6、“有幸附上敝人名字的理論”
二十世紀初，飛行理論的研究方興未艾，普朗特領(lǐng)導的研究團隊主要致力于研究飛行理論中的渦流問題，馮·卡門也對這一問題很好奇。
波音777的尾部渦流
一次，普朗特讓一名學生測量穩(wěn)定水流中圓柱表面各點的壓力，可無論如何，水流總會不停波動，測量的壓力難以穩(wěn)定。學生犯了難，向普朗特求助。普朗特回答得簡單干脆：“應(yīng)該是你用的圓棒太粗糙了吧！”
普朗特和他的流體實驗裝置（網(wǎng)絡(luò)圖）
學生回到實驗室后充分發(fā)揚了德國人的嚴謹勁兒，天天磨試棒?？僧斔⌒囊硪淼匕褲L圓的試棒放入水槽后，卻發(fā)現(xiàn)水流依舊波動不止。一個吃瓜群眾說：“是不是水槽不夠?qū)ΨQ？”于是，這位學生又開始天天磨水槽。馮·卡門看他每天都忙活得滿頭大汗，便問咋回事，學生搖搖頭：“還是老樣子，水一直波動?。 ?/p>
馮·卡門有些憋不住了：奇怪，難道水流的波動是必然的？回到辦公室，他立即嘗試采用數(shù)學方法解釋這一現(xiàn)象。水流過圓柱后會一分為二，形成兩股渦流，這兩股渦流有沒有可能完全對稱呢？馮·卡門很快根據(jù)水流運動的數(shù)學方程否定了這種可能性。他于是又假設(shè)兩股渦流是相間排列的，一番計算之后，竟然行得通！也就是說，水在流過圓柱體后，必然會產(chǎn)生兩列相互平行、自轉(zhuǎn)方向相反的漩渦，而且是相間排列的，就像街道兩邊的路燈一樣排列著向前流動。
卡門渦街示意圖（上）及衛(wèi)星拍攝的小島后的卡門渦街（下）（網(wǎng)絡(luò)圖）
困擾那位學生很久的難題，馮·卡門居然一個周末就搞定了，連他自己都有些驚訝。他興沖沖地將自己的新發(fā)現(xiàn)告訴了普朗特，普朗特畢竟是見過大風浪的前輩，對馮·卡門的重大發(fā)現(xiàn)表現(xiàn)得很淡定，他平靜地說：“好的，那就整理出來發(fā)表吧?！?/p>
1911年，馮·卡門的大作發(fā)表了，文章中的渦流理論后來被人們稱為“卡門渦街”，他也因此成為國際著名的空氣動力學家。
“卡門渦街”有啥用呢？簡單說，它是飛機、船舶、賽車設(shè)計的重要理論基礎(chǔ)，可以幫助人們知道如何采用流線型來最大限度地減少型面阻力。1940年發(fā)生的塔科馬海峽大橋坍塌事件中，“卡門渦街”也扮演了重要角色（詳情戳這里哦：塔科馬大橋坍塌，引發(fā)新學科誕生）。
匈牙利1992年發(fā)行的馮·卡門紀念郵票，背景圖案即是卡門渦街（網(wǎng)絡(luò)圖）
馮·卡門非常崇敬法國科學家龐加萊，后來他每每講到“卡門渦街”時，總要引用龐加萊上課時常說的一句話：“有幸附上敝人名字的這一理論……”
7、編外講師終于成了著名教授
馮·卡門只用了一個周末就收獲了“卡門渦街”這條大魚，高興肯定是難免的。當時他的興趣相當廣泛，除了研究流體運動外，還探索原子的奧秘。不過，雖然馮·卡門對固體結(jié)構(gòu)和原子結(jié)構(gòu)都提出了正確的假設(shè)，但他總是慢半拍，自己剛寫好文章，別人卻已經(jīng)發(fā)表了，因此從未釣到過那只叫“首創(chuàng)權(quán)”的大魚。馮·卡門有些無奈：好吧，我還是專心搞流體力學吧。
可是到了1912年，已經(jīng)做了四年編外講師的馮·卡門還是等不來正式任命的通知，哪還有心搞流體力學？慈母說：“孩子回家吧，家鄉(xiāng)一樣有工作?！眹栏傅溃骸安徊徊唬鲓W多，你還是要待在哥廷根，在那里才有前途?！瘪T·卡門左右為難之際，一個朋友告訴他匈牙利的一個礦業(yè)學院需要應(yīng)用力學教授，馮·卡門一聽到“教授”二字，立馬就收拾行李回國上任了。
馮·卡門的父母（加州理工學院官網(wǎng)）
然而，礦業(yè)學院實驗設(shè)備稀缺，根本滿足不了馮·卡門做研究的需要。沒多久，馮·卡門就失望地回到了哥廷根。克萊因十分欣賞馮·卡門，對他的遭遇很同情，后來在克萊因的幫助下，31歲的馮·卡門終于在德國當上了教授，只不過不是哥廷根大學，而是亞琛工學院。
