留洋记

陈耀松

2003/5/12

改革开放，国家决定选一批教员到西方80年代前，研究力学就是为了‘两弹’，流体力学的人都选‘高速空气动力学’，舍此力学又有何用？。开放后，知道得多了，开发海洋需要波动力学。我接受一批老学者的建议，从‘高速空气动力学’转向‘海洋波动力学’。当时有一批短期出国访问的学者先期回来道出国外科研‘先进’的核心在于应用计算机。于是，我留学的目标就是‘应用计算机’‘搞海洋波动’，最后联系到麻省理工学院Parsons实验室。到MIT访问并不容易，能联系成功完全靠梅强中教授的帮忙。梅在国际海洋波动学术界的地位数一数二，以前曾访问过北大, 是他做了很大的努力为我争取到那张‘办公桌’（到MIT访问，一要认为你够‘格’，二要有办公空间。我的资格靠北大的招牌，办公桌就由不得我了）。梅对波动研究娴熟，他的‘摄动’技巧高人一等，外语当然不必说了。他是MIT的教授，不是普通教授（以后选为美国工程院士），跟他学没有错（他比我年轻多多）。在他安排下，我检查他学生的论文，推导他建议的波动公式。在我主动要求下，他为我安排了实验。凡是国内没有的，我都要求学，要求做。梅不但自己为我安排，还请他的好友 Merville教授接受我参加他学生的实验。在MIT一年让我开了眼界，我虽不如他们，但对‘国际水平’已略有所知，这是自己实践中揣摩得知，不是靠‘汇报’，自信可靠。临近年终，我按出国前教务长的吩咐‘不要待在一个地方不动，要多走多跑多看’。要跑，按我的经济实力只能坐灰狗。从纽约开始，往南到马里兰，到华盛顿，一路走访，最后到了Virgenia的Old Dominia。再要向前已不可能，没有钱了。教务长给了我政策，而‘忘了’给钱了。我唯一的经费来源就靠生活结余，只能到此为止。于是我便回头往北直奔Cornell。在Virgenia上车时为了省钱，事先在超市买好一个蛋糕作晚餐，不贵，分量还不轻。灰狗到纽约几乎八个小时，该用晚饭了。打开我的‘晚饭’，眼前是一团生面，用作焙陪烤蛋糕的原料，没法吃，只好再掏一份晚饭钱买一个面包充饥。到了纽约打听Itheca ，美国老很热情，就是不知道纽约有个Itheca（Cornell U.），故而，一再问我是不是Utica。Utica比Itheca要大，也属纽约州，但与学术无关。以后别人告诉我，一般美国人不知道什么‘MIT’，不像在中国，人人知道‘北大、清华’。找到售票处，看到有十几个‘灰狗’工人打着小旗在转圈。问后才知是灰狗罢工了，看来我只好去退票。听说我要退票，他们显得很兴奋，高声呼叫‘有人来退票了’。到了退票处，售票员劝我不要退，说‘班车照样开’‘这次是半价，难得便宜’。想去Cornell只能坐‘灰狗’，我没有钱在纽约再等，只好‘冒险’了。记得上车时售票员专门带领乘客（全部仅五人）到一个‘特殊’的地方上车，然后从院子后门开出。车子穿过几条马路快到一个路口，司机要大家‘趴下’。我们就这样冲出‘封锁线’到了纽约郊外，等司机宣布‘平安无事’，于是大家才敢直起腰来享受靠背椅。Itheca是一个小镇，早先只有两万人，现在大了，也只五万，主要是Cornell大学的师生，到是名副其实的‘大学城（镇）’。学校在一台地上，比周围要高。环绕台地有一小溪，像是护城河。住在镇上房价便宜，多数访问学者都在外住民房，所以每天要过桥，爬坡。乡间学校独有的自然环境吸引师生不时跑到室外来读书。与它相比，北大的‘秀美’犹如一个盆景，在盆外就没有风景了，而靠近Cornell则是有名的‘指形’湖。这次接待我的是刘立方教授和沈申甫教授。沈是国内熟悉的老教授，刘是台大毕业到美国攻‘波动’的年轻教授，当时，在波动学术界已小有名气（在我访问后不久，他便晋升为工学院副院长了）。他们陪我看了正在兴建的波动实验槽，正在按人指令动作的机器人。到晚上，不在家宴便赴小镇，最好的餐馆当然是中国餐馆。但我还不满足，一定要看看他们的击波管。

