Xiao-Le Deng

《他日归来:钱学森的求知岁月》的读书笔记

2021-06-03 08:00
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本页面的内容来自于: 他日归来:钱学森的求知岁月(科学家家国情怀丛书)-吕成冬

壹 家庭出身与教育

学校教育和家庭教育相辅相成,为钱学森提供了良好的读书氛围和成长空间。

第三章 中小学教育

钱永刚教授曾经总结说:“我爷爷是教育部第三司的一个科长,是专管中小学教育的,把他(钱学森)送到当时最好的幼儿园,最好的中小学,后来我父亲上了最好的大学,到美国上加州大学也是最好的学校。”

  • 1915年 北京女子高等师范学校附属蒙养园
  • 1917年 北京女子高等师范学校附属小学校
  • 1920年 北京高等师范学校附属国民学校高等小学校
  • 1923年 北京师范大学附属中学校初中部
  • 1926年 北京师范大学附属中学校高中部
  • 1929年 交通大学机械工程学院
  • 1934年 清华大学留美公费生
  • 1935年 美国麻省理工学院航空工程系
  • 1936年 美国加州理工学院航空系

钱学森晚年提出著名的“钱学森之问”时,重要参照就是自身的教育经历,尤为重要的是他在北京读书时的体验,因而他总结影响其一生的十七位老师时有八位来自中小学。可以说,中小学教育在整个教育过程中起着重要的基石作用。

注重学科发展的均衡

民国教育注重整体性,学校课程设置注重发展均衡,没有主课与副课之分。在当时的教育者看来,任何课程都有价值,且不分轻重。以钱学森就读的北京女子高等师范学校附属小学校为例,整个课程体系包括五个方面:

  • 符号科系(国文、国语、作文、英语、数学等)
  • 科学科系(历史、地理、观察、自然科、家事等)
  • 艺术科系(工艺、美术、习字、缝纫、烹饪、音乐、体育等)
  • 常识科系(公民、卫生、园艺等)
  • 特设科系(阅书法、讲演、表演、集会等)

学校还特别重视过程教育,倡导“视学习过程较学习结果尤为重要”。

学校授课注重循序渐进,根据学生特征因时授课、因材施教。为此,学校制定八项基本原则:

  • 一、须从心理的渐次引入论理的。
  • 二、须顾及个人和社会的需要。
  • 三、须备具进步和建设的性质。
  • 四、须注重升学预备并兼及生活预备。
  • 五、须适合两性发展的阶段。
  • 六、须使含有弹性规定最小的限度。
  • 七、须力除拥挤和重复的弊病。
  • 八、须顺应世界趋势以及保持固有的利点和矫正向来的缺陷。

钱学森就读的北京师范大学附属中学(简称北师大附中)在设计课程体系时,同样注重整体观和均衡发展。北师大附中实行“三三制”,即初中三年和高中三年,拾级而上,不仅设置必修课,同时设置选修课以满足学生的个性化需求。从下表可以看出钱学森初中三年和高中三年的基本学习概况。

注重课外阅读的积累

注重基础知识的夯实

“习题法”是非常有效的途径。但傅种孙还特别强调,学生要在反复练习的过程中学会找出事物的规律性。这种方法旨在将复杂问题简单化,且经此长期训练可以有效地提高逻辑思维能力,能够在处理复杂问题时迅速找到对策。显然,钱学森在此方面得到了有效训练,拥有超出常人的逻辑思维和抽象思维能力。这充分说明适当的“习题法”对于理解书本知识有一定的积极作用,

毫无疑问,这需要老师的耐心、热心和细心,通过不断反复“灌输式”讲解,不仅能够使学生提纲挈领地了解整个学科的知识体系,同时还能通过具体问题理解知识体系的构成与关联,从而构建起从宏观到微观的知识体系。

