上海交通大学：《大学使命与大学文化》课程教学资源（讲稿）钱学森技术科学思想及其实践（姜玉平）

上游充通大学 SHANGHAI JIAO TONG UNIVERSITY 钱学森技术科学思想及其实践 姜玉平 上海交通大学校史博物馆 二○一五年五月

钱学森技术科学思想及其实践 姜玉平 上海交通大学校史博物馆 二O一五年五月

上游充通大￥ SHANGHAI JIAO TONG UNIVERSITY 提纲 一、引言 二、哥廷根学派与应用力学的兴起 三、钱学森在技术科学领域的杰出成就 四、钱学森对技术科学思想的总结与提炼 五、钱学森与新中国科学技术事业 六、工程科学思想在导弹、火箭领域的体现 七、结语

提 纲 一、引言 二、哥廷根学派与应用力学的兴起 三、钱学森在技术科学领域的杰出成就 四、钱学森对技术科学思想的总结与提炼 五、钱学森与新中国科学技术事业 六、工程科学思想在导弹、火箭领域的体现 七、结语

上游充通大学 SHANGHAI JIAO TONG UNIVERSITY 一、引言 钱学森是科学家还是工程师？ (一)“导弹之父”、“航天之父” 工程师：钱永健说钱学森当初是个quite a famous engineer! (二)钱学森是工程科学家（技术科学家) (1)科学技术的三个层次 自然科学(natural science) 科学家 工程科学(engineering science) 工程科学家 工程技术(technology) 工程师 (2)钱学森研究过的主要领域 航空工程、流体力学、固体力学、喷气推进、核动力工程、工程 控制论、物理力学、航天工程、运筹学、航天系统工程、系统科学 (3)工程科学→航天与科研系统工程→系统科学与科学技术体系 结构

一、引言 钱学森是科学家还是工程师？ （一） “导弹之父”、“航天之父” 工程师：钱永健说钱学森当初是个 quite a famous engineer ! （二）钱学森是工程科学家（技术科学家） （1）科学技术的三个层次 自然科学（natural science） 科学家 工程科学（engineering science） 工程科学家 工程技术（technology） 工程师 （2）钱学森研究过的主要领域 航空工程、流体力学、固体力学、喷气推进、核动力工程、工程 控制论、物理力学、 航天工程、运筹学、航天系统工程、系统科学 （3）工程科学→航天与科研系统工程→系统科学与科学技术体系 结构

上游充通大学 SHANGHAI JIAO TONG UNIVERSITY 二、哥廷根学派与应用力学的兴起 (一)近代科学、工程技术发展概况 基础科学 工程技术 工程科学（19世纪末20世纪初诞生) (二)哥廷根应用力学学派与应用力学的兴起 哥廷根大学的理论与实际结合传统（数学家高斯开创） 克莱因 普朗特 冯卡门

二、哥廷根学派与应用力学的兴起 （一）近代科学、工程技术发展概况 基础科学 工程技术 工程科学（19世纪末20世纪初诞生） （二）哥廷根应用力学学派与应用力学的兴起 哥廷根大学的理论与实际结合传统（数学家高斯开创） 克莱因 普朗特 冯·卡门

上游充通大￥ SHANGHAI JIAO TONG UNIVERSITY 菲利克斯·克莱因 1893年美国芝加哥世博会 (Felix Christian Klein,1849-1925) 哥廷根数学学派的创立者和主将， “有着一对明亮的富有洞察力的眼睛， 他总是信心百倍，这是一位伟大的思 想家，又是一位勇敢的、孜孜不倦 的、有着鼓舞力量的组织家

1893年美国芝加哥世博会 菲利克斯·克莱因 （Felix Christian Klein,1849－1925） 哥廷根数学学派的创立者和主将， “有着一对明亮的富有洞察力的眼睛， 他总是信心百倍，这是一位伟大的思 想家，又是一位勇敢的、孜孜不倦 的、有着鼓舞力量的组织家”

上游充通大￥ SHANGHAI JIAO TONG UNIVERSITY 1893年，克莱因访问过美国。期间，他参观了芝加哥博览会，去 过麻省理工学院，该校注重实用的教学内容给他留下了深刻的印象。 他发现，美国正从一个资源丰富的后进国家发展成为一个新兴的工 业国家，可以不受资源条件的限制，觉得资源短缺的德国工业的发 展必须依靠科学技术的指导，才能与美国进行竞争。此外，他还发 现美国“许多大学和科学研究组织都是由私人的基金来开办的，行 政独立”。这给克莱因印象很深，“决定试用美国的方法并和德国 实业界的代表们建立联系” 这次访问的结果，用冯卡门的话来说，“他所认识到的如今已 成为很寻常的事情，这就是与拥有大量丰富资源的美国技术竞争， 欧洲的工业只有在生产效率和节省材料上取得优势才能生存下来。 而要让这种优势成为可能，只有在化学、物理学、力学和数学的帮 助下尽可能地提升工艺流程的精确性和重要计算的精确度

