フォン・カルマンの成長の謎：なぜ彼は100年に一度の科学の天才になったのか？

なぜフォン・カルマンは100年に一度の科学の天才になったのでしょうか?彼の生まれ持った才能は確かに重要ですが、それは彼が獲得し​​た成長環境とさらに切り離せないものです。フォン・カルマンの自伝を読み返し、彼の初期の教育的背景を調査することによって、この記事の著者は、フォン・カルマンの父親の教育哲学、彼が通っていた高校の教育方法、そして後に出会った賢明な指導者や友人の影響が、彼に特に重要な影響を与え、生涯にわたる探究心と「なぜを知る」という科学的領域の追求に貢献していることを発見しました。フォン・カルマンの成長の道筋を理解することは、私たちの現在の教育と指導、そして生徒の成長にとって重要な意味を持ちます。

著者：ディン・ジウ（南ミシシッピ大学数学教授）

2023年は、アメリカの応用数学者、物理学者、エンジニアであるセオドア・フォン・カルマン（ハンガリー語で姓が最初に現れるKármán Tódor、1881年5月11日 - 1963年5月6日）の死去60周年にあたります。彼はハンガリーの教育一家に生まれ、ドイツの学問の聖地ゲッティンゲン大学で育ち、アーヘン工科大学で名声を博し、アメリカのカリフォルニア工科大学で栄光を勝ち取りました。彼は最終的に、当時世界で最も有名な空気力学者および航空技術者となった。彼は生涯を通じて数々の賞を受賞した。彼は生涯最後の年に、アメリカ合衆国大統領から最初のアメリカ国家科学賞を受賞した唯一の受賞者となっただけでなく、国際教師賞にも選ばれました。

約30年前にフォン・カルマンの自伝『風とその向こう側』を初めて読んだとき、私はその本を置くことができず、最初から最後まで読みました。私はこの本から多くのことを学び、数年後に再び読みました。先月、彼を偲んで「風に舞う天才科学者 ― カルマン没後60年を記念して 」という記事を書くために、学校の図書館から『風と彼岸』を借りてきました。彼の哲学的な言葉は、カリフォルニア工科大学のために彼が革新的に開発した高効率風洞から吹き出す強風のように、再び私の心の中に吹き込んできた。

なぜフォン・カルマンは100年に一度の科学の天才になったのでしょうか?当然、並外れた才能や知性は生まれながらの「神からの贈り物」であると言うなど、さまざまな答えが考えられます。これらの生来の要因は確かに非常に重要ですが、親の教育哲学、学校の教授法、教師や友人の微妙な影響、本の思想的浸透、指導者の目に見えない影響など、後天的な成長環境も重要な役割を果たします。

フォン・カルマンが口述した自伝には、「神童」となってからの80年近いキャリアにおける豊富な経験と興味深い話が記録されているだけでなく、より価値があるのは、彼が思い出した鮮明な物語と、人類の永遠のテーマである「教育」についての個人的な考え、科学と工学、理論と実践の関係についての洞察が時折組み合わされていることです。私の意見では、科学的および教育的概念に関する物語と議論を組み合わせた本の後半部分は、フォン・カルマンの自伝の最大のハイライトであり、他の自伝や他人の伝記とはまったく異なります。また、この本を読んだ後、最も深く賢明な要約を得ることができました。

フォン・カルマンは父親が自分の人生に大きな影響を与えたと考えており、その感謝の気持ちは彼の自伝の中に頻繁に現れています。したがって、フォン・カルマンの輝かしい業績がどのように築かれたかを理解するためには、歴史的視点を30年先の19世紀半ばのハンガリーに移す必要があります。

父の影響

フォン・カルマンの父、モール・カルマン（1843年12月25日 - 1915年10月14日）は、オーストリア＝ハンガリー帝国の著名な教育者であり文化政策立案者でした。若い頃、彼はハンガリーの新ユダヤ主義の先駆者であるリポート・レーヴ（1811-1875）の影響を受けました。ラビであるレーヴは、モアが宗教を超えた幅広い知識を学ぶことを好んでいたため、モアを解雇し、ラビにしようとしたことがある。しかし、モル・カーメンは教会よりも学校を好んだため、スイスのウィーン大学に進学し、哲学、教育学、言語学を学び、1866年にスイスの最高峰の高等教育機関であるペスト王立大学の人文科学部から博士号を取得しました。この大学は1873年にブダペスト大学と改名され、1921年には300年前の創立者である哲学者ペーテル・パーズマーニ（1570-1637）を記念してハンガリー王立パーズマーニ大学に改名されました。最終的に、1950年にハンガリーの著名な物理学者ロラーンド・エトヴェシュ（1848-1919）を記念して、現在の名称であるエトヴェシュ・ロラーンド大学に変更されました。

