科學五千年[ 8]

乘風扶搖九萬里──卡門與航空動力學

美國自立國以來，湧現出眾多的科學大師，各級政府部門和民間團體，曾頒發過無數科學獎章，然而，由美國總統代表國家親自頒發的科學勛章，卻還是頭一次。獲得這一崇高榮譽的就是現代航空大師西奧多．馮．卡門。

卡門投入科學研究初期，正是物理學的革命時期。放射性的發現揭開了原子奧秘的幃幕。卡門雖然也獨立地研究、完成了包括「晶格固體結構」及原子結構的正確設想等重大課題，但沒有獲得「首創權」。此後，卡門便把全部精力投入到流體力學研究中去。

當流體經過一個障礙物，會在它後面留下兩排交叉的渦旋，這一現象早已為人們所知但是，卡門第一次從理論角度闡明了這一現象的實質。由於這排交叉的渦旋好像是大街兩旁的兩排街燈，於是人們把這一現象叫做「卡門渦街」。

在人類的建築史上，忽視「卡門渦街」的作用，曾發生過一起驚心動魄的事件。事情是這樣的：在美國西雅圖附近有一座橫跨塔科馬海峽的大橋，它是一位著名建築師設計的「藝術傑作」。

1940年11月7日，8級狂風大作，在強烈的「卡門渦街」的作用下，大橋發生了急劇的扭曲、振動，結果在不到一個小時內，崩塌殆盡。人們最終意識到建築設計必須考慮「卡門渦街」的效應，因為一切建物都處於空氣這一流體之中，風速過快時都會產生「卡門渦街」。

即使在舊中國，十分脆弱的中國航空事業，也得益於卡門的指點。1929年，卡門路經中國，建議在清華大學開設航空課程。抗戰爆發後，清華大學創辦航空系，卡門派他的養子、航空技術專家沃發道年來華擔任該系的科學顧問。

卡門對中國的良好祝願，終於在大陸上變成了現實。「解放」後，中國大陸人民自己設計、製造了飛機，組建了一支空軍，還用大推力火箭把人造衛星射入太空。

卡門在漫長的科學生涯中，對流體力學、空氣動力學尤其是以此為基礎的航空技術，貢獻卓著。他不僅是宇航工業技術的研製者，更是國際航太事業的組織者。他把燃燒化學與流體力學結合起來，奠定了現代燃燒理論的基礎。他真是現代科學技術燦爛星河中一顆最明亮的星座。