[学在交大·名师荟萃]曹鹤荪：中国空天科学的开拓者[图]

[编者按] “所谓大学者，有大师之谓也”。上海交通大学在120年的发展历程中，培养了一大批莘莘学子，也涌现出一大批百年树人、奉献一生的名师先贤，正是他们无怨无悔地躬耕于三尺讲台，才奠定了今日上海交通大学的辉煌基业。新闻中心特推出“学在交大·名师荟萃”专栏，让名师先贤的道德风尚、人格魅力、敬业精神、治学态度、教学艺术薪火相传，成为弥足珍贵的精神财富和文化瑰宝，营造“学在交大”的浓郁氛围，庆祝交通大学120周年华诞。

曹鹤荪（1912～1998），江苏省江阴人。1929年考入交通大学电机系。1934年考取公费留学意大利都灵大学航空工程研究生院，攻读空气动力学，1936年获博士学位。1937年回国，先后参加交通大学航空系、军事工程学院和国防科学技术大学的筹建和教学组织领导工作。历任成都空军机械学校高级教官，交通大学教授、航空系主任、教务长，中国人民解放军军事工程学院教授、教务部副部长，国防科学技术大学教授、副校长兼训练部长等职。1979年当选为中国宇航学会副理事长、中国空气动力学研究会副理事长、中国航空学会常务理事。1985年当选为国际宇航科学院院士。他多年从事理论空气动力学、弹塑性力学和气动弹性力学的教学及磁流体力学研究。主要著作有《流体力学》和《气动弹性力学》，译作有《工程数学》。  

1985年10月，在斯德哥尔摩举行的国际宇航联（IAF）第36届大会上，12位中国人被国际宇航科学院接纳为院士。曹鹤荪以“中国航空、航天教育家和空气动力学家”当选。从创办交大航空系到任教哈军工和国防科技大学，曹鹤荪以其高深的学术，高尚的师德，成就了这一崇高的称谓。  

走上“航空救国”的道路

曹鹤荪生于江苏省江阴县。少年时，久居日本的舅父陈大同向他介绍了日本工业、科学、教育和文化的先进状况，并与当时中国的落后现状作了对比，带给他巨大的震撼，在他心灵深处播下了科学救国的种子。1925年曹鹤荪考入江阴最有名的南菁中学，由于家境贫寒，父亲希望曹鹤荪初中毕业后要赚钱养家。但曹鹤荪立志要上大学。初中3年，他提前自修了高中一、二年级的主要课程。1928年初中毕业时，以同等学力考取上海南洋中学高中三年级插班生。父亲于是改变初衷，全力支持他读书。1929年，曹鹤荪以高分考入铁道部交通大学（交大前身）电机工程学院。就这样，他凭借自己的学习能力和毅力，闯过了人生的第一关——升学关。  

曹鹤荪进入交大那几年正是交大发展的黄金时期，基础学科由裘维裕、胡敦复、徐名材等一批名师讲授，他们的一致特点是治学严谨、要求严格。曹鹤荪大学第一年的第一次物理考试，全班竟有85％不及格。严格的基础训练，为他今后跨学科发展打下了坚实的基础。二年级时，“九一八”事变爆发，全国涌起抗日高潮，曹鹤荪加入到交大学生罢课行列，并赴南京向中央政府请愿。在校期间，他选修电力门，为了增加电力专业的感性知识，三年级暑假，他去南京下关、常州戚墅堰等发电厂实习，所写实习报告被中山文化教育馆评为第一名，获奖金200元。  