1868年、レーヴの推薦により、モル・カーメンはペストの高等学校で宗教の授業を教えた。翌年、ハンガリーがオーストリアから独立した直後、彼はハンガリーの宗教教育大臣であったヨージェフ・エトヴェシュ男爵（1813-1871）の依頼を受け、ライプツィヒ大学に赴き、ドイツの教育改革者トゥイスコン・ツィラー（1817-1882）のもとで2年間学び、ドイツのギムナジウム制度を専門とした。男爵は前述のローランド・エテフスの父親でした。ツィラーは、ドイツの哲学者であり近代心理学と教育理論の創始者であるヨハン・フリードリヒ・ヘルバルト（1776-1884）が強調した「教育の道徳的目的」に対する信念を強く支持した。彼は、基礎教育のあらゆる部分が強い性格の形成にどのように役立つかを示すよう努めました。モア・カメンは生涯を通じてこの理論から多大な影響を受けました。

1872年にハンガリーに帰国したモール・カーメンは、ペスト大学で教育学、倫理学、心理学の個人講師となり、その後、文部省に雇われてブダペストに教員養成の模範校を設立し、1897年に病気のため辞職するまで講師を務めた。この学校が後に多くの優秀な人材を輩出したミンタ・ギムナジウムである。ドイツをモデルに設立されたこの公立男子校は、学校教師の養成に重点を置いています。 「ミンタ（模範）」は正式名称ではなく、「教員資格を取得するには、何を教えるかだけでなく、どのように教えるかを学ばなければならない」ことからこう呼ばれています。ミンタの学生が教育実習を行い、学校の教師は大学の学生と並行して働いています。

モル・カーメンは1873年から10年間ハンガリー教育委員会の書記を務め、高等学校のカリキュラムの設計に重要な役割を果たしました。この期間中、彼は最初は他の人と共同で、その後は単独で雑誌『ハンガリー教育』を編集した。 1907年から彼はハンガリー宗教教育省で理論的教授法の責任者となった。 1908年、彼はペース大学の教授に任命された。前年、彼はフランツ・ヨーゼフ皇帝（1830-1916）によって貴族に叙せられていた。このプロセスは非常に興味深いです。皇帝は彼を宮殿に召喚し、彼の優れた働きに報いたいと述べ、彼に「閣下」の称号を与えることを提案した。モール・ケイメンはお礼を言って頭を下げたが、別の提案をした。「陛下、光栄です。しかし、私は子供たちに受け継ぐことができるものを希望します。」皇帝は同意し、彼に世襲貴族の称号「フォン・ショロスキスラク」を与えた。この世襲貴族の地位がフォン・カルマンに引き継がれたとき、彼はフルネームの中で最も長い単語さえもはっきりと発音できなかったため、科学者としてのキャリアで得意としていた「複雑なものを単純化する」という手法を使って、単純にそれを削除した。このため、世界には短縮された貴族の姓「フォン・カルマン」しか知られていないのです。

尊敬されるドイツの先達教育者ヘルバルトと同様に、モール＝カーメンは教授法は主に知識の科学であると信じていましたが、ヘルバルトの教師中心の考え方とは対照的に、生徒の活動の重要性を強調しました。ミンタ・ギムナジウムにおける彼の理論的貢献と実践的な仕事は、ハンガリー、特に高等学校レベルの教育方法の近代化に貢献しました。彼はこの分野での自身の著書に加えて、英語とドイツ語の教育文献をハンガリー語に翻訳しています。

