加州理工学院（Caltech）毕业的中国科学家

文︱关品方

笔者今天介绍过去100年来从美国加州理工学院（简称加州理工）毕业的中国知名科学家。

钱学森是空气动力学、航天工程学家， 1939年加州理工博士毕业，师从冯·卡门，提出“卡门-钱公式”，是中国“两弹一星”功勋奖章获得者。

赵忠尧是核物理学家、中国加速器建造者，1930年加州理工博士毕业，中国核物理研究先驱，首位观测正反物质湮灭的中国人。

周培源是流体力学、理论物理学家，1928年加州理工首位中国博士，湍流模拟之父，回国后任清华大学教授，是杨振宁的老师。

林家翘是应用数学、天体物理学家，1944年加州理工博士毕业，星系螺旋结构密度波理论提出者，麻省理工学院荣誉教授。

钱伟长是力学和应用数学家，1942至1946年在加州理工做博士后研究，继钱学森之后师从冯·卡门；是中国近代力学奠基人之一。

沈善炯是微生物生化学和遗传学家，1950年加州理工博士毕业，中国科学院院士，现代遗传学研究的重要推动者。

卢嘉锡是结构化学、晶体学家，1939至1944年在加州理工从事研究及教学；固氮酶活性中心模型提出者，曾任中国科学院院长。

谈家桢是遗传学家，1936年加州理工博士毕业，中国现代遗传学奠基人，复旦大学教授。

这些从加州理工走出来的中国科学家，学科覆盖面广，包括物理学、数学、化学、生物学、航空航天等多个领域，反映加州理工在理工科的全面影响力。他们有知名的师承关系，著名学者如冯·卡门（钱学森、钱伟长）和西奥多·卡门（林家翘）形成了中外学术传承链。

这些中国科学家的后续成就骄人，回国后成为不同学科的奠基人；例如钱学森推动中国航天事业，周培源建立中国湍流研究体系。

以上8人之外，还有郑哲敏和郭永怀，他们的成就和贡献较少为人熟知，值得详细介绍。

郑哲敏 1924年出生，享年97岁，上周（8月25日）是他逝世4周年）。郑哲敏1947年（23岁）毕业于清华大学机械工程系，1948至1952年赴加州理工深造，师从钱学森，先后取得硕博两学位。他是爆炸力学奠基人，提出流体弹塑性模型，统一描述爆炸冲击下介质的流体与固体特性，成为爆炸力学的标志性理论。其关键应用是解决火箭部件加工的难题，推动我国航天事业发展。他为地下核试验的当量预报提供了精准理论支持。他从事学科建设，倡导建立了多个力学分支学科（包括海洋工程力学、环境灾害力学），主持制定国家力学发展规划。郑哲敏1980年当选中国科学院院士，1993年当选美国工程院外籍院士，1994年当选中国工程院院士，2012年获国家最高科学技术奖。当年他与王小谟共同获奖；王小谟毕业于北京理工大学，没有出国留学经历；他从事信号处理、电磁场和微波技术专业，做雷达和预警机研究，是中国“千里眼之父”“预警机之父”，明天九三大阅兵的军备武器展示有他的卓越贡献；笔者日后另文介绍他。

郑哲敏长期任职于中国科学院力学研究所。他1955年放弃美国的挽留，毅然回国，以“为国家做实事”为终身信念，严谨创新，培养出大批力学人才，被誉为“中国力学的组织者与领导者”，与“两弹一星”科学家紧密协作，丰功伟绩。郑哲敏一生践行科学报国，他的理论成果至今仍广泛应用于国防与民用领域。

郭永怀也出身自加州理工。他1909年出生，不幸1968年因飞机失事殉难，年仅59岁。郭永怀是力学家、应用数学家、空气动力学家，中国科学院院士；1999年被追授“两弹一星功勋奖章”，是唯一获“烈士”称号的两弹一星元勋。

郭永怀1929年考入南开大学预科理工班，随后转入本科物理系；1935年毕业于北京大学，师从饶毓泰教授；1940年赴加拿大多伦多大学，翌年即收莸硕士，随后转赴加州理工，1945年收获博士。他和钱学森一样、师从著名空气动力学家冯·卡门。郭永怀是钱学森的师弟，两人相隔6年先后在加州理工取得博士学位。

