正文

第四章 哈佛与麻省理工

中国通信元勋:张煦传 作者:王延锋,姜玉平,宋神秘


哈佛大学:学术与梦想

张煦在哈佛铜像前(1936年)

1936年秋,张煦随同一群中国青年学生,怀着“科学救国”“实业救国”的理想,登上“太平洋”号客轮,远渡美国,开始其异邦求学生涯。张煦选择的学校是位于美国东部剑桥的哈佛大学。

哈佛大学创办于1636年,是英格兰移民美洲的一批清教徒在新大陆创建的第一所大学。这些清教徒在英国的剑桥大学受过古典式的高等教育,为了使子女在新大陆也能享受跟他们一样的教育,于是模仿剑桥大学的模式,在马萨诸塞州的波士顿大市区查尔斯河畔创办了一所学校。起初学校命名为“剑桥学院”。1639年,为了纪念学校的创办者和主要捐助者约翰·哈佛(John Harvard,1607—1638),经马萨诸塞州议会同意,更名为“哈佛学院”。哈佛大学从创办之初,就以追求真理为宗旨,其校徽上用拉丁文写着“VERITAS”,即真理。校训则写着:“以柏拉图为友,以亚里士多德为友,更要以真理为友。”

哈佛大学校徽(图片来自哈佛大学网站)

北美独立战争时期,哈佛学院成为支持美国独立的重要思想阵地。战后学校进行了一系列改革,并于1780年升格为哈佛大学。学校除了原有的以文理为主科的哈佛学院,先后又开设了神学院、法学院等,成为正式的大学建制。进入19世纪,在一些曾留学德国的年轻教师推动下,哈佛大学从过去模仿剑桥大学,以古典教育为宗旨的传统,逐渐转变为德国式的现代教育。即减少古典学的课程,增加数理科学教育,兴办理学院、天文台等。到19世纪末20世纪初,哈佛大学已经办成包括法学院、医学院、商业管理学院、文理学院等学科比较齐全的综合性大学。

在张煦就读哈佛大学期间,校长是化学家科南特(J.b.Conant,1893—1978)。科南特担任哈佛大学校长长达20年(1933—1953),对学校做了多项大胆改革,推行通识教育,大力加强研究生教育,实行课程必修与选修相结合,普通教育与专业教育相结合的办法,使学校办学质量有了飞速发展,成为世界一流的综合性研究型大学。按照校长科南特的说法,“大学的荣誉,不在它的校舍和人数,而在于它一代一代人的质量。”校长科南特的个人魄力与学术追求,加上校友们的大力支持,使学校经费非常充足,哈佛大学一直重视聘请世界各地最有名的学者到校任教或做短期讲学、访问研究,学校学术氛围浓厚,研究水平大幅提高。张煦于此时期到哈佛求学,可以说恰逢其时。

留学哈佛是当今很多中国青年学生的最大梦想之一,但在当时的背景下,“实业救国”的理想更为迫切,许多留学生及其家长更愿意选择麻省理工学院等以工程见长的工科院校。一则因为这些工科性质的学校不但专业更为“实用”,符合实业救国的理想;二则这些学校的办学方式、专业设置与交通大学的办学传统相似,选择专业也要容易些。比如,跟张煦同年毕业的钱学森,先到麻省理工学院攻读硕士学位,后又转到加州理工学院攻读博士学位。张煦的好友张钟俊直接到麻省理工学院攻读硕士和博士学位。相对而言,张煦在数学、物理等基础理论方面比较擅长,计算能力也很强,但并不十分善于动手。因此,他比较偏重基础理论研究,哈佛大学拥有比较宽厚的基础理论,更适合他的风格。1936秋至1937年夏,张煦在哈佛大学研究生院的物理与通信工程(Physics & Communication Engineering)专业修硕士研究生课程。1937年6月,张煦获得哈佛大学科学硕士学位,学位论文研究方向为高频振荡电磁场发射器的特征。

按照当时庚款公费留美的资助计划,公费留学生只能在美国留学两年,也就是说,张煦的留学生涯将在1938年夏结束。此时,张煦的无锡老家已经是敌占区,处于一片混乱恐慌中,父亲张德载也失去工作了。张煦与其兄张烈同在美国留学,家庭经济不堪重负。他原打算拿到哈佛大学硕士学位后,到贝尔电话公司等电信企业实习一年,然后回国服务。于是,1937年夏,张煦准备向其导师,哈佛大学的查菲(E.L.Chaffee)教授等辞行,到贝尔电话公司实习一年,然后回国工作。当时,查菲教授即将升任哈佛大学克鲁孚脱(Cruft)研究所主任,可以单独招收博士研究生。查菲为张煦的处境感到非常惋惜。因为张煦学习很努力,成绩也特别优秀,每门课成绩都是A,若就此回到中国,学业很可能就此荒废。于是,查菲好意挽留张煦继续做博士论文,帮助他申请奖学金,并安排适当工作,以解决留学费用和生活费用问题。