モル・カーメンによって設立されたミンタ・ギムナジウムでは、ハンガリー語、ドイツ語と文学、ラテン語とギリシャ語、宗教と倫理、哲学、地理学、自然史、代表的幾何学、数学と物理学、美術と体育などのコースが提供されていました。このことから、人文科学が重要な役割を果たしていることがわかります。 1913年から1918年までミンタ・ギムナジウムで学んだハンガリーの化学者、ゲザ・シャイ（1900年 - 1991年）は、この学校を「学生が科目の内容を学ぶだけでなく、考えることも学ぶ最初の学校」とみなした。

9歳の時に父親にこの学校に通わされたフォン・カルマンもそう思っていた。それまで彼は他の学校に通ったことがなかったが、6歳の時に2桁の数字の掛け算を暗算する能力を示していた。カルメンおじさんは、鉄は熱いうちに打たず、難しい数学の問題を解くための「数学オリンピックのスキル」を息子に教え込んだ。その代わりに、できるだけ早く「考える喜び」や「発見する幸せ」を体験できるように、家庭で幅広い知識を教えたのです。

フォン・カルマンは80歳になっても、6歳の時の話をはっきりと覚えていた。その日、自宅で開かれたサロンパーティーで、兄は彼をサロンの中央に押し出した。トドルの何桁もの掛け算の妙技を知っていた年配の親戚が、群衆を静めて彼に呼びかけました。「よし、トドル。この 2 つの数字を心の中で掛け算しなさい。144,567 を 19,765 で掛け算しなさい。」すると、サロンは静まり返り、皆の視線が期待を込めてその子供に向けられた。舞台上の演者のように、小さなカルメンは少しの間ためらった後、結果を発表しました。その間、誰かがペンと紙で確認し、彼の答えが正しいと宣言しました。

少年は何度も繰り返して演技を披露し、観客は皆、少し驚いた様子で拍手して笑った。しかし、年老いたカルメンを除いて。その日、彼は客から離れて息子の演技を間近で見守っていたが、その顔は心配そうだった。客たちが帰った後、父親は息子を書斎に呼び、「トドル、これは巧妙な実演だったが、二度と数学のことを考えないと約束してほしい。分かったか？」と言いました。当時6歳の息子は父親の善意を理解できず、父親が自分の才能を褒めてくれるだろうと考えていた。数年後、フォン・カルマンはついに父親の気持ちを理解した。実際、年老いたカルマンは息子の機転の利くことを恐れており、魔法使いの子供が好きではなかった。彼は、息子が頭の中で長い数字を掛け算するのは異常であり、やがては変人になるだろうと考えていた。

学校に通うまでの3年間、カルメン・シニアは数学の代わりとして、息子に地理、歴史、詩などを読ませた。晩年、フォン・カルマンは人生を振り返り、父に深く感謝している。「私の生涯にわたる文明の人間的側面への興味は、父が子供時代の私の心を算数の遊びから遠ざけようとしたことから始まったと私は信じています。」モル・カルマンは、生物学的な意味でフォン・カルマンの父親であっただけでなく、教育的な意味でもフォン・カルマンの父親であった。父親である私たち一人一人は、自分が過去に父親としてどのような存在であったかについて考えたことがあるでしょうか?

1897 年、モア・カメンの教職 25 年目を記念して、国内外の元教え子や同僚たちが祝賀会を開き、300 ページに及ぶ記念本を編集し、次のような詩を贈呈しました。

優しい先生、私たちの学校に理想を与えるために、

補償金はいくらですか？

常に強い精神を持ちますが、しばしば

弱さ、

あなたは自分の信念を説くことに飽きることはありません。

あなたは神が与えてくださったことをすべて成し遂げました。

あなたの言葉は敵にも聞こえます。

砂漠では珍しいことではありませんが、

これは、あなたがこのことに喜びを感じていることです。

明塔の光

1890年、9歳のフォン・カルマンは家を出て、父親が設立し​​たミンタ中学校に入学し、1899年までそこで学びました。父親の強い影響は彼の青年期にも続き、ハンガリーで初めて近代的な教育思想が浸透したこの学校とその創設者は、あらゆる面で彼を形成しました。

