田长霖的柏克利之路(22)

二二

　　柏克利学派注重研究、推理与应用，需要长期才见成果，并且对现象需了解透彻。而麻省着重经验，以实验为主，不重视理论与实际的配合，讲求立竿见影之效。

　　贝尔特教授在热传学领域是最权威的，他是热传学科学基础的倡议人。他主张做研究一定要走极端（extreme ），永远要走在第一线。在他的领导下，柏克利加大在40年代成为热传学的世界重镇。

　　脑力激荡式的启发

　　田长霖刚到柏克利加大还当代理助理教授时，因许多很好的教授出走，正逢最低潮的时期。创始人贝尔特教授当时已前往洛杉矶加大，创立并担任工学院第一任院长。贝尔特教授的家在柏克利，经常回到柏克利。田长霖终于找到一个机会向他请教，想了解自己将来应朝哪个方向发展？

　　贝尔特从不直接回答学生的问题，他总是加以反问，不断用问题来启发学生。

　　他问田长霖：“你做热传，热传最重要的参数是什么？”

　　田长霖回答：“传热靠温度，应是高温低温使热变冷。”

　　“温度若是最重要参数，何者为温度的极端？”贝尔特教授追问。

　　“当然是最高温与最低温。”

　　“很好！这是个很好的研究方向。”

　　贝尔特教授告诉田长霖，做人时，思想可以中庸；做研究时，方向和领域则永远要走极端。

　　田长霖暗喜，贝尔特教授的建议太好了，真不愧是开山祖师。正准备离开时，贝尔特教授叫住他：“等一下，年轻人，先别急着走，我还没问完呢！”

　　田长霖心想，大事不妙，被问倒怎么办？博士口试尴尬的场面犹历历在目。

　　“除了温度外，最重要的参数是什么？”

　　田长霖犹豫了一下，回答：“应该是参数的微积分。”

　　“很好，那么参数的微积分是什么？”

　　“微分或积分。”

　　“温度的积分是什么？”

　　田长霖想了一下才说：“热容（Heat Content）。”

　　“它的微分是什么？”

　　“与导热系数有关。”

　　“如果是导热系数，那么它的极端是什么？”

　　“导热中最快与最慢的。”

　　“传热中最快的是什么？”

　　“超热导体。”

　　“最慢的呢？”

　　“超隔热体。”

　　奠下日后的方向

　　经过这一番抽丝剥茧式的脑力激荡后，田长霖终于了解做研究走极端的重要性，心中相当地兴奋。他对自己未来的研究目标有了具体的确认。1961年这段千金难买的经验，影响了田长霖一辈子做研究的方向。五分钟的谈话，胜读十年书。

　　往后田长霖做太空梭研究、高温隔热体、高温低温热管等，思考方向都来自与教授的一席话。日本的设计，有些低温隔热部分就是根据田长霖实验室所做出的方程式而设计的。

　　“热传学”，传热——导进或导出，热或冷，都可以应用到很多不同的地方。他的第一个研究计划是“土星C-SA”，当时是世界最大的火箭，即使现在仍然在用。但它发射后喷出的火焰太热、太剧烈，其辐射热甚至会把火箭底部都熔化掉一部分。田长霖研究的是火焰的辐射热量。

　　当时，有些人认为，干脆任由火箭底部耐高温物质去熔化，因为不必等到热或熔化影响到火箭内部的时候，人早已进入太空，火箭也不需要喷射了，所以没有问题。“一旦这样做，必须减低可使用的载重量，因为这是无效载重。我的研究就是在了解确切的辐射热量、作适当的底部设计，非常有趣。”

　　在太空船的温度控制方面，田长霖也做了多角度的研究，后来又研究如何把隔热砖固定在太空梭表面上。1980年左右，是太空梭运行的最大挑战时期，他的研究做了很大的贡献。

　　在“三哩岛核电厂”发生冷却故障、内部热度高升时，田长霖被专程请去处理。他在航太工业担任顾问达25年，当了校长后才辞掉。他也曾经是“国家原子炉反应器委员会”的长期顾问，并协助通用电子公司作紧急降温和一些其他的研究。

　　田氏军团治学之道

　　田长霖在带领学生做研究时，从不斤斤计较今天做什么。明天做什么等细节，他总是大胆放开让学生去做，注重的是大方向、主题、想法。散处世界各地的学生在热传方面都十分有成就，日本人称田长霖在研究领域拥有一支“田氏军团”（Tien’s Army）。

　　田长霖治学的理念是理论和实验并重。在每一项“热传”研究开始时，必先要求学生广读现有的理论和实验基础，从现存的知识库中去了解实际的现象和研究问题的症结，接着再做假设性的推理；在推理的过程中，还要把一个复杂的现象和问题，将它在假设的条件下，抽丝剥茧地简化到可以用数学公式表达出来的“物理模式”。

　　做出了“模式”之后，就得用数学方程式去解它，最后再用实验数据去验证它的适当性及精确度。当数学算出模式的结果和数据相合时，这项研究就成功了。在这样的研究过程中，如果一开始就没有做好定位，则需要反复多次地下功夫。如果一开始就错了，可能根本就做不出结果来。他的学生孙国华表示，田长霖做论文指导时，功夫下得最深的部分，就是在找出问题症结及推论的过程中，不断地磨练学生的思考及推理能力。

　　由于田长霖坚持在研究上必须要有独创的概念，才造成他在“热传”界中不断有所“突破”；这不但让世界各地的教授学者跟随着他的“突破”而继续发扬光大，更使得他在这30年中一直保持遥遥领先的地位。

　　自50年代的末期至今，他共发表了三百多篇论文，完成了十几本权威性的著作。这其中，他在“热传学”研究领域极广，包括了热辐射、热对流、热材料、薄层结构、超低温绝缘、多孔物质、乱流、沸腾、二相流、热管、燃烧、太阳能、核能安全以及微尺度热流等等。他的成就不但使“热传”界人士叹为观止，更叫人折服的是，当了校长之后，他仍能保持“热传”宗师的崇高地位。

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