加州理工學院（Caltech）畢業的中國科學家

文︱關品方

筆者今天介紹過去100年來從美國加州理工學院（簡稱加州理工）畢業的中國知名科學家。

錢學森是空氣動力學、航天工程學家， 1939年加州理工博士畢業，師從馮·卡門，提出“卡門-錢公式”，是中國“兩彈一星”功勛獎章獲得者。

趙忠堯是核物理學家、中國加速器建造者，1930年加州理工博士畢業，中國核物理研究先驅，首位觀測正反物質湮滅的中國人。

周培源是流體力學、理論物理學家，1928年加州理工首位中國博士，湍流模擬之父，回國后任清華大學教授，是楊振寧的老師。

林家翹是應用數學、天體物理學家，1944年加州理工博士畢業，星系螺旋結構密度波理論提出者，麻省理工學院榮譽教授。

錢偉長是力學和應用數學家，1942至1946年在加州理工做博士后研究，繼錢學森之后師從馮·卡門；是中國近代力學奠基人之一。

沈善炯是微生物生化學和遺傳學家，1950年加州理工博士畢業，中國科學院院士，現代遺傳學研究的重要推動者。

盧嘉錫是結構化學、晶體學家，1939至1944年在加州理工從事研究及教學；固氮酶活性中心模型提出者，曾任中國科學院院長。

談家楨是遺傳學家，1936年加州理工博士畢業，中國現代遺傳學奠基人，復旦大學教授。

這些從加州理工走出來的中國科學家，學科覆蓋面廣，包括物理學、數學、化學、生物學、航空航天等多個領域，反映加州理工在理工科的全面影響力。他們有知名的師承關系，著名學者如馮·卡門（錢學森、錢偉長）和西奧多·卡門（林家翹）形成了中外學術傳承鏈。

這些中國科學家的后續成就驕人，回國后成為不同學科的奠基人；例如錢學森推動中國航天事業，周培源建立中國湍流研究體系。

以上8人之外，還有鄭哲敏和郭永懷，他們的成就和貢獻較少為人熟知，值得詳細介紹。

鄭哲敏 1924年出生，享年97歲，上周（8月25日）是他逝世4周年）。鄭哲敏1947年（23歲）畢業于清華大學機械工程系，1948至1952年赴加州理工深造，師從錢學森，先后取得碩博兩學位。他是爆炸力學奠基人，提出流體彈塑性模型，統一描述爆炸沖擊下介質的流體與固體特性，成為爆炸力學的標志性理論。其關鍵應用是解決火箭部件加工的難題，推動我國航天事業發展。他為地下核試驗的當量預報提供了精準理論支持。他從事學科建設，倡導建立了多個力學分支學科（包括海洋工程力學、環境災害力學），主持制定國家力學發展規劃。鄭哲敏1980年當選中國科學院院士，1993年當選美國工程院外籍院士，1994年當選中國工程院院士，2012年獲國家最高科學技術獎。當年他與王小謨共同獲獎；王小謨畢業于北京理工大學，沒有出國留學經歷；他從事信號處理、電磁場和微波技術專業，做雷達和預警機研究，是中國“千里眼之父”“預警機之父”，明天九三大閱兵的軍備武器展示有他的卓越貢獻；筆者日后另文介紹他。

鄭哲敏長期任職于中國科學院力學研究所。他1955年放棄美國的挽留，毅然回國，以“為國家做實事”為終身信念，嚴謹創新，培養出大批力學人才，被譽為“中國力學的組織者與領導者”，與“兩彈一星”科學家緊密協作，豐功偉績。鄭哲敏一生踐行科學報國，他的理論成果至今仍廣泛應用于國防與民用領域。

郭永懷也出身自加州理工。他1909年出生，不幸1968年因飛機失事殉難，年僅59歲。郭永懷是力學家、應用數學家、空氣動力學家，中國科學院院士；1999年被追授“兩彈一星功勛獎章”，是唯一獲“烈士”稱號的兩彈一星元勛。

郭永懷1929年考入南開大學預科理工班，隨后轉入本科物理系；1935年畢業于北京大學，師從饒毓泰教授；1940年赴加拿大多倫多大學，翌年即收蕕碩士，隨后轉赴加州理工，1945年收獲博士。他和錢學森一樣、師從著名空氣動力學家馮·卡門。郭永懷是錢學森的師弟，兩人相隔6年先后在加州理工取得博士學位。