ミンタ中学校は、オーストリア・ハンガリー帝国時代に教師と生徒の硬直した関係を打破するために最初に警鐘を鳴らした学校でした。他の中等学校の慣例とは対照的に、この学校の生徒は放課後に教師と自由にコミュニケーションを取ることができ、また、学校の廊下を歩く生徒の集団によって教師の授業が中断されることもしばしばある。ハンガリーでは初めて、教師が授業外で生徒と会う際に握手できることが学校憲章に文書で規定された。これにより、「教師の尊厳」という深く根付いた伝統は歴史のゴミ箱に捨てられた。

ミンタ体育館はフォン・カルマンにとって素晴らしい教育体験でした。彼の父親は、学校ではラテン語、数学、歴史など「すべてを教え」、それが日常生活とどう関係しているかを示すべきだという考えを固く信じていました。教師は生徒に本からルールを暗記することだけを勧めるのではなく、生徒が自分でルールを作り上げるように促します。 （私の記事「風に舞う科学の天才 フォン・カルマン没後60年を記念して」では、フォン・カルマンが母校の具体的な教育方法について述べた文章を数段落引用しているので、ここでは繰り返さないことにします。）フォン・カルマンは晩年、この青少年学校時代を回想し、次のように結論づけています。「これは良い教育システムです。なぜなら、私の考えでは、小学校で推論の要素をいかに学ぶかが、その人の将来の知的追求能力を決定するからです。」個人的な経験から生まれたこの心からの発言は、我が国の現在の初等・中等教育の方法に何らかのインスピレーションを与えるでしょうか?例えば、フォン・カルマンの弟子であった銭学森（1911-2009）はかつてこう尋ねた。「なぜ私たちの学校は優れた人材を輩出できないのか？」おそらくその主な理由は、厳格な教化に基づく初等・中等教育が、教育を受けた者の「将来の知的追求を追求する能力」を根本的に弱めてしまうことにある。

フォン・カルマンは、父親の最大の貢献は生涯を通じて持ち続けた好奇心というかけがえのない才能を与えてくれたことだと信じていました。彼らのコミュニケーションでは、「あるものがなぜ特定の特性を持っているのか」という話題がよく出てきます。父親はよく息子にこう言い聞かせていた。「人間は観察するだけでなく、理解しようともする。これが人間と動物の大きな違いだ。」たとえば、雨滴はなぜ大きくなったり小さくなったりするのでしょうか?なぜ同じサイズではないのですか?なぜ空気は見えないのでしょうか？フォン・カルマンはわずか8歳にして、惑星の運動を再現することができた。無線電信が発明されたとき、彼の父親は、原始的な火花送信機と受信機からなるコヒーレント装置と呼ばれる装置を家に持ち帰ったことがありました。妻の驚きをよそに、カルメンおじさんはそれを分解し、家族全員になぜそれが動くのかを理解させました。

30年後、この「理解」を目的とした科学的教育法は、大西洋を越えたアメリカに住む若きリチャード・ファインマン（1918-1988）の父親によっても、息子に良い習慣を身につけさせるために使われました。ファインマンの父親は、息子が幼い頃から「科学的に」考えるよう導き、物事の名前を知っていることと、物事の本質を完全に理解することの根本的な違いを理解させようとした。たとえば、ある鳥は言語によって名前が異なります。特徴を知らずにこれらの名前を知っても無駄です。この科学的な学習方法と思考方法は、機械的な暗記と定義の暗唱方法とはまったく対照的であり、特に国内の教師と生徒の注目に値します。ベストセラーとなった著書『他人の考えなど気にするな』の中で、ファインマンは父親の幼少期の刺激的な教育に関する逸話を鮮明に回想している。彼のベストセラーのストーリーテリング本『冗談でしょう、ファインマンさん!』には、感動的な物語が記録されています。彼が 10 代の頃、近所の住人からラジオの不具合を調べてほしいと頼まれました。大人の困惑した視線の下、彼は前後に歩き回り、絶えず頭を使って考え、問題の核心を理解しようとしていた。結局、彼は近所の人がラジオのノイズを直すのを手伝ったことで町中で「有名」になった。