59年底我从‘第五研究院’调回北大，曾积极主张发展孙天风教授领导的击波管风洞实验技术。国际上这项技术最先进的首推Connell大学，我们用的资料多数是她们发表的研究报告。所以这次一定要亲眼看看模仿对像的‘庐山真面目’。在我一再要求下主人为我打开了仓库，眼前是一大堆曾经用作击波管管身的钢管--看来它已是因过时退役而被拆散备作它用的管材了。眼前的事实使我感到科技在发展，不得抱着‘老东西’指望靠它吃几辈子。

这段周游尚有一件心得。先期到马里兰大学访问的浙大老友任安禄亦为安排好访问大学的计划，首先拜访老教授柏实义。柏是周培源一代的老前辈，著有大量流体力学书籍，是马里兰大学的‘荣誉退休教授’。拜见柏老本是尽一份礼节，不敢有所劳驾，但柏老坚持亲自陪同。先到航空系，再横穿大校园来到他的物理与力学研究所（Institute for Physical Science and Technology），观看了Feller教授为我演示的海洋动力学实验，所用的设备仅仅是一个硫酸瓶（相当于如今的纯净水瓶）。装上半瓶水，用手摇起来，一个海洋动力学的实验便开始了。教授唯一用到的测量仪器就是一架古老的照相机，只不过牌子好一点，记得是Contex。参观后，教授赠送他根据这一实验撰写并已在《国际地球物理学报》发表的论文。这样的‘设备’我家里就有。我多次为地球系开讲‘流体力学’课，亦懂得一点海洋动力学，但就是做不出这样水平的实验来。问题在哪里？就在于没有‘构思’，就是钱学森先生所说的‘巧妙设计’。在产品上‘巧妙设计’可以引进，而在科研上却不能。你可以将Wilson的‘云雾室’重复出来，甚至做得比他好，但诺贝尔奖仍然没有你的份，因为‘云雾室’的构思不属于你。不久，我便到CIT做研究。一报到我就马上要求观看曾发现‘湍流拟序结构’的实验设备。作出如此重大发现的设备竟如此之小！它的试验段断面仅10cm见方。这个事例再一次表明‘功劳归于构思’。

回到波士顿已近年终，老丁已先我一步离别波士顿去西部访问了。我们俩年龄相差不多，做起事来他要老道得多，我拿不定主意时就找他商量。当然我也有‘强项’- 腿劲大，跑得快。我们总是择优而用，手脚分工：炒菜有他的妙手，采购就是我的快腿了。有时炒菜要葱要姜，因为说话有先后，葱字一出口我的腿就启动了，姜只好等下一轮了。他先走也好，等我到旧金山时好有人来接呀！至于在波士顿就只剩打铺盖和向老梅告别两件事儿，自己能应付。

在波士顿一年对这类国际一流大学如何搞科研略有所知。MIT总是走在别人前面，别家水力学实验室还在‘大兴土木’研究河工而它Parsons Lab 却已转向波动和瞬态过程。与他们比成果，当然不如。问原因，要说是‘钱多’，那真是‘废话’。不过有两点是明显的：1。钱的流向比较民主，它按市场法则‘按需要’择优而‘流’。不论是MIT或是哈佛，淘汰‘没商量’。这些学校都有300年以上的历史。以前第一流，现在仍然第一流靠的就是不断自我刷新。学术内容改了，但沿学院招牌依旧，没有改“大学",甚至“近代科技大学"(美国的王牌第一骑兵师，如今除了队标中的马头以外，连一条马腿也见不到了，装备的全是现代化的装甲车和直升机，但它仍然是“骑兵"). 如果更新的动力仅仅来自‘政治’需要，口号实现不了就靠‘强心针’，那是成不了‘常青藤’的；2。总的态势是稳定+渐变。尽管遭淘汰对个人、或是小组是聚变，但学校的大环境总是稳定的。相比在我们，太多的政治运动，它经常是按一时的口号进行大淘汰，许多业务骨干被淘汰。运动过后又来‘落实政策’，淘汰一概不算，也就是说该淘汰的也不淘汰，以免影响政策落实。在这样一个动荡的环境中业务尖子的如何进行业务 ‘积累’。尽管有平反作善后，业务上仅留昔日黄花，政治环境‘光复’得再好，黄金时刻已逝，天才终难回天！多次政治运动使学校背上一个人员大包袱，或者是政治上小心谨慎，甚至运动一来总是‘左派’而在业务上庸庸碌碌的人物；再就是一大批曾是‘白专’犯过‘错误’的人物，后者只能靠落实政策的‘恩施’在高等学府‘颐养天年’。这两个群体都不可能为‘创建世界一流’再作贡献，而吸走国家资金却不在少。