注重实践能力的培养

民国时期,实践课程是由小学至高中的必修课程,其目的在于培养学生的观察和动手能力,将课本知识与实践知识有效结合,既学以致用,又加深对课本知识的理解。

第四章 家庭教育

钱均夫大学时期专攻教育理论,又拥有二十多年教育救国的实践经验,既执教过大学和中学,又有教育行政机关的任职经历。他深刻地认识到要培养“完善的人”,学校教育之外的家庭教育不可或缺,家庭教育不是学校教育的补充,而是整个教育体系的重要组成部分。

广义的家庭教育集中体现在培养钱学森的人文气质和艺术兴趣,重在训练他的形象思维能力。

钱学森在晚年思考教育问题时,就直言不讳地说:“教授不但是科学家、工程师,而且同时又是文学家、诗人,这是中国知识分子的优良传统。惜当今的中青年中,这个传统已近消亡!”

狭义的家庭教育便是指具体的课外辅导。

钱均夫读书时就有良好的阅读习惯,还总结出一套行之有效的“三步读书法”,后来便将这套方法秘传给儿子。

每次阅读分三步:第一步初读,浏览书籍基本内容;第二步精读,将感兴趣的书籍从头至尾地读;第三步重点地读,即将书籍中的重要内容反复阅读且做读书笔记,并须将读书笔记交给父亲审阅。

贰 大学时期立志工科报国

钱学森高考时,“为复兴祖国所以决心学工科”。

第五章 在交通大学的求学生活

技术科学思想的核心是“科学理论与工程实际”的结合,可以理解为“科学家”和“工程师”的合一。

第六章 “钱学森之问”的思想起源

图书馆藏书量是衡量大学综合实力的重要指标。

敢于对教材内容提出异议。

此种精细读书是钱学森严谨学风的体现,是一位科学家应当具备的基本素养。

第十一章 从MIT硕士到CIT博士

与此同时,钱学森还特别注重科研规范的训练和学术诚信的养成,积极融入世界航空科学“学术共同体”,进而与共同体科学家之间保持“平等对话”。读博之际,钱学森最为得意的数学才华得以施展,冯·卡门为其制订严格的科学训练和博士论文计划。钱学森勤勉向上,挑灯夜读。舍友范绪箕说:“钱学森是个非常用功的人,他把时间几乎都花在读书上。”由此可见,钱学森从普通留学生成长为世界科学家是他艰辛付出的结果。

第十三章 受益终身的科研方法

掌握科学的研究方法是那些立志于以学术为事业者的“必备技能”。

这套科研方法可以概括为:“先博后约—以专致精—由精求通”。

先博后约:强化梳理学术史的能力

自近代科学发展以来,科学技术的发展呈现“叠加”趋势。因此当开展新的研究课题前,梳理前人的研究成果不仅必要,而且必须。学术史梳理既是开展研究的前提,同时也是向学界前辈“致敬”。

钱学森读博之际,特别注重和加强梳理学术史能力的训练。

这种研究方法是通过梳理和分析文献发现已有的研究成果和未被研究的领域。

做研究就是开拓已有的知识领域,攻克学术的前沿阵地,所以一定要知道科学的最新发展,了解别人的最新成果。因此我一有空就去学院图书馆的期刊开放陈列架,翻看最新的期刊,阅读别人的新论文,并从中得到启发。

这种方法既可避免重复研究,把握学术前沿,同时还能找到新的研究方向。钱学森在长期实践过程中逐渐掌握了“阅读”和“分析”的研究方法,尤其是“只看首尾,就能作出评价,判断好坏”,这是因为,“在一篇论文的前面,总是介绍问题的提出,以及说明处理的方法。在末尾,总是介绍所得出的结果和结论。因此根据我们以往对自然界规律的了解,就可以做出判断,行还是不行,合理还是不合理。” 毋庸置疑,这个方法的前提条件是对所处科学研究的历史和发展现状有足够和充分的了解。

以专致精:撰写高质量的学术论文

学术论文是科学研究能力的重要体现。

钱学森读博期间以“问题意识”为导向,在国际专业期刊上发表多篇高质量学术论文。

钱学森勤于笔耕,善于思考,通过撰写和发表高质量的学术论文,达到以专致精的目的。

钱学森在撰写博士论文的过程中分别用力,“逐个突击”,但他始终有一个纲总领,并且“能够用几条线把它们串起来”,最终按期完成预定计划。

The author expresses his gratitude to Dr. Th. von Kármán for suggesting the subject and for his kindly criticism during the course of the work.