1893年,克莱因访问过美国。期间，他参观了芝加哥博览会，去 过麻省理工学院，该校注重实用的教学内容给他留下了深刻的印象。 他发现，美国正从一个资源丰富的后进国家发展成为一个新兴的工 业国家，可以不受资源条件的限制，觉得资源短缺的德国工业的发 展必须依靠科学技术的指导，才能与美国进行竞争。此外，他还发 现美国“许多大学和科学研究组织都是由私人的基金来开办的，行 政独立”。这给克莱因印象很深，“决定试用美国的方法并和德国 实业界的代表们建立联系” 。 这次访问的结果，用冯·卡门的话来说，“他所认识到的如今已 成为很寻常的事情，这就是与拥有大量丰富资源的美国技术竞争， 欧洲的工业只有在生产效率和节省材料上取得优势才能生存下来。 而要让这种优势成为可能，只有在化学、物理学、力学和数学的帮 助下尽可能地提升工艺流程的精确性和重要计算的精确度

上游充通大学 SHANGHAI JIAO TONG UNIVERSITY 克莱因深感基础学科和工程学科相结合的必要性，在哥廷根积极倡导 和发展将基础科学应用到工程领域，以培育大批有利于工业发展的青年 科学家，并把这种想法贯彻实施。他写信给德国炼铁会干事长许洛脱博 士说：“化学与工业的关系已是众所周知的了，我很想使物理和数学也 同样地与工业结合，并希望工艺界也来考虑一下这种结合对于工业的良 好影响，以帮助我实现这一主张。” 1898年2月，克莱因聚集一批产业界和科学界专家成立一个名为“哥 廷根应用数学和力学促进会”(Gottingen Association for Advancement Of Applied Mathematics and Mechanics)的社团，取得了大企业如克 虏伯基团等的支持和资助，开创出科学界与工业界合作的新途径

克莱因深感基础学科和工程学科相结合的必要性，在哥廷根积极倡导 和发展将基础科学应用到工程领域，以培育大批有利于工业发展的青年 科学家，并把这种想法贯彻实施。 他写信给德国炼铁会干事长许洛脱博 士说：“化学与工业的关系已是众所周知的了，我很想使物理和数学也 同样地与工业结合，并希望工艺界也来考虑一下这种结合对于工业的良 好影响，以帮助我实现这一主张。” 1898年2月，克莱因聚集一批产业界和科学界专家成立一个名为“哥 廷根应用数学和力学促进会”（Gottingen Association for Advancement Of Applied Mathematics and Mechanics）的社团，取得了大企业如克 虏伯基团等的支持和资助，开创出科学界与工业界合作的新途径

上游充通大学 SHANGHAI JIAO TONG UNIVERSITY 在他的领导下，哥廷根坚定不移地向科学与技术密切结合的方向发 展，设立了应用数学、应用力学和技术物理学三个新的讲座，成立了一 系列的科学和技术研究所。 1904年，哥廷根大学成立应用力学系，邀请年仅29岁的汉诺威工业 学院力学教授普朗特加盟哥廷根。随后在德国首次为应用数学设立正教 授席位，聘请数学家龙格(C.Runge)主持。还聘期西蒙(H.T. Simon)为技术物理学（应用电气学)教授。 克莱因还刻意创造各种机会，以推动理论与工程的结合。他先后举办 过3期应用数学和应用力学讲座，在当时的大学开设这种讲座是破天荒的 创举，还创建了天文学、力学和光学等研究机构，这些机构后来成了德 国制造业厂商的技术指导中心

在他的领导下，哥廷根坚定不移地向科学与技术密切结合的方向发 展，设立了应用数学、应用力学和技术物理学三个新的讲座，成立了一 系列的科学和技术研究所。 1904年，哥廷根大学成立应用力学系，邀请年仅29岁的汉诺威工业 学院力学教授普朗特加盟哥廷根 。随后在德国首次为应用数学设立正教 授席位，聘请数学家龙格（C.Runge）主持。还聘期西蒙（H. T. Simon）为技术物理学（应用电气学）教授。 克莱因还刻意创造各种机会，以推动理论与工程的结合。他先后举办 过3期应用数学和应用力学讲座，在当时的大学开设这种讲座是破天荒的 创举，还创建了天文学、力学和光学等研究机构，这些机构后来成了德 国制造业厂商的技术指导中心

上游充通大学 SHANGHAI JIAO TONG UNIVERSITY 为了增进纯粹数学与这些新设学科的联系，克莱因自任主席邀集应用 科学全体教授组织研究会(seminar).,材料力学、结构理论、弹性理 论、电机工程等均被列入研究范围。 在工程人才的培养上，克莱因认为：“工科大学生不仅要有坚实的 理论基础，而且还要真正懂得科学研究的方法。另一方面，数学家也要 具备一些工程技术基础知识。”这样，在哥廷根形成了一个纯粹数学、 应用数学、应用力学、应用物理学协调发展的黄金时代，以理论科学基 地著称的哥廷根大学变成了最新技术的摇篮

为了增进纯粹数学与这些新设学科的联系，克莱因自任主席邀集应用 科学全体教授组织研究会（seminar），材料力学、结构理论、弹性理 论、电机工程等均被列入研究范围。 在工程人才的培养上，克莱因认为：“工科大学生不仅要有坚实的 理论基础，而且还要真正懂得科学研究的方法。另一方面，数学家也要 具备一些工程技术基础知识。”这样，在哥廷根形成了一个纯粹数学、 应用数学、应用力学、应用物理学协调发展的黄金时代，以理论科学基 地著称的哥廷根大学变成了最新技术的摇篮

上游充通大￥ SHANGHAI JIAO TONG UNIVERSITY 普朗特近代力学奠基人 (Ludwig Prandtl,1875-1953) 哥廷根空气动力学实验室(1918)

普朗特 近代力学奠基人 （Ludwig Prandtl，1875－1953） 哥廷根空气动力学实验室（1918）