尽管MIT是第一流的，梅是第一流的（据说在国际波动学术界他排名第二），但在波士顿我没有遇见自己心目中的偶像，像G.I.Taylor或是 v. Neumann这样的大师。相反，老梅尽管摄动分析技巧高超，但对当时已经十分普遍的数值模拟分析不愿一顾。 他将摄动方法看作是绝对的，不愿承认数值计算的地位，以至上当受骗而不自知。

在Parsons实验室，结识了一位台湾来学环保的研究生吴先琪，以后又在他家结识了他夫人曾华壁以及他们家的小公主。当时我对‘环保’没有一个概念，同在一个实验室却没有共同的语言，只是感到他以及他一家有中国人亲近感。在此以前，来往的只限大陆的‘访问学者’，大家不是忙着 ‘抢学’，便是忙于‘抢购（三大件）’，私下来往甚少。他却不同，每个星期天必然开车来接我，或是外出郊游，或在他家中品尝火锅海鲜，让你感到在这地球的另一端仍有亲人在。回想在大陆数十年的‘革命’，六亲不敢认。记得在文化大革命期间来了一个工作队，内中有我的一位亲戚。当在校园路上相遇他要与我打招呼时，我急忙摆手，装作不认得。吴先琪以及他一家的热情让我又回到‘旧中国’。回国后，我一直希望在国内回请，但总没有机会。仅仅一次曾华壁从友谊宾馆来电话，我与马瑜匆匆赶去，在大堂叙旧片刻，因为她的一切安排已定，无法接受我们的邀请了。此后，曾有一次决定去台湾参加学术会议，先琪一家亦已根据会议日程安排我去他老家花莲山游玩。只是不巧，炮声一响，会议取消，我们的台湾见就此泡了汤。

回波士顿先告别老梅，再打好铺盖由先琪开车送我到机场。离起飞还有一刻钟，老梅匆匆赶来送我。在学术界，梅的高傲出了名，在待人接物上还是一个老派中国人。

飞机在芝加哥一转就到了旧金山，老丁请了一位在购车上‘先走一步’的访问学者已在那里等了。左转右拐搞不清东南西北，反正车过海湾大桥，该是伯克利不会错了。给我安排在离大学两个街区的公房，到伯克利大学很近。经老丁介绍认识了北大来的小老乡袁明，在她陪同下校园倒是走了个遍，在钟楼广场还听她细说那位下雨天也站在那儿的怪人的故事。只是她学文，我不通， ‘说理’她又不通，除了眼前看到怪事外再没有共同的话题了。我很想看看实验室，她一个也说不上来，没指望。前面是校内班车站，牌子上写着直达Livermore实验室。心里‘痒痒’，很想去，终因怕被当作特务抓没敢上。总之，在伯克利没有‘玩’痛快，发现有到Stanford大学的直达车就提前开路。这不但省钱，还不会搞错，因为我的亲戚就住在它边上呀！汽车总站就在Stanford大学，少不了‘拜访’，只是想参观实验室不能，老亲戚也只会陪我在校园内打转。最后还是听他安排，再回旧金山，看名胜‘古’绩，无非金门大桥，渔人码头，唐人街等。亲自造访了这些照片上常见的地方，回国可以给家里人讲讲‘亲历记’了。几位小亲戚是第一次见面，周末节目周五下午就起动，到这家，到哪家，就是拜访各式中国餐馆，几乎吃个遍。不知是味精太重还是别的原因，很快就‘倒了胃口’，只是怕几位小亲戚误解，不敢说。熬过这一周的‘探亲假’，我赶在放假前去洛杉矶到加州理工学院访问。

一过十二月十五，凡能自己安排工作的师生都自行回家过年的了。大陆来的学生、学者无家可归就凑在一起包饺子，逛近郊的名胜。班萨迪纳(Pasadena)是个小镇，它在国际上出名首先是因为镇上有一个“小学校”，她叫“加州理工学院(Caltech)”。国内著名的科技学者，如周培源、钱学森、谈家桢等均出自这个学校。学校很小，学生不过一千五六百，半数以上是研究生，但学术地位很高，获诺贝尔奖者很多。但对美国人来说小镇有名还是因为每逢年初一二必在此举行玫瑰花大游行和玫瑰花金杯足球赛。前者电台报道很多，我已无新闻奉告。 后者实是美国大学东西部足球王队的对抗赛。论“脚力”，这样的比赛永远也不回有“加州理工学院队”的份，可是曾经有两次，不但他们“有份”，而且“大胜麻省理工学院队”。