由此,1937年6月至9月,张煦到麻省理工学院暑期学校学习和做实验。1937年9月至1938年8月,在贝尔电话公司(纽约)以及美联邦无线电厂等实习一年,之后又回到哈佛大学。

麻省理工:工程与实学

为何选择到哈佛留学却又要到麻省理工学院做暑期实验呢?首先,张煦在交大求学时的许多教师是从哈佛或麻省理工学院获得硕士或博士学位回国的,比如张廷金是哈佛大学的硕士,裘维裕先在麻省理工学院获硕士学位,再到哈佛大学研究院从事一年的研究工作后才回国。其次,交通大学在20世纪二三十年代的教育体系、教学内容等模仿麻省理工学院。所以,很多出国到美国留学的学生很自然地会选择这两所学校。张煦在大学时经常听张廷金讲述哈佛大学的教学科研水平及其在国际上的影响力,非常羡慕。在张廷金教授的推荐以及出国学生指导员胡瑞祥的帮助下,他凭借交通大学的毕业证和学习成绩向哈佛大学申请,很快收到接受录取的通知,非常高兴。这也说明当时美国一流大学对交通大学的教学水平是非常认可的。

张煦(左)与张钟俊(右)在麻省理工学院(1936年)

到麻省理工学院做暑期实验,则是“实业救国”思想的直接体现。因为在哈佛强调的是基础理论,以课堂教学和讨论为主,虽有不少实验课,但与工业的联系相对比较弱,学生动手操作的机会也比较少。而麻省理工学院很注重培养学生的动手操作能力,跟工业发展联系紧密。为回国后能够直接从事通信行业的教学、科研和生产实践工作,如电信器材的设计、生产、组装、调试和维护等,有一段时间的集中操作实践训练是十分必要的。张煦的国内导师胡瑞祥要求他在哈佛通过考试,拿到硕士学位之后赶快抓紧时间,利用暑期休假的机会到麻省理工学院加强实验操作能力的训练。

张煦在麻省理工学院的暑期实验主要是选修一门高级电信测量课程,以电子通信参数的测量为主。在这两个月的时间里,他得到的实践操作锻炼是非常重要的。麻省理工学院的实验传统很有名,不但实验设备很齐全,而且很开放,假期也是全天有职员上班。麻省理工学院要求学生自己设计实验方案,经实验教师批准后到实验室申请所需要的器材,有些则要求自己利用实验室的工作台自行加工制作。实验过程完全是独立的,有不明确或困难之处可以向实验室教师提出帮助,但最后都得自己解决问题,有些像工厂里面的试制车间。实验操作完成后也要自己设计实验报告,经过实验室教师的严格检查,整个过程都体现学生的自主性和独立性。张煦在此期间所做的实验报告,回国后成为他教学上重要的参考资料。他后来指导学生实验或带领学生实习时,也以麻省理工学院的实验规则要求学生。

贝尔公司:学以致用

在贝尔电话公司等多家美国电信企业实习一年,是张煦人生中很重要的一段经历。这一年的实习经历,使张煦进一步掌握国外通信系统的先进技术和管理经验,包括网络系统的设计、计算,器件的制造、运用和维护等各个环节,为他回国工作和进一步的科研活动打下了很好的基础。20世纪30年代末的美国贝尔电话公司、美国电话电报公司可算是当时国际上最先进的通信公司,拥有世界一流的设施和研发人才队伍。到贝尔公司、美国电话电报公司实习或工作,是很多通信工作者梦寐以求的,张煦为何有此机缘呢?按照他后来的回忆,这里面有多方面的途径。