近年、数学の知識や数学者の人生に関する科学一般向けの執筆や読書に携わる中で、私は興味深い現象を発見しました。それは、人物の物語だけを語る中国語の記事の読者数が、数学者によって生み出された数学的アイデアを普及させる記事の読者数をはるかに上回っていることです。これは、多くの人々、その多くはおそらく科学的知識に興味を持つ若者たちであり、科学的概念の単純な理解の初歩段階、「それが何であるかは知っているが、なぜそれがそうであるかは知らない」だけで満足していることが多いことを示しています。これは私たちの教育の伝統と現在の状況に大きく関係しています。何も考えずに話を聞いて「有名人の逸話」を簡単に覚え、それを他の人に「伝えて」自分がどれだけ「知識豊富」であるかを示すことができます。実際、ある人物の物語だけを知っていて、その科学的な内容について何も知らないというのは、鳥の名前だけを知っていて、その習性について何も知らないようなものです。それは本質の徹底的な理解を欠いた「軽率な」読書法であり、科学に対する理解は「自己欺瞞」に近い。

西洋文明では、宗教が非常に支配的な地位を占めています。息子がミンタ中学校に入学した後、モル・ケイメンさんは息子と宗教的信仰を含む哲学的な問題についてよく話し合った。幼いカルメンはかつて年老いたカルメンにこう尋ねました。「もし私たちが、神はすべてを知っていて、したがって物理法則もすべて知っていると本当に信じているのなら、なぜ神はそれらを隠すのですか？」この難しい質問に対して、父親はこう答えた。「これは神の考えと矛盾しています。私たちは神がなぜ何かをなさるのかを常に知っているわけではありませんが、神が私たちにとって最善のことをなさると信じているのです。」このようにして、彼は息子に科学と宗教の関係を合理的に見るよう導き、思考と感情という心と心に関連する2つの領域を区別する方法を学ぶのを助けました。フォン・カルマンは、科学者としてのキャリアを通じて、科学と宗教の間に対立を見たことがないと主張した。

フォン・カルマンは早い段階から自分の成長に十分な自信を持ち、将来を科学と工学に捧げるという理想を確立しました。彼はより広い視野を持つために、中学時代にフランスの数学者アンリ・ポアンカレ（1854-1912）の有名な著書『科学と仮説』など、科学哲学に関する著作も読んだ。この本のアイデアは彼の生涯を通じて科学的思考に影響を与えた。この素晴らしい本の中で、ポアンカレは人間とミミズの次元の理解の例を使って「科学の限界」を説明しています。したがって、現在の自然法則では現象を説明できない場合は、新しい法則を探す必要があります。フォン・カルマンは、「ポアンカレの考えがなければ、アインシュタインとプランクの革命的な概念は科学界にこれほど早く受け入れられることはなかっただろう」とさえ信じていた。

賢者の影響

フォン・カルマンは18歳でミンタ・ギムナジウムを卒業し、ハンガリーの数学と科学の最高の学生としてエトフォス賞を受賞する栄誉に浴しました。この賞は、重力に関する研究で知られるブダペスト大学の物理学教授、ローランド・エトフォス氏にちなんで名付けられました。

フォン・カルマンは1899年から1902年まで3年間ロイヤル・ジョセフ大学で学び、機械工学の学士号を取得しました。この大学の前身は 1630 年代に設立され、18 世紀にヨーロッパ初の工学大学となりました。約400年の歴史の中で何度も名称が変更され、2020年に現在の名称であるブダペスト工科経済大学に変更されました。そこでフォン・カルマンは、有名な数学者ギュラ・ケーニヒ（1849-1913）が教える数学の授業を受け、中学校のときと同じように数学の論理的思考に没頭し、数学が脳に課す独特の挑戦をさらに楽しんだ。同時に、歴史や文学などの人文科学の授業も受講し、ゲーテ（ヨハン・ヴォルフガング・フォン・ゲーテ、1749-1832）を読む喜びを再発見し、時には詩を書く必要性を感じることもあった。

大学に入学した後、フォン・カルマンは自分の高いIQ、記憶力、理解力を非常に誇りに思っていました。父親は息子が少々「口が達者」で他人を出し抜こうとしていることに気づき、フォン・カルマンに、本当の思考には賢さ以上のものが必要だと厳しく警告した。 「心をただ使うのではなく、増やさなければなりません。そうしないと、頭がいっぱいになって何も達成できなくなります。」と老カルメンは言いました。聡明な若者にとって、まさにタイムリーなアドバイスです。