1934年曹鹤荪大学毕业。这年初夏，《申报》和《新闻报》刊登“教育部招考机械工程留欧公费生”的广告，曹鹤荪决心一试。报名时他得知这次招考是教育部代航空委员会招考留学意大利学习航空工程的，学成归国至少须在航空委员会工作5年，报考的专业性质是保密的，报考人员不得对外泄密。当时，国内尚无航空系，曹鹤荪觉得航空工程是关系保家卫国的学科，他义无反顾，立刻报考，从此走上“航空救国”的道路。这次考试录取了25人，曹鹤荪名列其中。出国之前，航空委员会技术处处长钱昌祚给每人规定学习方向，指定曹鹤荪学习空气动力学理论。当年年底，曹鹤荪乘意大利邮轮“绿伯爵”号离开祖国，他先在意大利的那波里（Napoli）东方语言学校学习意大利语言，仅用4个月就考试合格，提前进入都灵大学航空工程研究生院学习。空气动力学课由意大利年轻有为的空气动力学家费拉里（C.Feirari）教授讲课，没有讲义，曹鹤荪上课细心做笔记，课后加以整理。以后，又与意大利研究生合作编写了该课程的讲义。此外，他还接受一项研究，根据机翼剖面升力分布的改变，对机翼剖面形状作相应修改。  

1936年春天，曹鹤荪的留学生涯发生了一段小插曲：国民党要员专程到欧洲，策划吸收中国留学生加入国民党内部某组织。曹鹤荪坚决反对，公开说：“我宁愿被遣送回国也绝不参加。”作为国民政府公派出国的留学生，他顶住了压力。这一年，曹鹤荪获得工学博士学位，随即去罗马附近的意大利航空城空气动力学实验室实习2个月，并参观了2850马力多级压缩驱动的连续式超音速风洞，还在都灵大学理学院学习了数学物理、数学分析和外弹道等课程。然后去德国哥廷根大学继续进修航空动力学理论。在快结束柏林大学的德语班课程时，七七事变爆发，曹鹤荪接到航空委员会召回命令，当即中止学习，启程回国。  

创办交通大学航空系

1937年7月曹鹤荪回国，被分配到成都空军机械学校任基本学术组组长，参加高级机械班的组建工作，为分配到航空系统的应届大学生开设航空课程，为他们讲授理论空气动力学。黄志千、谈镐生、梁守槃等于航空航天事业颇有贡献者，都曾是高级班的学员。  

1940年暑假，曹鹤荪到重庆为高级机械班招生完毕，正准备回成都，在车站遇到夹着小铺盖卷儿的大学同学张钟俊，他正要去设在小龙坎的交通大学重庆分校。张钟俊敦促道：“徐老师很着急，你快去看他。”原来，国民政府教育部决定在重庆建立交大分校，徐名材受命组建工作，正拟聘他为专职教授。曹鹤荪立即前往进见。徐名材看见曹鹤荪非常高兴，但曹鹤荪担心：“我在军事院校，不能随便离开。”徐名材哪里肯让他走，于是回答说：“你不必担心，由交大校友会与交通部出面调你好了。”曹鹤荪放心了，不久就搬进小龙坎开始备课。谁知机械学校根本不答应放人，一再催他回去，一年后还下了通缉令，传他上军事法庭。交通大学为此辗转托人，此事才不了了之。离开航空委员会转变为大学教授，这是他人生旅途中的一个大转折。  

任教第一年，曹鹤荪教一年级物理，第二年教二年级的“应用力学”和“机构学”。当时交大分校办学条件很差，教师们的教学任务很重，但他们深以为乐。1941年，吴保丰到交大分校接任主任后不久，找曹鹤荪谈话，说：“如果办起一个航空系来有没有困难？”曹鹤荪听到交大要办航空系，心里万分高兴，回答道：“困难当然有，但教师是主要的，有了教师，其他事情就好办了。请教师我可以负责。”过了几个月，吴保丰告诉曹鹤荪，在重庆的交大分校马上要改为总校，交大增设航空系一事，教育部已经口头答应，交通部也同意。  

1942年秋，交大搬到九龙坡新校址，航空工程系也在抗战最困难的时期，继中央大学、清华大学和西北工学院之后诞生了。30岁的曹鹤荪被任命为该系代理主任，成为交大历史上最年轻的系主任。  

