夜读钱学森之问有感

 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　郭俊克

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　2021年12月11日 

　　半夜醒来，看了下手机，读到黄波转发的钱学森之问。钱学森谈到了他在加州理工学院学习时的经历。在这里，我给大家讲三个发生在加州理工学院的故事。 

　　第一，现代泥沙运动力学起源于加州理工学院。上世纪30年代时，那儿有个“四人帮”集团，头头是Hunter Rouse, 他和 von Karman 一样都是Prandtl 的学生。von Karman 将Prandtl 那一套应用于航空，成为现代空气动力学的创始人；Hunter Rouse 将Prandtl 的那一套应用于水力学，成了现代水力学的创始人。很快，小爱因斯坦也加入了Rouse 的团队。另两位是Ippen 和 Vannoni。他们俩是学生，主要任务是做试验。这四人在加州理工学院一起建立了现代泥沙运动力学的体系。 

　　第二，边界层流动的对数定律是Prandtl and von Karman 在德国提出的。但对数定律完全可以从量纲分析和函数方程导出，不需要任何模型。这个工作是当时加州理工学院的院长Millikan 做出的。1956年，加州理工学院的Cole 教授在对数定律的基础上，又加了个wake law。2020年，老郭把对称性和反对称性应用于边界层流动，提出了second log-wake law. 这一系列的文章有三篇。第三篇马上就会发表在美国土木工程学会的 Journal of Cold Regions Engineering. 

　　说到院长Millikan 了，就也说说大家熟悉的Shields。1936年，Shields 在德国拿到博士后，跑到加州理工学院找到院长想在航空系找一份工作。Millikan 告诉他没位置。当时，泥沙四人帮正在翻译Shields的泥沙起动曲线，也正在找Shields, 他们以为Shields是德国人。直到1974年，Hunter Rouse 才找到Shields, 才知道他是位美国人，还到加州理工学院找过工作。其实航空大楼到泥沙楼只有100米远。可惜，Shields 就这样和泥沙研究失之交臂。1974年在他去世前的两个月，他突然才知道自己是位著名的泥沙专家。他立马就泪奔了；真的是那种“泪飞顿作倾盆雨”。这泪水不知是高兴还是悲伤，反正酸甜苦辣和在一起。高兴，当然了；他每天晚上都把Rouse 送他的他自己的博士论文英译本放在枕头下，翻了一遍又一遍。悲伤吗？不能提，一提就泪如泉涌。想起当年在德国念书时，老师对他的刁难，想想他花两个月的时间徒步从东海岸走到西海岸，Millikan 几句话就把他打发走，也没有告诉他泥沙楼那儿也有几个人在做流体研究。他想一回，流一回泪；对自己说：别想了，唱歌。结果，唱的是30年代他一边读博士，一边在码头当搬运工时的情景，…  是啊，英雄无用武之地，能不委屈嘛？（同学们，找不到工作，别难受。Shields 也找不到。）不过，Shields 后来是位成功的机械设计师，有200多项专利，赚了不少钱。（注：Shields 是第一个把量纲分析用于水力学的人。当时没有几个人欣赏量纲分析的方法。所以他的博士论文得了个C, 刚及格。也就是说，送你一个博士，快走吧！）

 　　钱学森母校的故事说完了，咱回到钱学森之问。钱先生说：创新的思想往往都是从形象思维开始，从大跨度的联想中得到启迪，然后再用严密的逻辑加以验证。老郭今年发表的广义推移质输沙函数和广义单位线法，就是这个创新方法的实际例子，都是从疫情曲线得到启发的。

 　　最后，老郭走上科学研究这条路也和钱先生有关。小时候，家里有各种期刊，其中有“人民画报”。1956 或 1957年的一期封面上，有钱学森坐在椅子上的照片。我一直以为那是毛主席。我哥告诉我那是钱学森，才慢慢知道了他的不少故事。后来学习水力学，又知道了对数流速分布定律是钱学森的老师von Karman 的贡献。正好这个公式不完善，为了和von Karman, 钱学森沾上边，从此，花了不少精力完善对数流速分布定律。这才有了第二对数尾流定律（the second log-wake law).