フォン・カルマンは、父親の正しい指導と個人的な経験から、偉大な科学的発見は十分な知識の蓄積と創造力の爆発的な増加の有機的な組み合わせの自然な結果であることを理解しました。彼には、当時の代表的な数学者、ダヴィド・ヒルベルト（1862-1943）と同じ特徴がありました。つまり、ゆっくりだが深く考えるという特徴です。賢い人にはこれが欠けていることが多いです。彼は人々を分類するためにIQテストを使用することに反対した。これらのテストでは、個人のペースではなく、速度のみを測定します。しかしフォン・カルマンは、真の知的成功にはスピードではなく、深く、しっかり、創造的に考える能力が重要であると常に信じていました。

創造的思考の点では、フォン・カルマンに最も大きな影響を与えた大学の工学教授は、油圧を教える機械技術者であり発明家であったドナート・バンキ（1859-1922）でした。彼は工学における純粋に経験的なルールの使用に反対し、ある意味では、自然界で物事がなぜそのように起こるのかを学生たちに説明しようとしました。フォン・カルマンは彼から多くの優れた原則、特に科学的な視点を使って工学上の問題を解決するという革新的なアイデアを学びました。実際、彼の最初の認められた理論的成果は、バンキーの監督の下で完成されました。これはエンジンに関するもので、「なぜバルブが振動して音を出すことがあるのか​​」という疑問に答えようとするものでした。彼が人生で初めて遭遇したこの理論的問題の解決は、彼に次のような感嘆を残しました。

「私は、他人から離れて問題について考える能力が自分にはあることに気づきました。そのようなとき、科学的な考えの豊かさに魅了され、他のあらゆる考慮を排除することができます。心の中に科学的な問題があり、真剣に取り組むなら、子供を抱えた女性のように昼夜を問わずその問題を抱え続けるでしょう。その考えが正しいか間違っているか確信できるまで、椅子から立ち上がらないでしょう。」

フォン・カルマンは、普通のエンジニアとは異なり、上記の工学上の問題を数学の問題に変換しました。バンキー教授が自分の名前で書いた論文の質を高く評価し、自身が編集した本にその論文が掲載されました。このことに刺激を受けて、この優秀な学生は、数年後のゲッティンゲンの黄金時代にフェリックス・クライン (1849-1925) やヒルベルトなどの数学教授と交流する中で、さらに野心的な目標を設定するようになりました。

「仕事で幸せになるためには、基礎理論に集中しなければなりませんでした。私は真の科学者、学者という意味での科学者にならなければなりませんでした。科学を単に使う人ではなく、私たちの知識と自然への理解に新たな貢献をする人です。」

フォン・カルマンは、両親が常に外国語の重要性を強調していたため、高校時代にドイツ語とフランス語を学びました。大学時代、父親は彼と母国語とこれら2つの外国語を混ぜてコミュニケーションをとっていたため、彼はドイツ語とフランス語を流暢に話したり書いたりすることができました。しかし、彼が英語の学習に関心を持ち始めたのは大学を卒業する直前になってからでした。手遅れだっただけでなく、発音も不正確だったため、数十年後、あるアメリカ軍将軍はインタビューでこう語った。「フォン・カルマンと一緒に働いていた数年間、彼が良い仕事をしていたことは知っていたが、彼が何を言っているのかはよく分からなかった」卒業後は1年間砲兵として勤務し、その後母校に戻って助教授として3年間勤務し、有益な工学実務経験を積みました。この頃、彼は数学、科学、工学、人文科学、さらには外国語についても十分な訓練を受けていました。彼に必要なのは、次のレベルへの飛躍だ。

フォン・カルマンの学術的キャリアの新たなスタートは、1906年にドイツのゲッティンゲン大学に入学し、近代流体力学の創始者の一人であるルートヴィヒ・プラントル（1875-1953）に師事したときに始まりました。彼は 1908 年に博士号を取得し、これによって工学に数学を組み込み、科学法則で工学研究を導くという彼の学術モデルが真に確立されました。ゲッティンゲンでの7年間で、彼は力学の研究で急速な進歩を遂げただけでなく、ヒルベルトやミンコフスキー（ヘルマン・ミンコフスキー、1864-1909）などの偉大な数学者によって組織された数学と物理学の最先端の議論に深く影響を受けました。彼はまた、アルバート・アインシュタイン（Albert Einstein、1879-1955）やマックス・ボルン（Max Born、1882-1970）といった同年代の物理学者とも積極的に交流し、固体物理学の分野で後者と共同研究を行い、2つの新しい概念を実現しました。

