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读《普朗特传》

已有 5091 次阅读 2023-1-21 09:29 |个人分类:休闲阅读|系统分类:人物纪事

普朗特(Ludwig Prandtl, 1875-1953)是近代力学的奠基人,应用力学哥廷根学派的创立者。《普朗特传》是普朗特小女儿所写的传记,素材来自回忆和通信。该传记比较强调生活侧面,当然普朗特的科学生涯是其生活中不可或缺的方面。但生活传记还是不同于同行撰写的科学传记,例如同样是流体力学家的Taylor传记(The Life and Legacy of G.I. Taylor by George Batchelor, Cambridge University Press, 1996),作者也是流体力学名家,写有名著《流体动力学引论》。生活传记也不同于训练有素的历史学家的研究性传记,例如Jean-Marc GinousGhristian GeriniHenri Poincaré: A Biography Through the Daily Papers(英译本World Scientific, 2014)

 

就人生态度而言,普朗特似乎是典型的stoicism。如他自己所说,一个人不需要责备自己,能保持沉着就是最好的了。一个人要有同情心,要与人为善。一个应该帮助别人而不求索取;也就是说,一个人应该树立某种坚忍的道德观。(p. 259)英文本的原文是,“One does not need to reproach oneself, composure is bestowed on one. One should have sympathy and be good to others. One should help, but not expect anything; that is, one should adopt a certain stoic morality. (p. 215)” 这也反映在普朗特给女儿《圣经新约》上的留言,忠于你自己!履行自己的职责,不论大小事。这是拥有完全平静心态的最好基础。(p. 175)英文版,“Be true to yourself! Performing your duties - whether great or small - is the best basis for having complete peace of mind. (p. 128) ”这种态度在日常生活中,就是人们很多时候不得不因为压制脾气的爆发而付出明显的代价。我为自己是一个深思熟虑的人而感到庆幸。但我对局势有一个清晰的认识时,一切又平静下来了,以至于我可以冷静地看待这件事。(p. 258)英文版“People very often have to make apparent sacrifices by suppressing impassioned outbursts. I myself have the good fortune of reacting very slowly in such deliberations. By the time I have gained a clear view of the situation, everything has calmed down again to such an extent that I can view the matter with composure. (p. 214) ” 体现在工作中,一个人必须尽力发挥自己的才能。此外,我也有我的职业道德,这让我努力留下尽可能完美的工作,并培养一批将这项工作发扬光大的学生。(p. 258)英文版 “One has to do one’s best to make the most of one’s talents. In addition, I also have my professional ethics, which allow me to endeavour to leave behind as perfect work as is possible and to acquire a circle of students who will continue that work. (p. 214)” 一个有思想的人的最大的幸运是研究了可探索的事物,并对深不可测的未知事物心怀敬畏。(p. 260)英文版 “The greatest fortune that a thinking man can have is to have researched that which is explorable and to revere the unfathomable. (p. 215)”

 

该书虽然没有特别专业性的论述,但对普朗特的研究方法论也有涉及。普朗特妻弟记录,这是他卓越才能的根本,借助于物理学的基本定律对观察到的现象进行学术分析。……他在物理基础知识方面积淀深厚,随时可以毫不费力地借鉴,为目前正在探讨的问题提供旁征博引。这既说明他科学成就的巨大广度,也印证了他的科学兴趣的广泛基础延伸至整个自然科学领域。(p. 84)F. Schultz-Grunow教授在论文“The intellectual legacy of Ludwig Prandtl”中称,通过直觉,他发现发现事物发展受多重因素影响,但他知道如何识别问题的主要矛盾并将其从次要矛盾中分离出来,因为次要矛盾恰恰妨碍了用数学思维解决问题的途径。(p. 267)用普朗特自己的话说,通过系统的简化,可以根据任务设定进行不同程度的简化,从而实现方法的灵活性。这也是与严格的,但实际上不灵活的精确理论方法相比的一大优势。(p. 268)”英文版“By systematically simplifying the approach, which can proceed to different extents depending on the task set, flexibility of methods will be achieved, which will be seen to be a great advantage compared to the strict but, indeed, also inflexible methods of exact theory. ” (p. 222)这段话有些拗口,该书最初是德文,但我没有看过。本质上就是建模的艺术,力学家的看家本领。如《列子·说符》中九方皋相马,得其精而忘其粗,在其内而忘其外。见其所见,不见其所不见;视其所视,而遗其所不视。更简单说,有时疏可走马,有时密不透风。这或许不限于科学,人生也大抵如此!

 

该书也说到普朗特的教学。普朗特的妻弟比较了自己的父亲和姐夫,奥古斯特·费普尔是一位有思想的教师,清晰、透彻的表达是他的课程和研究的特点。普朗特作为教师却没有如此的成功。虽然他的课程对高年级学生和博士生来说具有很强的启发性,但有时他在给该领域的初学者授课时却是困难重重。(p. 86)但普朗特非常有绅士风度,善待他人,包括提问者。他会非常认真地对待这些问题,并尽量给出一个有价值的答案,并且是一个询问者能够理解的答案。这种总是尊重他人的态度是作者的一项基本要求,他是这样表述的:为了使读者更好地应付可能部分难以理解的解释,必须以礼貌的方式对待读者。(p. 257)最后一句英文,“In order that he may better cope with an explanation, which may be partly difficult to understand, the reader must be treated in a courteous manner. (p. 213)”顺便一提,普朗特对学生的评价是看其独立工作能力。TimoshenkoAs I Remember中回忆,他曾在普朗特实验室访学时研究工字钢的扭转,多年后普朗特说他是“a good student, because I had not pestered him with questions and had worked independently.(p. 98)”此外,Den Hartog也在普朗特的实验室工作过,发现输电线舞动的自激振动机理受益于普朗特气动力的成果,参阅《机械振动学的开拓者邓哈托:生平、研究与教学》。