航空系第一年招收新生30名，同时，在校机械、电机两系的学生提出要求转航空系，学校同意增设二年级一个班。这样，一、二年级同时上马，加速了航空系的建设，但也增加了航空系的困难。当时航空系没有开办经费，没有教材，没有实验室，只有一个靠四处奔走弄来的报废飞机、发动机和仪表拼凑起来的实习室。所幸，当时在不怕困难的系主任周围，已集聚了既有真才实学又具有倔强精神的许玉赞、岳劼毅、马明德等年轻教授，更有与他一起留学意大利的大学同窗季文美。1944年季文美倡议，在航空系成立“交大航空模型研制会”（简称航模会），刚来交大的杨彭基教授也常到航模会现场指导。学生郑显基担任首任会长，以后会长相继由张汝瑛、朱宝鎏等学生担任，马龙章、吴耀祖、周懿荣、王学让、陈国钧、乔无期、顾诵芬等学生是航模会的积极分子，他们在课外活动中，得到了多方面的锻炼。21世纪初，航模会第二任会长张汝瑛著文道：“五十多年过去了，惊喜地发现这么多同学或多或少的得益于早期航空航天教育，会员中半数以上毕业投身于航空事业，其中有中国科学院院士2人，中国工程院院士1人，美国工程院院士2人。不在航空部门工作的会员也同样受益于航空高科技的熏陶，航空与其他专业正教授级以上占65％，故此感到这段历史是否对发展我国航空事业和教育事业的人们启示了一条培养跨世纪人才多么重要的道路！”  

曹鹤荪在《母校航空系十年》一文中，回顾了他在创建航空系时遇到的三大困难：第一是准备的时间太短。航空系初创的3年，年年要准备开新课，曹鹤荪和季文美、许玉赞、马明德、岳劼毅、杨彭基等教师都没有被这种困难难倒，出色地完成了教学任务。第二是教材少。当时，交大没有图书馆，只有一个十分简陋的图书室，藏书很少。学生的教材从图书室不易借到，校外也不易买到。因此，教师备课和讲课都必须考虑到学生没有教材这一特殊情况。例如，在黑板上就得多写些，讲课速度就得放慢些，讲的内容就得精简些。1945年冬搬回上海后，情况有所好转，但合适的教材仍然很少，因此就开始自编教材。在三五年内，曹鹤荪编写了《流体力学》，马明德翻译了《机械设计》，季文美编写了《应用力学》。第三是没有经费和缺少实验实习设备。交大航空系自从成立以来，就没有拿到开办费，也没有拿到逐年添置仪器设备专款。无论在重庆还是在上海，都是在外单位的支援下，自己设法建立实验室和实习室的。在重庆，南川飞机制造厂等拨赠了1架飞机，1架滑翔机，3台飞机发动机，以及不少航空仪表和飞机部件。航空系在这个基础上建立了一个实验室。迁回上海时因运输困难，绝大部分器材留在重庆，无法运回。幸得航空委员会上海办事处的帮助，拨赠交大3架飞机，几台航空发动机以及各种仪表零件。曹鹤荪还和王鸿基、马明德到江湾仓库去挑选日本投降时留下的航空器材。运回飞机的前一天，助教贾日升、吴耀祖自告奋勇，带领全体四年级同学，自带干粮，提前到达离市区20公里的大场机场，于夜深人静车马稀少时经闹市，把飞机推回了学校。这3架陈列在停机坪上的飞机不仅使航空系声威大震，而且深深激发了同学们的凌云之志。凭着大家顽强的干劲，交大航空系就这样一靠外单位支援，二靠师生员工努力，一点一滴，白手起家。  