早先的“先进”显示技术是由每一观众翻动彩色纸牌，最后组成广告画，显示比分。那年广告上显示的正是加州理工学院队与麻省理工学院队对抗赛，最后前者大胜后者。其实，这是加州理工学院学生的“恶作剧”，这样的恶作剧靠的是学生的智商。它违法，警察局要来查“嫌疑犯”，学校领导总能找到理由为学生开脱。1984年改用电子控制显示的大屏幕，那年加州理工学院又一次“大胜”麻省理工学院。据说，学生为此秘密奋斗了半年。

美国大学新生入学后都会有一天遭恶作剧的“攻击”的传统(所谓"toss”)。在加州理工学院“恶作剧”的特点是斗智。有那么一次，早上，老生在房门口为新生留下一个条子“请打开房门，享用为你准备的美食”后离校，只等新生“上考场”了。下午回来，不但门已打开，美食被扫光，而且房内还挤进一辆发动机在达达作响的“甲壳虫”汽车。这是新生反考老生，看你是否有本事将汽车弄出屋去?在这里，人们津津乐道这些故事，尽管有的做法有点违法，但加州理工学院的人都以此为荣。不信，请看陈列在学生宿舍区的一门大炮，那是学生从附近军校偷来的“战利品”。

我来CIT访问当然是慕其名。不是‘公派’，没有‘月规钱’，能访问完全是吴耀祖教授的安排，用他课题的钱。吴是船舶流体力学方面的国际权威，是梅的老师，老一代的人。与我的关系不仅限于‘中国情’，国内力学界比我年长一点的多数与他在CIT同过学同过事，所以还多一番业务上的情结，我之转向波动也有他的影响在。

CIT与MIT不一样，不只是因为它‘小’，人与人之间有一种亲近感。在MIT各人搞各人的，你可以明显感到人间竞争的压力，而在CIT像是大家联合起来与天斗。在CIT我可以自由地‘东张西望’，各个实验室都可以去看。据说JPL实验室例外，‘洋人’免进，后来弄清楚JPL有两个，一大一小。大的不在校区内，确是‘谢绝参观’，而小的在校区内，‘欢迎参观’，不过我还是请吴教授陪我去。印象最深的是见到一位年迈的教授，老态龙钟，动作迟缓。他已非常老，根本什么事也做不了了，但他还是坐在那里尽他‘终身教授’之职。这些老科学家，离开实验室就没法活，只要有一口气就要来‘上班’。听说我自中国来，他兴奋无比，一再给我讲当年钱学森在此当实验室主任的故事。他很高兴告诉我说他的办公室就是当年钱的办公室。很遗憾，我虽进了JPL，却没有看到他们的实验，别说‘新鲜’玩意儿了，也许出于保密，没有让我看。

吴的科研组不大，就七八个人。记得每逢星期二上午，组内人员聚在一起汇报和讨论各人的研究课题。一位原学生物的博士后慕名来跟吴作研究，研究鱼的推进机制。他们的方法是顺着游动方向将鱼尾‘切’成片，各片单用机翼理论，然后机翼机翼积分得到整个鱼尾上的力。这显然是‘二维理论’，何不直接采用三维机翼理论？我原是搞飞机的，飞机计算随手攒来，将机翼的边界条件改成动的不就成了‘鱼’。我化一周时间算完，因为他们没有采用，我就将程序送给一位日本留学生。这么复杂的一个题目程序仅四页。这位日本朋友一再问‘是否全部？’，答‘全部’，就这样反复问-答了几次。

{四月我回国，与马瑜讨论了这个题，由她计算并写成论文到《水动力学研究与进展》发表。就是这篇不起眼的小文章却为今后带来完全意外的效益。论文为武汉两位老师所注意，用它研究‘蹼泳’，指导训练，得到空前的成绩：