郭永怀在学术理论上的贡献是发现了“上临界马赫数”，突破了声障难题。他创立PLK方法（奇异摄动理论中的变形坐标法，K就是郭的姓氏），被国际学术界公认为重大突破。他倡导中国高超声速流、电磁流体力学和爆炸力学的研究，奠定了中国近代力学的基础。在国防科研方面，他参与了核弹与导弹的研制，领导爆轰力学、空气动力学等研究，解决了原子弹和氢弹试验中的关键力学问题。在卫星工程方面，他参与人造卫星研制，是唯一在核弹、导弹、卫星三大领域都作出了重大贡献的科学家。中国人应该永远怀念他 : 永怀郭永怀。

为什么呢？1968年12月5日，郭永怀因飞机失事殉职，遗体与警卫员紧紧相抱，保护了绝密文件，里面有唯一的一整套关键数据 : 中国第一代热核导弹的绝密文件（当年并无方便拷背抄本备份海量资料的电脑储存技术）。当天郭永怀从青海赶往北京汇报热核导弹进展，飞机在降落时不幸失火坠毁。搜救人员在残骸中发现他和警卫员牟方东的遗体紧紧抱在一起，夹在两人胸前的公文包完好无损，里面的全部文件得以完整保存。1969年9月23日，中国第一次地下核试验成功，这份珍贵的资料起到了极其关键的作用。

钱学森痛悼这位同校师弟，表示 “中华民族失去了一个天才的儿子。” 郭永怀和钱学森同样放弃当年国外优渥生活条件回国，隐姓埋名投身国防事业，其科学报国的奉献精神，公认是“中国知识分子的楷模”。

行文至此，笔者认为有必要了解加州理工的成功之处，作为中国在科学技术研究开发方面高等院校发展的重要参考指标。

加州理工的成功与其独特的历史背景密不可分。学校前身为1891年由商人Amos Throop 创立的Throop University，最初定位为职业培训学校，旨在为洛杉矶地区培养工业技术人才。当时美国的西部开发有工业化需求，旨在满足当地科技人才缺口；早期以文科和基础科学为主，20世纪初逐渐转向科学与工程教育。1921年正式更名为“加州理工学院”，朝向研究型大学转化。上世纪20至30年代确立了科研导向，密立根校长（1921年）推动学院聚焦物理学与工程学，吸引了包括爱因斯坦在内的顶尖学者到来，从而奠定了科研基础。突破点是引入火箭研究项目（喷气推进实验室《JPL》的前身），由现代火箭之父戈达德领军，为日后在航天领域取得领先地位埋下伏笔。当年加州理工通过高密度引进诺奖级别的学者（成立了密立根、爱因斯坦讲座），形成“小而精”的传统，构建学术生态。

加州理工位于洛杉矶帕萨迪纳市，毗邻好莱坞和NASA设施，兼具文化包容性与科研资源支持。在加州工业化进程中（航空航天、电子产业崛起），掌握到产学研合作的机会。二战期间参与国防科研（火箭技术），获得美国政府资金倾斜支持，加速了实验室建设和学科扩展。加州理工顺应工业化需求、利用地域资源、发挥杰出领导力、把握战时科研机遇，开拓从技术培训到尖端科研的转型路径，成为后来“小而精”模式的基石。

加州理工的成功核心要素是精英化教育模式 ：质量优先，不重规模。极小规模与超高师生比例，全球数一数二。在校学生仅有大约2,000人（本科生不足1,000人），师生比高达1:3，教授可深度参与每个学生的科研指导（例如本科生可以直接操作NASA喷气推进实验室的设备）。相比东岸的麻省理工学院（MIT）的学生规模是加州理工的6倍，但诺贝尔奖得主密度远低于加州理工（每千名毕业生就有1人收获诺奖）。严格的入学筛选以确保学生的质素，是另一重要考虑。本科录取率仅6%左右，新生SAT数学平均分要接近满分以确保学生群体具备极强的学术互动潜力。此外，强调尖端设施与跨学科协作，以确保科研实力。校园内具备世界级科研设施，包括管理NASA喷气推进实验室（JPL），主导“机智号”火星直升机和“卡西尼号”土星探测等任务；又拥有LIGO引力波观测站（2016年首次探测到引力波，收获诺奖）和帕洛马天文台等天体物理学实验平台，动手能力超强。