航空教学开拓之路

曹鹤荪说：“航空系的10年在交大校史上是一个短暂的时间，但它标志着交通大学事业的一个新发展，也为后来建立西北工业大学奠定了一定的基础，是值得自豪的。我能参加交大航空系建立这一工作，是终生难忘的。”事实上，交大也未曾忘记这位为学校发展做出卓越贡献的校友，他的艰苦工作，为交大的历史添上了流光溢彩的一笔。  

在曹鹤荪的主持下，交大航空系的课程表、课程设置、教材内容和教学要求呈现出四个特点：加强基础，更新内容，一专多能，严格要求。他继承交大注重基础训练的传统，在加强基础方面，主要抓了数学与力学两条线。以数学为例，老的交大机械系二年级安排两学期每周2小时的“微分方程”，曹鹤荪把它改为每周3小时一学期讲完。授课时间减少了，但要求提高了，即要求加强偏微分方程的内容。第二学期增设“工程数学”这门新课程，内容包括矢量、矩阵、复变函数的保角变换、拉氏变换以及几种特殊函数等。在“应用力学”课程中，大大削减了与物理重复的部分，增强了“哥氏加速度”和“分析力学”内容，应用拉格朗日方程、导出运动方程，与“微分方程”这门课程衔接起来。  

由于航空技术是一门正在不断发展的学科，因此，不断更新教学内容是航空系课程内容和课程设置的一个特点。例如“空气动力学”的重点，逐渐从理论流体到粘性流体，从不可压缩到可压缩，从亚音速到超音速，从二维流动到三维流动等转变，并出现了独立的学科分支，如超音速空气力学、粘性流体力学机翼理论、边界层理论等。又如飞机结构从桁架结构到薄膜薄壁结构的转变，航空发动机从活塞式发动机到喷气发动机和涡轮气发动机的转变，这些转变必然反映到航空系的教学上来，主要是课程内容，其次是课程设置。为了适应这一特点，航空系允许并且鼓励教师逐年编写补充教材。  

航空系鼓励教师多开课、开新课和一专多能。航空系的教授都能开几门课，其中包括基础课和专业课，这是航空系教师少、课程多、选修课逐年增加造成的。航空系是一个小系，但航空系的教师还经常为其他系开设基础课和专业基础课，曹鹤荪自己就经常同时担任两门不同课程的讲授，他说自己任课次数最多的是“工程数学”和“理论空气动力学”，但在交大的几年间，也担任过“物理”、“应用力学”、“流体力学”、“机构学”和“振动力学”等课程的讲授。航空系的教师们都以老一辈裘维裕、周铭、徐名材等老师为榜样，对学生严格要求，一丝不苟。大家也认识到对学生严格要求，首先要对自己严格要求。抗战时期，航空系教师的生活是清苦的，但心情是愉快的。九龙坡是个小镇，只有三四十户人家。在那里买不到报纸，听不到广播，看不到电影。因为离城较远，有警报可以不进防空洞，没有重庆市区慌乱紧张的局面。平时的文娱活动很少，偶尔打几次桥牌，偶尔约几个人同去玩南温泉，偶尔进城去买东西。回到上海后环境就大不相同，但航空系的教师也很少进城，很少看电影，很少聊天，把主要精力放在教学上，抓紧时间搞编译工作。曹鹤荪在这段时间内完成了美国教材《机构学》和《应用力学》的翻译和其他几本教材的编写工作。1947年，他应中华自然科学社《科学世界》杂志主编李国鼎之邀，主编该杂志《航空专号》（《科学世界》17卷4～5期），请当时航空界有名专家王德荣、范绪箕、叶蕴理等25人撰写专论共27篇，图文并茂，约24万字，被誉为一小型航空百科全书。  

从1942年到1952年，交大航空系共有9期毕业生（1944年有第一批毕业生），约有180名学生。其中有40余人取得了很大的成就：有的已被选为科学院院士，有的成长为飞机设计师、航空发动机专家、火箭专家、结构力学专家、空气动力学或流体力学专家，有的成为空军装备和飞行技术专家，有的成为飞机制造厂厂长和企业管理专家。在教学经费一直很少，仪器设备十分不足的条件下，能有如此多的高层次人才出现，得来实在不易，这不能不在相当大的程度上归功于航空系教授们的教导有方了。  