80年代末90年代初以来，课题组科研人员依据北京大学力学系的非定常计算方法，对不同形状的蹼泳板进行了数值模拟，计算了不同的蹼频、蹼幅和运动方式对蹼泳板性能的影响。通过以上的研究，为教练员正确认识蹼泳运动技术打下了理论基础，也为教练员、运动员正确的训练和比赛打下了基础，为我国运动员根据自身身体素质确定合适的运动技术风格提供了重要的依据。这段时间我国的蹼泳运动所向无敌，夺得了100多项世界冠军，打破了一批又一批的世界纪录，称霸世界蹼坛10余年．由于优异的成绩，90年代中后期我国基本上停止了蹼泳板性能的研究。在2000年第四届世界锦标赛上俄罗斯由于蹼泳板的改进10年来首次战胜中国队，夺得了12枚金牌，而中国仅夺得了9枚金牌．2001年世界体育大会上在蹼泳10个项目的比赛中，中国队仅夺得了其中的1枚金牌，俄罗斯夺得了其中的8枚金牌，中国队落入历史上的最低谷．

为了改变这种状况，组成了由武汉体育学院、武汉理工大学，湛江潜水运动学校等单位的科研人员和教练员共同组成的攻关组，研制新型的蹼泳板．课题组研制了蹼泳板运动仿真模拟没备，依据数值模拟计算结果，在循环水槽中对不同类型的蹼泳板进行了大量的测试，为试制蹼泳板提供了依据．依据这些成果，教练员在科研人员的指导下，针对不同运动员的身体特点，在蹼泳板的选材，制作方式进行了反复的试制．同时根据蹼泳板的水动力性能，对运动技术进行了不断地完善．经过一段时间的集训，运动水平有了较大的提高．2002年在全国体育大会上打破了3项世界纪录，在2002年9月举行的第11届蹼泳世界锦标赛上打破了1项世界纪录，夺得13枚金牌和8枚银牌，再一次战胜了俄罗斯队，仅用了1年时间重新世界蹼坛．

……………….

CIT的应用数学也颇有名，一天讨论班有两位大教授主讲。我得去，听不懂至少也看看大教授长得什么样。况且系主任Saffman讲的是‘指形流动’，正是我已安排国内研究生在做的题，也许自己能听懂。听了觉得Saffman的方法太繁，何不用更简单的方法。但自知英语不行，不敢开口，只在会后跟吴说了我的看法。吴立刻反应是‘哪有那么简单，这个题人家都做了24年了（这也是Saffman自己做学生时的毕业论文题）’。

回国后在JFM见到Saffman一篇关于强非线性波演变计算的论文，又有同感。于是，便将自己的想法写成论文在《力学学报》发表。碰巧被Saffman的老师Lighthill（在国际力学界公认为第一号人物，他有爵士头衔(Sir)。在英国他因科技成就突出被皇家封为爵士，像牛顿那样）看到了，在他在给《力学学报》主编的信中专门夸奖了这一论文：…

Volume 8 also has several excellent papers on fluid motions - ….

I do recognize great merit in some of these papers; the clever method for picking up transient surface waves in a fully nonlinear computation

(pp24-28),…

Sir James Lighthill

(19 August 1993)

临近春末，快要结束这次访问时迎来我的小师妹周如令。她的导师作为著名学者受邀来CIT短期讲学，而她，在我看，是‘沾光’旅游来的。记得同去迪斯尼乐园游玩时转眼她就不见了，大家苦找，最后在‘动物车厢’的笼子（为孩子们准备的）里找到。周如令的论文需要计算，计算我熟，帮了一点忙，她非邀请我上法国餐馆。上餐馆，导师作陪客，当我品尝第二口时咬到一块小煤渣。如令十分兴奋，这下 ‘敲竹杠有理’了。最后由导师开口，等女掌柜的过来他说“我们有一点小小的‘抱怨’…”。老板看见盘子里有煤渣，连声道歉，可是唯一的‘补偿’是这一盆餐不算钱，根本没有考虑我们的‘精神损失’，这让如令大为失望。不过，在我多少还是有所得的，因为在发现煤渣时，我的第一口法国大餐已经下肚了（老板没有要我吐出来）。

加州气候比东部要好，在洛杉矶即便在冬天，中午时刻偶尔还有洋人光着膀子接受‘日光浴’。据说在夏天，汽车废气会在天上形成一个‘锅盖’，让人透不过气来。幸好我马上要走，这番罪可以免了。

四月五号吴耀祖、朱家鲲两位教授亲自开车送我到机场。看来吴先生经常自己动手，一到机场就熟练地从车后取出搬运行李用的小车，将我送到检票处。这些教授尽管学术地位无比，在待人接物上却毫无架子。

回到北京，正值春暖花开，该是我‘洋为中用’的时刻了。

刊于2003年7月2日《中华读书报（光明日报）》