出国前的1936年春,张煦在上海电报局等国内电信企业实习时,认识一些国内和国外的电信专家,便请他们帮助推荐。其中最关键的,是国内有名的长途电话专家胡瑞祥的推荐和帮助,使他认识不少美国电信专家,并得到他们的帮助。胡瑞祥原在交通部(南京)九省长途电话工程处任处长,1935年秋张煦报考清华公费留美生时,胡瑞祥被清华大学工学院院长顾毓秀聘请,为“长途电话门”出考题和评卷。在学生出国前,他又受聘为清华大学公费留美生指导员。因为长途电话门只有张煦一个公费生,因此他对张煦比较了解。1936年春,胡瑞祥与几位外国专家(美、英、日)在上海调查一起电信资费风波案,其中有美国电信专家雷(J.G.Wray)(胡在美国留学时认识的朋友)。胡瑞祥介绍张煦与雷相识,并给张煦写介绍信,建议他到美国后去找雷帮忙联系实习及暑期实验等事宜。张煦1937年夏拿着胡瑞祥的介绍信去芝加哥,见到雷,雷写了两封信给他的两个老朋友推荐张煦,一封给贝尔电话研究院的院长朱伊特(Jewett),另一封给麻省理工学院院长康普顿(Compton)。此外,张煦也找到当时驻美大使馆的武官郭德权帮助写了介绍信。于是,他才有后来到麻省理工学院暑期实验和贝尔公司等实习的经历。

当时的贝尔电话公司规模还不是很大,但研究开发实力已很强,主要的业务是市内通话为主,也有少量的长途电话业务。张煦回忆:“我本人早年留学美国开始学习通信科技时,已经对Bell Telephone Lab有粗略的了解,当时这家研究所集中于纽约市沿哈德逊河的West Street,还没有发展到New Jersey州几个规模很大的所。1937年秋季,我去West Street访问R.W.King(金)博士,他向我介绍他们的情况,并赠给我Bell System Technical Journal登载文章的单行本百余本。”金早年在康奈尔大学与胡适是同班同学,对中国学生很同情(后来张煦通过金募捐到一大箱贝尔研究院的图书和杂志,作为重庆璧山技术训练所的图书之用),他答应让张煦到贝尔研究院的某些部门参观。张煦的这次实习和参观,不是走马观花式的看看而已,而是带着问题要去请教,打算仔细考察各个主要设计和组织管理的环节。由于时间太紧,张煦碰到的一些技术问题当时还没法完全解决,后来向该研究院发表过载波电话文章的阿费尔德(Affeld)和发表过终端机文章的赖特(Wright)通信请教,得到他们的答复,才算顺利解决。

1938年春,张煦又拿着大使馆的介绍信去美国电话电报公司的长途电话部联系实习,接见他的是传输工程师考恩(Cowan),他答应张煦实习一个月。该部在纽约有一座大厦,装置了许多增音机、载波机等设备。实习主要是学习运用和维护方面的知识,但是该公司技术资料很多,可以任意查找。张煦在该部遇到一位好心的训练教员,他请教的所有问题都得到解决,所要求的技术资料也都获得许可,这位训练教员还送给张煦一本他编写的《长途电话原理》著作。此外,张煦还到纽约的西方联合电报公司参观,公司的总工程师休密(d'Humy)也慷慨送他一些技术资料。这些资料成为他回国后,先在(重庆)交通大学、金陵大学,以及新中国成立后在上海交通大学讲授“长途电话”课程,编写“长途电话”教材的主要参考资料。

此外,胡瑞祥本人曾在美国纽归赛电话公司实习过,认识该公司人事处的负责人瓦斯(S.M.Vass),于是他给张煦写了介绍信。张煦带着胡瑞祥的介绍信找到瓦斯,得以准许在纽瓦克的该公司实习三个月。这段时期,该公司正好开办一个短期训练班,学习敷设电缆的各项计算,张煦得以加入学习,教员为纽瑟姆(Newsome)。后来,张煦在该公司工程部实习,还遇到了胡瑞祥的好朋友纽波特(Newport),得到不少技术资料。这段时间的实习,主要内容是运用与维护。张煦觉得还应熟悉制造方面的知识,因此他设法进入美国电话电报公司系统的西方电气公司可奈长途电话器材制造厂。

当时,在纽约管理清华留美公费生的是华美协进社,由孟治一人负责。张煦找到孟治,请他写信给华盛顿的驻美大使,托请大使帮忙介绍。很快,张煦接到大使馆武官郭德权签名的介绍信,顺利地进入该厂实习。西方电气公司与美国军方订有合同,为军方制造通信器材,因此,一般人很难有机会进入。张煦也只能在此地待比较短的时间,大约一个月,概要地了解他们最新的生产技术。但这段时间的参观和实习也是很重要的,因为当时军用通信技术与一般民用技术相差并不是很大,只要有较好的基础,如果有机会接触,一些关键技术很快就能学会。