 

当年英语似乎还不是学术通用语言。因此普朗特在50岁时才从零开始学英语。他请位母亲是英国人的优秀教师一对一教学,妻子英语说得也很好。效果很显著,一年半后普朗特就到英国用英语演讲。后来还周游世界,走出欧洲,到了亚洲和美洲。作为有教养的开明西方人,普朗特对东方态度和善。例如,日本人在日常交往中非常友好,他们后天养成的谦逊和自制已成为一种生活方式,在我们看来,这是特别有礼貌的。日本人经常互相赠送礼物,总是以谦逊的姿态递上有品位的东西,对我们的态度如同胞般友好。我父亲特别称赞他们的慷慨好客。他们表现出的整洁感让陌生人感到特别自在。此外,日本人的勤奋是我们众所周知的。(p. 166)日本人这些值得赞美之处,其实是东方华夏文化中的传统美德。

 

经过过二战的德国人特别是名人,几乎都有一个不能回避的问题,在纳粹帝国兴起和覆灭过程中做过什么。普朗特也不例外,传记在这方面用不少笔墨。总体上,普朗特比较幸运,他没有参与纳粹的活动,但由于他的研究的军事价值,也没有受到纳粹的迫害。他获得过纳粹的荣誉和嘉奖,虽然他自己并不看重。他利用自己的影响力,保护了几位学者。该书还特别附了他写给纳粹元帅的信件,为现代物理学辩护。当然,他也不了解纳粹的罪恶,在国际会议上也为纳粹辩解。前面提到的流体力学家G.I. Taylor写给普朗特的信中说,我想你们根本不知道那个统治你们国家的罪犯疯子做了些什么,所以你也无法理解为什么每个新闻自由的国家对德国的仇恨这些年里疯狂增长。(p. 206)这个论点很值得注意甚至超越具体时代,有free press国家的民意,自有其道理。在盟军接近哥廷根时,他参与保护城市的提议,但遭到拒绝。幸好其他官员和市民的努力,最终不战而和,哥廷根实现了和平移交(the handing over the town without a fight was finally achieved)这有些类似于说,在钱谦益等努力下,南京城实现了和平移交,至于柳如是不认同是因为缺乏大局观。在战争过程中和战败后,普朗特的生活无疑受到影响。大女婿从军在前线阵亡。食物困难,燃料缺乏,家里住进难民。战后在盟军士兵监督下工作,实验室被拆走,研究工作受到限制。不能再进行航空方面的研究,普朗特转向气象研究。这都从特定侧面反映所谓第三帝国崛起带给本国人民的灾难,即使普朗特这种处于特别有利地位的国民,也不能避免。“兵者不祥之器”,“妄动刀剑者,死于刀剑之下。” “古之人不余欺也!”

 

最后八卦一下普朗特的婚姻。据说欧洲数学家有在学生中择婿传的传统,因此数学天赋似乎是岳父传给女婿。不仅是天赋,往往还有教授职位。普朗特的婚姻也部分符合这种传统,岳父是他的博士导师,有机会让普朗特接任教职,虽然其实情况不完全是那样。von Kármán在其参与的传记The Wind and Beyond中回忆哥廷根大学生活时,涉笔成趣地写到,普朗特年近四十岁的时决定结婚,给导师夫人写封信向她女儿求婚,但她有两个女儿,都对普朗特印象不错,后来大家决定把快到30岁的大女儿嫁给他,成为一桩完美的婚事。《普朗特传》反驳了这种说法。事实上,普朗特求婚时33岁,导师大女儿26岁,小女儿16岁。他听导师说已经订婚的长女婚约取消后不久,就直接写信给导师长女而不是夫人求婚。至于教职,有机会但并没有接任。岳父退休时,慕尼黑工大有意聘请普朗特,当然是基于他的科学贡献,而不是与卸任教授的特殊关系。普朗特觉得教学负担太重,经过谈判,学校把原来一个力学教授职位分成两个正教授职位。一个先给了普朗特的妻弟(就是退休老教授的儿子),另一个侧重研究的教授职位仍邀请普朗特(就是退休老教授的女婿)来接任。普朗特曾书面同意,但几经波折,在哥廷根落实了普朗特的实验室后,他谢绝了邀请,留在哥廷根。这打破了过去在欧洲大学屡见不鲜的女婿接任模式。在某种意义上说,工程需求使得近代力学不仅独立于物理,而且与数学分离。经典力学家几乎都是数学家,如Newton, Euler, Lagrange, Hamilton, Jocobi等。作为近代力学的奠基人,普朗特没有继任岳父的教职,也是与传统数学家分道扬镳。

 

《普朗特传》是孙博华院士及其学学生译自Ludwig Prandtl: A Personal Biography Drawn from Memories and Correspondence (Johanna Vogel-Prandtl, Universitaetsverlag Goettingen, 2014)。力学界的几位名家黄克智院士、胡海岩院士、郑晓静院士为该书分别作了序。我第一次见孙院士是在圣彼得堡的会议上,在同一会场报告。后来受他邀请给他们课题组在线上作过个报告,还有报告后的访谈。



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