加州理工的文化传统是跨学科研究，化学与生物工程联合推动基因编辑技术，物理与计算机科学协作开发量子算法。当年钱学森曾参与JPL火箭研究，该项目奠定了航天工程交叉学科的基础。

此外，师资与学术生态的特质是 : 顶尖学者驱动创新。根据最新的数据，加州理工的诺贝尔奖得主共 78人（包括校友、教授及行政人员），密度全球第一。现任诺奖教授 6人，美国科学院院士75人。物理学家费曼（量子电动力学）、密立根（电子电荷测量）等都曾突破了重大理论。

学院的文化与制度（俗称“软件”，应定义为生态环境）是自由与责任并存，有创新激励，又允许学生“恶作剧”文化，培养挑战权威的思维；创业孵化器支持科研成果转化（例如英特尔创始人摩尔曾在学院从事应用研究）。教授可自主选择研究方向，不受行政干预，保障基础科学有足够资源长期投入。

在全球化战略与资源整合方面，强调校际和校企合作网络，与MIT共同运营LIGO，与NASA联合开发深空探测器，充分相互利用资源以达到最大化效益。

加州理工的年度预算虽然只有哈佛大学的1/5，但科研经费占总支出比例超过60%，集中投入关键领域，确保资金的效率回报收益。

归纳言之，加州理工的成功源于对“小而精”理念的极致践行：以顶尖人才为核心，以自由生态为土壤，以重大科学问题为导向。其模式证明，学术影响力不取决于规模，而在于生态系统的质量与韧性。

1978年，邓小平推动改革开放，重视高等教育，强调科技兴国。科学技术现代化是四个现代化之一。47年来踔厉奋发，承先启后，砥砺磋磨，弦歌不辍。中国的今天，头100间科学技术高等校院所，基本上已经参照加州理工的运作模式和生态环境，笔者本文提到有关加州理工的特色，基本上也是今天中国科学技术校院所的特色，而且是中国式，关键是加上了规模整合和党建引领，双拳出海。

香港出生、土生土长的陈繁昌教授（前香港科技大学校长），1970年（18岁）从皇仁书院完成理工预科课程后，到加州理工升读、取得学硕双学位（1975）后，转赴斯坦福大学收获博士（1978）。他是美国国家工程院院士、香港科学院创院院士；曾在耶鲁大学、加州大学洛杉矶分校，美国国家科学基金工作；2009至2018年任香港科技大学校长，其后转任沙特阿拉伯阿卜杜拉国王科技大学校长。陈繁昌专长数学、计算机科学及工程学，研究范畴包括数学造影处理与计算机视像、大规模整合物理设计以及运算大脑制图，出版了超过 200 份被推荐的学术论文，曾是世界上最常被引述的数学家之一，被认为是有远见的学术界领袖、优秀学者和科学家。

多午后繁昌兄和笔者在美国重聚，谈起他初到加州理工时攻读气动力学；当时还以为是学习飞机制造，发觉原来涉及大量高等纯粹数学抽象方程式理论研究；回想30多年前钱学森也曾在同校攻读相同学科，他笑言从此开窍，了解到美国的高等学府如加州理工，其学术氛围、制度文化、生态环境竟如许优越。如今内地的知名大学基本上已沿着本文总结有关加州理工的发展模式大踏步向前，成绩斐然。中美之间的学术交流，应该是携手共进、互相观摩、互相学习、互动互补。科学无国界。现时美国在特朗普政府的管治下，以美国优先为由，排斥限制甚至压迫外国留学生，尤其针对来自中国大陆的从事自然科学的莘莘学人，莫名其妙地充满敌意，采取闭关锁国的态度，逆潮流而动，其深层思考当然是忧虑中国超越自己，因而采取小院高墙的闭锁政策，十分可惜。

展望将来，笔者估计中国高校将会吸引来自全球南方、“一带一路”、金砖集团的年轻人来华留学，逐步出现替代100年前美国大量吸引全世界人才不断到来的局面。俗语有云 : 风水轮流，此一时彼一时，令人感慨万千。

香港作为国际教育枢纽，关键是要能够更加深入、更加密切地和内地的高校加强合作的网格（grid）建设，以长期策略引领、提供高水平和全方位的合作方案，吸引更多的留学生到来，继而通向内地。香港特区最关键的两个发展亮点，一是国际金融，一是国际教育。时不我待，机不可失。在这方面，大有可为，但要深思熟虑，严肃认真，有实策可实施。有期盼焉。