此外,张煦出国前曾在上海美商的电话公司实习一个月,通过胡瑞祥介绍,认识那里的副经理弗里奇曼(Fritchman),张煦也请他帮忙介绍在美国的实习单位。弗里奇曼也写了介绍信,让张煦到纽约找国际电话电报公司技术部主任卡彭(W.H.Capen)。1937年下半年,张煦见到卡彭,在那里实习了一个月,看了他们的工程设计资料。然后,到他们在纽华克的联邦无线电厂实习两个月,学习无线电发讯机的制造技术。

1936年上半年,张煦在上海国际电台实习时,认识了管理工程师张乘秙。张煦与他谈到自己即将到美国留学,请他帮助推荐实习单位。张乘秙带他去见亚尔西爱通信公司驻沪代表歇克伦(Shecklen)和大来轮船公司电信负责人布朗(Brown)。歇克伦给张煦写介绍信,建议他到美国后去找亚尔西爱通信公司总公司的负责人。1937年,张煦到纽约之后不久,曾到该公司参观他们在纽约市区的中央收发室和纽约郊区洛开帮的大发讯台。后来,1940年初夏,张煦回国前获知歇克伦从上海回到纽约,于是专程去拜访他,谈到准备回国到交通部训练所任教的打算。歇克伦再次给张煦介绍信,建议他在回国途经洛杉矶和马尼拉时,可去参观亚尔西爱通信公司设在这两个地方的分公司。这样,张煦在回国途中,参观了这两家分公司的电信设施。尤其是马尼拉的分公司,轮船在马尼拉靠岸补充给养期间,张煦抓紧时间上岸打听。该公司负责人鲍姆加德纳(Baumgardner)热情地接待了他,驱车带张煦在公司各处参观,还游览了马尼拉的名胜古迹。大来轮船公司的电信机构虽然与美国环球无线电公司和新闻无线电公司等有联系,但其电台规模比较小,张煦没有去参观。而亚尔西爱的无线电制造工厂规模比较大,技术先进,有部分车间专门为军方制造通信器材,外面挂着“禁止进入”等牌子。1939—1940年张煦在纽约世界贸易公司采购电信器材期间,与该公司国际部负责人摩尔(B.F.Moore)接触比较多,成为好朋友。经摩尔的介绍和带领,张煦与杨剑声得以参观该公司在开姆登的制造厂。后来经过摩尔的帮助,张煦还在该公司募捐到一批电信器材,为重庆璧山技术训练所建立电台和实验室所用。

这一年的参观实习,张煦基本上熟悉美国各主要电信器材厂和运营商,包括一些为军方生产通信器材的厂家及其生产工艺流程与管理办法,熟悉掌握通信器材的安装调试和维护使用,收获是巨大的。一方面,它极大地丰富了张煦对于电信技术的设计、制造、维护和管理各个环节的知识和实际经验,使他后来回国后能在通信技术的各个主要环节上都能发挥作用;另一方面,他收集到大量的设计、制造等方面的技术资料和最新的产品信息,为后来的教学、科研工作做了比较充分的准备。此外,当时处于抗战非常时期,许多先进通信技术设施的安装、使用和维护方面的知识也是军方非常急需的。

重回哈佛

1938年8月,张煦获得哈佛大学的全额奖学金,在哈佛大学研究生院一面做讲师工作,一面进行博士学位论文写作。查菲为张煦安排一个正式教师工作量的1/4的讲师职位工作,以补贴学习生活费用,为张煦安排单独在哈佛大学的物理与通信工程研究所的克鲁孚脱实验室(Cruft Laboratory)做实验研究(据张迅玲介绍,目前这栋楼仍存在,但已改作他用,是一个很不起眼的比较小的二层楼房)。

张煦的导师查菲在张煦学业中起到多大的作用?这是我们非常关心的问题。张迅玲告诉我们,在美国,导师跟学生的关系并不紧密,做学位论文主要靠学生自己。当时,哈佛大学电机工程系的教授、导师不多,也就一两个,查菲是其中最有名的,是国际著名学者、电子管技术的先驱者、学科领头人。其他都是副教授或讲师,因此张煦选了他作为导师。学生选导师通常是看他的名气和实验室,导师可支配实验室及设备的使用。因此,挂上某导师就可以利用他的实验室,以后的研究工作就是自己的事了,比较宽松自由。张煦认为,这对培养学生的独立性很有好处,博士研究生已经是成人了,应该有自己独立选题、独立研究的能力,不能局限在导师的框框里面。导师的作用是approval,就是批准你的研究课题或方向,就是大方向上把把关,其余的要求学生自己去做,不懂的再去问,再跟导师探讨。但这不能否认导师对学生的指导作用。

