日，美国陆军军械部称赞了钱学森在1939年9月至1945年9月间的杰出表现，称他为喷气推进实验室的发展贡献了专业知识。

1946年2月13日，美国陆军航空兵司令员亨利·H·阿诺德致函钱学森，肯定并感谢他为咨询团所做的贡献。信中说：我已经阅读了陆军航空兵科学咨询团的最终报告，对您为咨询团取得的成绩所作出的多方面的、极其宝贵的贡献，我要向您表示感谢。您的研究报告必将对陆军航空兵未来的研究项目规划提供巨大的帮助。

1967年美国专栏作家密尔顿·维奥斯特在《钱博士的苦茶》一文中评价钱学森：“在过去25年中，他被公认为世界上最具独创性的航空科学家之一。”“在第二次世界大战中，钱学森帮助远远落后于德国的完全原始的美国火箭事业转变到相对成熟的阶段。在帮助美国建造第一批成功的导弹后，他穿上军装，跟随盟军进入德国，研究希特勒的工程师们设计的令人生畏的空中武器。返回美国后，他成为为美国空军从螺旋桨式飞机转向喷气式飞机，并最终向遨游太空的无人航天器转变的长期发展规划的关键人物。钱学森的贡献，一次又一次地得到美国官方的表彰。钱学森是帮助美国成为世界第一流军事强国的科学家银河中一颗明亮的星。”“他是冯·卡门雄心壮志与事业的继承者。”[24]

回头来看，这一段特别的工作经历给钱学森带来了什么？一方面，正如上述的荣誉和评价所表明的，这段经历带来了美国官方与科学界对钱学森学术贡献与学界地位的肯定。钱学森在此期间的调查研究工作帮助美国发展了喷气推进技术，为美国对付德意日的侵略战争、发展航空事业起到了重要作用。在当时的美国，钱学森被认为是航空航天技术领域的权威，是对该领域的发展现况及前景了解得最深刻、最具远见卓识的科学技术专家之一。另一方面，钱学森本人也受益匪浅。这一段经历使他有机会和冯·卡门这样杰出的大师一起站在世界航空航天科学技术的最前沿，学会了从整个国家的高度，全面、长远、系统地思考全局性、战略性国防科学技术发展规划的思路和方法，并初步具备了处理各方面关系、对国防科学技术的研究和产品开发进行组织、实施和科学管理的才能。这使钱学森向着战略型科学家又迈进了一步，使他在1955年回到中国后成为唯一一个在国防高科技及发展战略方面具有全面且独特的经验和知识的科学家，从而不仅能够领导中国的导弹、卫星事业，而且对整个国防高科技工业的发展和布局也发挥了核心和关键作用。