恩师教诲永生难忘

曹鹤荪在交通大学担任航空系主任期间，亲自讲授两门主课：一门是“理论空气动力学”，另一门则为“应用力学”、“流体力学”、“振动力学”、“工程数学”或“机构学”，视情况而定。他很注重基本物理概念，力求反映事物的内在矛盾，强调数学的解析描述与推导。强调理论来自实践又服务于实践，在讲授“理论空气动力学”课程时，注意介绍工程上的近似计算方法，如求解有限翼展机翼环量分布的Lotz法。他的课堂表述清晰流畅，引人入胜。讲课内容上详略有别，对不是主线上的问题只是点到为止，引导同学多看参考书。许多同学反映，他教给大家的不是空洞的理论，而是能解决实际问题的钥匙和基础。  

曹鹤荪把自己一生求学治学方法概括为勤、思、问、用。一曰勤：即勤奋学习。“业精于勤”，勤可以补拙。二曰思：即独立思考。三曰问，向老师、同学请教，向书本请教，向有实践经验的能人请教。四曰用：将一门学科与其他学科相互联系，融会贯通，举一反三。  

据其学生陈成吉回忆：“我在交大自1941年入学，一年级时就是曹老师教授‘物理’，二年级时开办航空系，念他教的‘流体力学’及‘高等数学’、‘微分方程’，三、四年级又是Elliptical Integrals,Variational Calculus,Vector Analysis及‘空气动力学’。这些课，在美国算是研究生院的课程。那时我只是一知半解，匆匆地合格而过。后来在美国加州大学再念时，这一组的数学课分成了好几门课，念了几年，慢慢念懂了，才知道曹老师知识深广。当时中国大学里没有研究生院，他只能在四年大学中发挥。只希望在毕业50年后国内教育已经深进，你们可以运用你们的才能了。中国人的聪明才智极佳，比起世界上第一流的学者来也能处于同一等级，只是机会不及而已。曹老师是开拓者，我们从中受益匪浅。曹老师的功劳，不可不佩服。”由此可见，曹鹤荪一直是怀着培养国家栋梁的愿望来教授课程的，对学生高标准，严要求，这些学生在日后都能体会这些带给他们的好处。很多学生回忆起他教授的课程时，都觉得当时想取得好成绩，必须付出艰苦的努力，不勤奋是不可能学好的。  

曹鹤荪授课有一个特点：无论多么复杂的计算公式的推演，全能放在脑中而不必看讲稿。学生们于是奇怪了，问：“曹老师，您为什么记忆力那么好啊？”曹鹤荪笑答：“死记是没有用的，我对公式首先是思考，为什么其推演的途径是这样的，而不是那样的，然后通过运用这个公式，才能修成正果呀！”他把“思、用”贯彻到了教学的方方面面。  

“问”字可体现在一个学生回忆曹鹤荪教授的一件小事之中：“我是1946年暑假考进交大航空系的。笔试完毕，录取的名字早已经公布，但由于校舍等原因，新生入学注册推迟到10～11月，而且在注册前还要进行一次口试。记得口试是分系进行的，航空系是在工程馆二楼一间教室里，气氛很严肃，偌大的教室里，端坐着一位细高身材，戴着金丝眼镜的教授，应试者每次只有一人进入教室。我本以为口试不过是随便问几句家常话罢了，也没有十分介意。进入教室时对老师一鞠躬，老师手持红蓝铅笔示意我坐下。第一个问题是：‘你考航空系，可知道这个系教学要求较严？’接着就问：‘你学过级数没有？’‘什么是收敛级数，什么是无穷级数？’我先是一怔，心想，好家伙，口试还要考数学，而且一个问题比一个问题深入，大有‘打破砂锅问到底’的架势。还好我镇定下来，一一作了答复。老师听了之后追问了好几个问题才挥手示意我可以退出。出了教室，我想，名不虚传，交大航空系连口试都与一般不同，能在这样的学校读书，聆听这样严谨治学的教授教诲，真太幸福了。出来一打听，才知道口试的那位老师，就是航空系系主任曹鹤荪教授。”  