ゲッティンゲン数学学校の設計者であり指導者であったクラインは、フォン・カルマンに大きな影響を与えました。当時、ドイツの大学には正教授はほとんどおらず、現在の中国やアメリカに正教授が多数いるのと異なり、その数は今もあまり変わっていないと言われています。傑出したヒルベルトでさえ、他の人の後を継いで教授になるまで、故郷のケーニヒスベルク大学で講師および准教授として 9 年間勤務しました。 2年後、クライン氏の努力のおかげで、彼はゲッティンゲンの教授になった。それ以来、二人はそこで数学、さらには物理学に栄光をもたらしました。クラインのもう一つの大きな貢献は、ドイツの大学に初めて応用数学と応用力学の教授職を設置したことです。数値積分のルンゲ・クーター法を発明したカール・ルンゲ（1856-1927）は、歴史上最初の応用数学の教授となった。ルンゲの「数学的貢献」には、娘の一人が数学者であり、もう一人の娘が数学者リチャード・クーラント（1888-1972）と結婚したことも含まれる。

クライン氏は、若い講師フォン・カルマン氏の科学と工学の関係についての理解を強化した。クラインは数学理論と実際の工学を組み合わせることを提唱し、アルキメデス（紀元前287年頃 - 212年）やアイザック・ニュートン（1643年 - 1727年）などの偉大な数学者は、実際の問題を解決するために数学を応用する方法を知っていたと主張した。彼は、工学部の卒業生はしっかりとした理論的基礎と科学的手法に対する明確な理解を持つべきだと考えています。ゲッティンゲンで彼が提唱した「科学と工学の融合」という先駆的なアイデアは、後にフォン・カルマンによって継承され、アーヘン工科大学やカリフォルニア工科大学での科学研究や教育実践に活用されました。

純粋数学者として、ヒルベルトは応用数学を少々軽蔑していた。彼は物理学者を軽蔑し、「物理学は物理学者には難しすぎる。物理学者は誠実で根拠のある数学の助けを必要としている」という有名な言葉を残しました。かつて彼はフォン・カルマンの講義に出席し、感想を尋ねられたとき、こう答えた。「私は今でも応用数学は好きではないが、賢い人の話を聞くのはいつも楽しい。」より抽象的な理論家エルンスト・ツェルメロ（1871-1953）は、もう少し「賛辞」的なことを言った。「カルマン、応用系の愚か者の中で、あなただけが教育を受けているのではないかと思う。」

フォン・カルマンの目には、ヒルベルトの関心は純粋に科学的なものであり、彼は基礎理論だけに関心があった。彼のビジョンはフォン・カルマンの賞賛を勝ち取った。「彼は科学者の中では稀有な人物であり、問​​題の核心をつかみ、理解のひらめきで人々の心を照らすことができる偉大な教師である。」ヒルベルトの考えにより、フォン・カルマンは、前世紀に普及していた自然現象の不正確な定性的な記述は、数学的な定量的手法によって強化されるか、あるいは置き換えられるべきであることを理解した。 「これは『自然は数学的である』という私の信念に強い影響を与え、一般の人々が克服できない混乱しか見ない領域で数学的な解決策を生涯にわたって探し求めるよう私を導いた」とフォン・カルマンは自伝で結論づけている。

フォン・カルマンは、これらの巨匠たちから影響を受けられたことを幸運に感じていた。「ただ一つの分野に集中するのではなく、宇宙技術のさまざまな側面に貢献したいという私のその後の興味は、多くの新しい数学と物理学が生まれ、今日の原子科学者や宇宙科学者を生み出したゲッティンゲンの環境で培われたと思います。」