亞琛工學院（現(xiàn)亞琛工業(yè)大學）一隅（網(wǎng)絡(luò)圖）
馮·卡門如愿當上了航空學教授，而且還是在亞琛工學院這樣的名校，他準備要大干一番。無奈一戰(zhàn)爆發(fā)，他被匈牙利召回，在炮兵部隊一待就是四年。幸運的是，由于馮·卡門熟悉航空學，入伍不久，上級就讓他從事軍需和技術(shù)方面的工作。四年間，馮·卡門一刻也沒停止鉆研，他研究彈道學、設(shè)計大炮、建設(shè)風洞、研制直升機，每天都忙得不亦樂乎。戰(zhàn)爭和政治上的混亂，讓馮·卡門更加深刻體會到：只有科學才是永恒，才是真愛?。?zhàn)后不久他便回到了朝思暮想的亞琛。
身穿匈牙利軍裝的馮·卡門（加州理工學院官網(wǎng)）
亞琛工學院常常會組織精彩的學術(shù)活動，馮·卡門幾乎全都參加，如今在力學界最著名的世界性大會——國際理論和應(yīng)用力學大會（早期名為國際力學會議），便是他在這一時期發(fā)起的。這一時期，他還擔任了亞琛空氣動力研究所所長，并首次闡釋了“湍流”的概念及理論基礎(chǔ)。不過，要說馮·卡門最熱愛的學術(shù)活動，則是給學生上課了。
馮·卡門（右三）在亞琛的合影（網(wǎng)絡(luò)圖）
當時德國的教授大多比較威嚴，和學生很疏遠，可馮·卡門不同，他父親是個非常喜歡和學生接觸的教育家，他也深受影響，經(jīng)常和學生們打成一片。馮·卡門雖已是公認的大科學家，卻從不擺架子，他總是穿著沾著粉筆灰的背心和滿是褶皺的褲子穿梭在學生間，學生也很喜歡他風趣的語言和透徹的講解，樂于和這位平易近人的青年教授交談。除了課堂和茶話會，馮·卡門更喜歡在酒館和學生們談天說地，他們一邊暢飲一邊暢談科學、家庭、戀愛和個人前途，氣氛平等而活躍。
亞琛工學院課堂上的馮·卡門（亞琛工業(yè)大學官網(wǎng)）
在科研和教學以外，馮·卡門還是個賺錢高手，幫企業(yè)做顧問讓他收入頗豐。一天，一位工廠主的機器一開動就強烈振動，眼看著機器可能會損壞，他便向馮·卡門求助，馮·卡門到工廠檢查了幾分鐘后就對工廠主說：“小事一樁，你把齒輪旋轉(zhuǎn)90度就好了?！惫S主照做后，機器果真不再振動，開心的他在看到馮·卡門開出的賬單后卻傻眼了，生氣地說：“你就說了一句話，怎么要這么多錢！”馮·卡門倒也干脆：“你把齒輪轉(zhuǎn)回去，我就撕掉賬單?！惫S主頓時無言以對。
馮·卡門乘飛機（網(wǎng)絡(luò)圖）
1929年的冬天，對德國的猶太人而言顯得格外寒冷，納粹日益猖獗的排猶活動，讓在亞琛工學院搞了16年航空研究的猶太人馮·卡門也感受到了影響。馮·卡門決定帶著家人前往美國，他最輝煌的時代即將開始了！
馮·卡門是如何幫助中國發(fā)展航空事業(yè)的？他的晚年又有哪些趣事呢？敬請關(guān)注《航空航天領(lǐng)域的“帶頭大哥”是怎樣煉成的（四）》。
參考資料：
[1] 馮·卡門,李·愛特生. 馮·卡門——航空與航天時代的科學奇才[M]. 曹開成,譯. 上海:上?？茖W技術(shù)出版社,1991.
[2] 趙國英,朱保如. 乘風扶搖——馮·卡門傳略[J]. 自然辯證法通訊,1980(3):61-70.
[3] W.R. Sears. Some recollections of Theodore von Kármán [J]. Journal of the Society for Industrial and Applied Mathematics, 1965,13(1):175-183.
[4] S. Goldstein. Theodore von Kármán 1881-1963 [J]. Biographical Memoirs of Fellows of the Royal Society, 1966(12):334-365.
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