呕心沥血奉献一生

1952年，全国高等院校进行院系调整，交通大学、中央大学和浙江大学三校航空系在南京合并为华东航空学院。曹鹤荪与交大航空系全系师生连同眷属一起于9月迁往南京。11月，曹鹤荪被中央点名调往哈军工。到哈尔滨后，被指派为院科学教育部教务处处长，负责全院教务工作。  

曹鹤荪首先参加组建全院基础课、专业基础课和专业课教授会（教研室）的工作，随即抓教师队伍的建设，负责把从全军抽调来院的大学毕业生培训为助教。在本科教育方面，则认真落实苏联顾问提出的经毛泽东批准的第一期学员教学计划；又与苏联顾问一起草拟了第二期学员教学计划。在提高教学质量方面，则有计划、有步骤地开展教材编写和实验室、专修室的建设工作。为了办好哈军工，曹鹤荪在徐立行教育长领导下，中止了自己讲课、教材翻译及编写等工作，集中全部精力，认真落实苏联顾问的教学计划。作为教育长的助手，他在教学工作中强调高等技术教育必须突出培养学生的独立工作能力，不同意“老师抱着学生走”，不同意在业务学习上推广“一帮一、一对红”的互助经验。强调入学标准要高、基础知识要厚、对学生要求要严；强调要把好入学关、升留级关和毕业关。哈军工第二任院长刘居英认为：在学院创办初期，曹鹤荪起到了组织好教学工作的作用；在学习苏联经验方面，在老干部与苏联专家之间，曹鹤荪起到了重要的桥梁作用，使教学工作迅速走上了正轨。  

1978～1984年，曹鹤荪被任命为国防科技大学副校长。在行政工作之余，曹鹤荪坚持为学生上课，80年代初还担当了博士生导师。他重视科研选题，强调研究生课题的工程背景。例如，经过认真选题，他的研究组承接了中国气动中心和航空航天工业部十四所等单位迫切需要解决的，用数值方法求解以高超音速运动的细长物体粘性激波层内流场参数的问题。他的两位博士生，分别对大雷诺数化学平衡条件和小雷诺数化学非平衡条件，求解出粘性激波层内压力分布、热流分布以及电子密度分布。他们的研究填补了国内空白，双双获得国防科工委科技进步二等奖。由他担纲的博士生导师组在国内发表论文数十篇，数次获奖，曹鹤荪对此感到由衷的喜悦。按照国外惯例，指导老师有权在围绕学位论文公开发表的文章上署名，但他不肯具名，希望新生力量脱颖而出、茁壮成长。每当看到自己的学生取得优异成绩，曹鹤荪都非常高兴，他说：“这是做一位老师最有意义和最幸福的时刻。”他晚年研究范围涉及高超音速空气动力学、稀薄气体动力学和计算流体力学，对我国航天飞行器空气动力学的发展做出了巨大的贡献。  

曹鹤荪说：“我一生没有别的追求，只希望在有生之年能看到我在成都、重庆、上海、哈尔滨和长沙等地方，在航空航天事业上播下的种子，在国内外生根、发芽、开花、结果。青出于蓝而胜于蓝，一代胜似一代，这就是我最大的安慰、最大的幸福、最大的收获。”执教50年，桃李满天下，曹鹤荪在自己的岗位上为发展中国宇航事业所做出的重大贡献，为“教师”这一称号增添了无上的崇高与庄严。  

（摘自《老交大名师》，王宗光主编，上海交通大学出版社2008年出版）