郭永懷在學術理論上的貢獻是發現了“上臨界馬赫數”，突破了聲障難題。他創立PLK方法（奇異攝動理論中的變形坐標法，K就是郭的姓氏），被國際學術界公認為重大突破。他倡導中國高超聲速流、電磁流體力學和爆炸力學的研究，奠定了中國近代力學的基礎。在國防科研方面，他參與了核彈與導彈的研制，領導爆轟力學、空氣動力學等研究，解決了原子彈和氫彈試驗中的關鍵力學問題。在衛星工程方面，他參與人造衛星研制，是唯一在核彈、導彈、衛星三大領域都作出了重大貢獻的科學家。中國人應該永遠懷念他 : 永懷郭永懷。

為什么呢？1968年12月5日，郭永懷因飛機失事殉職，遺體與警衛員緊緊相抱，保護了絕密文件，里面有唯一的一整套關鍵數據 : 中國第一代熱核導彈的絕密文件（當年并無方便拷背抄本備份海量資料的電腦儲存技術）。當天郭永懷從青海趕往北京匯報熱核導彈進展，飛機在降落時不幸失火墜毀。搜救人員在殘骸中發現他和警衛員牟方東的遺體緊緊抱在一起，夾在兩人胸前的公文包完好無損，里面的全部文件得以完整保存。1969年9月23日，中國第一次地下核試驗成功，這份珍貴的資料起到了極其關鍵的作用。

錢學森痛悼這位同校師弟，表示 “中華民族失去了一個天才的兒子。” 郭永懷和錢學森同樣放棄當年國外優渥生活條件回國，隱姓埋名投身國防事業，其科學報國的奉獻精神，公認是“中國知識分子的楷模”。

行文至此，筆者認為有必要了解加州理工的成功之處，作為中國在科學技術研究開發方面高等院校發展的重要參考指標。

加州理工的成功與其獨特的歷史背景密不可分。學校前身為1891年由商人Amos Throop 創立的Throop University，最初定位為職業培訓學校，旨在為洛杉磯地區培養工業技術人才。當時美國的西部開發有工業化需求，旨在滿足當地科技人才缺口；早期以文科和基礎科學為主，20世紀初逐漸轉向科學與工程教育。1921年正式更名為“加州理工學院”，朝向研究型大學轉化。上世紀20至30年代確立了科研導向，密立根校長（1921年）推動學院聚焦物理學與工程學，吸引了包括愛因斯坦在內的頂尖學者到來，從而奠定了科研基礎。突破點是引入火箭研究項目（噴氣推進實驗室《JPL》的前身），由現代火箭之父戈達德領軍，為日后在航天領域取得領先地位埋下伏筆。當年加州理工通過高密度引進諾獎級別的學者（成立了密立根、愛因斯坦講座），形成“小而精”的傳統，構建學術生態。

加州理工位于洛杉磯帕薩迪納市，毗鄰好萊塢和NASA設施，兼具文化包容性與科研資源支持。在加州工業化進程中（航空航天、電子產業崛起），掌握到產學研合作的機會。二戰期間參與國防科研（火箭技術），獲得美國政府資金傾斜支持，加速了實驗室建設和學科擴展。加州理工順應工業化需求、利用地域資源、發揮杰出領導力、把握戰時科研機遇，開拓從技術培訓到尖端科研的轉型路徑，成為后來“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 ：質量優先，不重規模。極小規模與超高師生比例，全球數一數二。在校學生僅有大約2,000人（本科生不足1,000人），師生比高達1:3，教授可深度參與每個學生的科研指導（例如本科生可以直接操作NASA噴氣推進實驗室的設備）。相比東岸的麻省理工學院（MIT）的學生規模是加州理工的6倍，但諾貝爾獎得主密度遠低于加州理工（每千名畢業生就有1人收獲諾獎）。嚴格的入學篩選以確保學生的質素，是另一重要考慮。本科錄取率僅6%左右，新生SAT數學平均分要接近滿分以確保學生群體具備極強的學術互動潛力。此外，強調尖端設施與跨學科協作，以確保科研實力。校園內具備世界級科研設施，包括管理NASA噴氣推進實驗室（JPL），主導“機智號”火星直升機和“卡西尼號”土星探測等任務；又擁有LIGO引力波觀測站（2016年首次探測到引力波，收獲諾獎）和帕洛馬天文臺等天體物理學實驗平臺，動手能力超強。

加州理工的文化傳統是跨學科研究，化學與生物工程聯合推動基因編輯技術，物理與計算機科學協作開發量子算法。當年錢學森曾參與JPL火箭研究，該項目奠定了航天工程交叉學科的基礎。