フォン・カルマンは、現代数学と物理学の本拠地であるゲッティンゲンで7年間研究に没頭し、国際力学界で名声を博した後、アーヘン工科大学から教授職のオファーを受けた。この前後の20年間、彼の主な研究分野は、アメリカのライト兄弟に代表される「空を飛ぶ」時代の呼び声である航空工学へと徐々に焦点が当てられていった。彼は航空学研究所の所長として、この有名なドイツの工学学校を世界的な影響力を持つ航空科学の拠点へと変貌させました。彼自身の画期的な研究もまた実りある成果を生み出したが、その中で最も有名なのは「カルマン渦街」と名付けられた渦理論の発見であり、これは幅広い用途に使われている。 1930 年当時、彼はすでにヨーロッパの航空工学界でよく知られていました。ドイツのナチスの強力な反ユダヤ主義に直面して、彼はカリフォルニア工科大学のグッゲンハイム航空研究所のディレクターを務めるために、アメリカの大西洋と土地を渡ることを決めました。

研究室は4年前に設立されました。これは、投資家、ニューヨーク鉱業の大物、慈善家のダニエルグッゲンハイム（1856-1930）によって設定されたため、大統領がヨーロッパからの「パイロット」を見つけるためにすぐに出会ったためです。航空研究には、不可欠な機器である風洞が必要です。そうでなければ、それは単なる話でしょう。リーダーのフォン・カルマンが新しい学校に与えた「ウェルカムギフト」は、記録的な効率性を備えた大きな風のトンネルでした。

物語は、1926年に彼の最初の米国への旅行から始まります。その訪問は、グッゲンハイム財団の好意を得るために、カルテックの大統領からのテレグラムによって招待されました。フォン・カルマンはまた、風のトンネルの予備設計を改善し、以前の「エッフェルモデル」を覆し、Aachenでの彼自身のデザインのアイデアと同様の改善された計画を採用するために、試してみたいと思っていた学校を支援しました。この「エッフェル」は、パリの象徴的な建物「エッフェル塔」であるガステイブ・エッフェル（1832-1923）です。彼は、退職後に気象と空力研究に焦点を当てた土木技師でした。その結果、1930年にCaltech Windトンネルが建設された後の最初のテストでは、その「エネルギー比」がエッフェル風力トンネルの3：1のデータをはるかに超えただけでなく、ソビエト風力トンネルが5：1-6：1の世界記録に匹敵し、5.6：1に達しました。彼が彼の新しい国に到着するとすぐに、フォン・カルマンは彼のアメリカのカウンターパートにエンジニアリング設計を科学的に適用する革新的な能力を実証しました。

家族が最初に米国に引っ越したとき、英語が共通の言語であるヴォン・カルマンは、しばしば科学研究の「複合体を単純化する」ことができたが、2文字のAの上にアクセントマークを姓Aの上にドロップすることを真剣に考えていた。しかし、ある日、カルテックのキャンパスで、2人の教員の間の会話が彼の耳に耳を傾けました：「新しい教授は誰ですか？」そのうちの一人が尋ねた。 「わからない」と同僚は答えた。フォン・カルマンはコメントに悩まされていたので、彼は「そのこと」を手紙の上に置くことに決めました。 （彼は確かに、93年後に彼を記念して議論するために2つの記事を書いて、彼の元のスペイン語の名前をコンピューターに入力するのにもう少し時間を費やすと予測していませんでした。）

Von Karmanは、米国で人々を教え、教育し、33年間彼の才能を貢献しました。彼は、応用力学と航空宇宙工学のいくつかの分野で創造的な貢献をしました。彼の生来の才能に加えて、「神からの贈り物」（ギリシャ語の語源を持っている母親から与えられたtódorという名前と科学への献身（結婚しないことを含む）は、主に2つの側面に起因しています。彼はその世紀の偉大な科学者の間で自分自身をどのようにランク付けしたかを尋ねられたとき、彼はそれほどモデストの答えを与えましたそれ以上、おそらく3つの素晴らしいアイデア。」

多くの科学者がいますが、「素晴らしいアイデア」を持つ科学者はほとんどいません。彼らが歴史上倒れた偉大な科学者になったという事実は、複数の栄養栄養の結果です。 10代と若い大人のフォン・カルマンの成長をたどり、あらゆるレベルで家族から学校まで、私たちの国の現在の若者教育環境を目撃して、「私たちの心の中で特別な気持ち」を感じるでしょうか？

2023年8月17日に書かれています

ハティスバーグ サマー ハウス

この記事は科学普及中国星空プロジェクトの支援を受けています

制作：中国科学技術協会科学普及部

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