由精求通:构建广博的科学知识体系

这种沙龙式学术报告会有助于他们了解学科发展前沿,并在彼此交流的过程中形成宽广的学术视野。

知识愈是广,掌握得愈深,经验愈多,在摸索过程中,就可以走‘捷径’,就可以更快地掌握机理,建立模型,所谓科学工作者水平的高低,就反映在这些地方。

钱学森在科学生涯中新意迭出,根源在于面对学术权威时敢于阐述自己的学术见解,充分发扬学术民主作风。

通过三年学术训练,以及掌握的“先博后约—以专致精—由精求通”科研方法,钱学森对“理论与实践结合”的价值有了更加深刻的体会,技术科学思想内涵及其方法论的雏形逐渐明晰起来。

肆 从青年学者到世界科学家

  • 1939年钱学森博士毕业后留校,成为加州理工学院青年学者。

1949年的一次工作报告,确立了他在世界空气动力学研究领域的学术带头人地位。这十年是钱学森科学事业的成长期,且通过科研和教学实践不断完善技术科学思想体系。

第十五章 加州理工学院的青年学者

他留校后充分利用加州理工学院的学术资源和科研平台,研究兴趣逐渐从空气动力学和薄壳理论,延伸到火箭技术、工程控制论和物理力学等领域。

毋庸置疑,导师在青年学者成长的过程中具有非常重要的作用。

读博期间,钱学森师承冯·卡门最重要的学术思想就是“理论必须真正解决实际中的关键问题”,即理论与实践结合。

钱学森博士毕业留校是他步入科学研究“体制化”道路的起点,是人生的一次重要转折。

冯·卡门推荐钱学森留校的一个客观原因,是他读博三年中表现出极强的科研能力和合作能力,尤其是钱学森的数学天赋帮助冯·卡门解决了大量复杂的数学计算问题。

但冯·卡门不是那种只让学生协助搞科研的学阀,而是真心培养学生,并给他们创造展示才华的机会。

这是钱学森博士毕业后,首次以青年学者身份在国际性学术会议上亮相。他为此做了长期准备,撰写学术报告《曲率对结构屈曲特性的影响》。当时,破坏载荷是应用弹性力学领域中最令人困惑的问题之一,钱学森在报告中通过理论计算,而非试验,就能对于确定破坏载荷的各种相互影响因素和破坏过程的机制给出正确的描述,从而解决理论与实践之间的巨大差别。这篇报告完全是钱学森出于学术兴趣的研究成果,所以他多年后总结这次科研经历时特别强调:“算是独立研究工作,是出了师。”

在他承担科研之时,仍笔耕不辍,将每年完成二至三篇论文作为定额目标。

第十八章 MIT历史上首位中国籍教授

钱学森赴美留学,用十二年时间完成了从“学生”到“教授”的身份转变。这背后是钱学森凭借自身努力,实现人生的不断“升级”。用他自己的话总结:“在美国学术界我算爬到顶了。”

第二十四章 钱学森的经济来源与生活支出

  • 1943年9月钱学森被聘为航空系助理教授
  • 1945年11月被聘为副教授
  • 1946年8月前往麻省理工学院航空系担任副教授
  • 翌年3月晋升教授。

When I reach China, I will do my best to help the Chinese people build a nation where they will get along with dignity and happiness.

第二十五章 钱学森的穿着与朋友圈

人靠衣装,并非仅仅强调外在装饰。内外兼修方为得体,透过穿着能够显露出一个人的内在品质和涵养。钱学森留美时期深受冯·卡门学派的影响,一年四季均以穿着正装为主,凸显青年学者的自信。

终章 时代与韶华

某种意义上,钱学森取得的科学成就是他作为一个中国科学家在世界科学舞台上“科学自信”的展示。

希望用自己的努力帮助中国人过上有尊严和幸福的生活。