此外，師資與學術生態的特質是 : 頂尖學者驅動創新。根據最新的數據，加州理工的諾貝爾獎得主共 78人（包括校友、教授及行政人員），密度全球第一。現任諾獎教授 6人，美國科學院院士75人。物理學家費曼（量子電動力學）、密立根（電子電荷測量）等都曾突破了重大理論。

學院的文化與制度（俗稱“軟件”，應定義為生態環境）是自由與責任并存，有創新激勵，又允許學生“惡作劇”文化，培養挑戰權威的思維；創業孵化器支持科研成果轉化（例如英特爾創始人摩爾曾在學院從事應用研究）。教授可自主選擇研究方向，不受行政干預，保障基礎科學有足夠資源長期投入。

在全球化戰略與資源整合方面，強調校際和校企合作網絡，與MIT共同運營LIGO，與NASA聯合開發深空探測器，充分相互利用資源以達到最大化效益。

加州理工的年度預算雖然只有哈佛大學的1/5，但科研經費占總支出比例超過60%，集中投入關鍵領域，確保資金的效率回報收益。

歸納言之，加州理工的成功源于對“小而精”理念的極致踐行：以頂尖人才為核心，以自由生態為土壤，以重大科學問題為導向。其模式證明，學術影響力不取決于規模，而在于生態系統的質量與韌性。

1978年，鄧小平推動改革開放，重視高等教育，強調科技興國。科學技術現代化是四個現代化之一。47年來踔厲奮發，承先啟后，砥礪磋磨，弦歌不輟。中國的今天，頭100間科學技術高等校院所，基本上已經參照加州理工的運作模式和生態環境，筆者本文提到有關加州理工的特色，基本上也是今天中國科學技術校院所的特色，而且是中國式，關鍵是加上了規模整合和黨建引領，雙拳出海。

香港出生、土生土長的陳繁昌教授（前香港科技大學校長），1970年（18歲）從皇仁書院完成理工預科課程后，到加州理工升讀、取得學碩雙學位（1975）后，轉赴斯坦福大學收獲博士（1978）。他是美國國家工程院院士、香港科學院創院院士；曾在耶魯大學、加州大學洛杉磯分校，美國國家科學基金工作；2009至2018年任香港科技大學校長，其后轉任沙特阿拉伯阿卜杜拉國王科技大學校長。陳繁昌專長數學、計算機科學及工程學，研究范疇包括數學造影處理與計算機視像、大規模整合物理設計以及運算大腦制圖，出版了超過 200 份被推薦的學術論文，曾是世界上最常被引述的數學家之一，被認為是有遠見的學術界領袖、優秀學者和科學家。

多午后繁昌兄和筆者在美國重聚，談起他初到加州理工時攻讀氣動力學；當時還以為是學習飛機制造，發覺原來涉及大量高等純粹數學抽象方程式理論研究；回想30多年前錢學森也曾在同校攻讀相同學科，他笑言從此開竅，了解到美國的高等學府如加州理工，其學術氛圍、制度文化、生態環境竟如許優越。如今內地的知名大學基本上已沿著本文總結有關加州理工的發展模式大踏步向前，成績斐然。中美之間的學術交流，應該是攜手共進、互相觀摩、互相學習、互動互補。科學無國界。現時美國在特朗普政府的管治下，以美國優先為由，排斥限制甚至壓迫外國留學生，尤其針對來自中國大陸的從事自然科學的莘莘學人，莫名其妙地充滿敵意，采取閉關鎖國的態度，逆潮流而動，其深層思考當然是憂慮中國超越自己，因而采取小院高墻的閉鎖政策，十分可惜。

展望將來，筆者估計中國高校將會吸引來自全球南方、“一帶一路”、金磚集團的年輕人來華留學，逐步出現替代100年前美國大量吸引全世界人才不斷到來的局面。俗語有云 : 風水輪流，此一時彼一時，令人感慨萬千。

香港作為國際教育樞紐，關鍵是要能夠更加深入、更加密切地和內地的高校加強合作的網格（grid）建設，以長期策略引領、提供高水平和全方位的合作方案，吸引更多的留學生到來，繼而通向內地。香港特區最關鍵的兩個發展亮點，一是國際金融，一是國際教育。時不我待，機不可失。在這方面，大有可為，但要深思熟慮，嚴肅認真，有實策可實施。有期盼焉。