回顾起来,张煦的导师对他的作用有这几个方面:一是查菲勉励他继续做博士论文,还为他申请奖学金和安排助教工作。若没有导师的帮助,张煦不可能继续在哈佛完成博士学位论文的研究工作。二是论文的选题、写作和文章发表。据张煦的回忆,当博士学位论文写作基本完成后,查菲教授鼓励他写成论文投到美国无线电工程师学会的刊物IEEE上发表,这在当时要靠导师的推荐。张煦后来写成文章,由导师润色修改,挂上查菲的名字投稿发表,还附录上查菲和张煦两人的简介,刊登在刊物的封面上(1940年第11期)。三是在具体的知识方面,张煦也得到他的帮助。从张煦博士学位论文的导言和综述部分可知,他从事的磁控管振荡特性研究,一方面需要实验测量,描绘实验数据图;另一方面需要理论计算,将实验数据与计算结果进行比较,找出最优的答案。查菲不仅建议张煦使用合适的测量方法,还在理论上先行建立了比较完善的计算方法,供张煦参考使用。可以说,张煦的工作是在他导师查菲提供的知识背景基础上的具体应用和拓展。

张煦博士学位证书(原件已遗失,此为张迅玲2010年从哈佛大学图书馆复制)

张煦的博士学位论文题目为《磁控管振荡的特性》(The Characteristics of the Magnetron Oscillator)。磁控管是当时无线电收发机广泛使用的一个元器件。磁控管的结构是在一玻璃真空管中有两个分离的同轴圆柱形金属片,中间有一个同轴的阴极灯丝,用以发射电子。在灯丝与圆柱形金属片之间平行于轴向加有均匀磁场,电子从灯丝发射后在同轴圆柱内绕行若干圈,最后到达圆柱形金属片,由于两极板间的静电负阻抗而产生电磁振荡。磁控管的发明始于1921年,当时英国物理学家赫尔(Hull)制作了一个真空管,中间有一个阴极灯丝,一个同轴的圆柱体金属板,平行于轴向加有均匀磁场,从阴极灯丝发出的电子在均匀磁场中运动,最后达到金属极板,这就形成最初的磁控管。3年之后,哈巴恩(Habann)制作跟赫尔相似的真空管,但其中使用了分离的金属极板,发现有电磁振荡,产生振荡主要是因为其中存在的负阻抗。到1931年,英国的麦克阿瑟(McArthur)和斯皮策(Spitzer)专门应用分离极板磁控管的负阻抗型产生振荡。此后这种磁控管开始走向商业化生产,在无线电发报机等设备中普遍使用。但是,此时磁控管振荡的特性还未清楚,它的输出功率、效率跟磁控管的结构,跟磁场强弱和方向的关系等都有待研究。

大约1933年开始,英国人梅高(Megaw)对磁控管做了比较全面的研究,并对振荡电场与磁控管的特性做了分类,提出两种不同类型的振荡:电子振荡和负阻抗振荡。前者用在极高频振荡性能比较好,后者则输出功率和效率比较高。此后,又有许多研究者对磁控管进行研究,尤其对超高频振荡器的研究比较活跃,但对负阻抗振荡的特征还不太清楚。为详细探讨负阻抗振荡的机理,需要研究其中电子运行的路径。通常有两种研究方法:数学上的推算,以及用图示法,而以后者为最多。就负阻抗振荡来说,研究人员最关心的是其输出功率和效率,许多研究都在关注其特性,以求达到最佳的输出。而这些研究的基础是,掌握磁控管的静态特性。从梅高开始,许多研究者已经得出静态特性的曲线图,大多用的是直流电,以点对点的方式描绘出一些经验曲线,在有些条件下还得出静态曲线的普遍经验公式。其特征变化主要是由于磁控管的几何结构、工作环境、电场和磁场效应的不同等而引起的。从静态曲线建立的公式可以计算其性能,比如输入和输出功率、效率、负载阻抗等,从而可描绘出其性能特点(当时大多数研究以提高振荡放大为目的)。从静态特征曲线推出的性能又可以通过无线电频率振荡来检验。在20世纪30年代中期,得到实验检验的频率主要是中频段,比如600千赫左右的频段,还未找到普遍适用的经验公式及计算方法。

张煦的研究主要在两个方面:一是将静态特征曲线推广到高频段,得出更完整的曲线图;另一方面,进一步探讨从磁控管的静态特性推广到动态特性的计算方法。通过计算与实验检测的对比,张煦得出的结论是:在频率不是太高,以至电子从阴极灯丝到达金属极板的时间可忽略的情况下,由其导师查菲开创的处理高真空电子三极管的传统分析方法可以用来分析负阻抗型磁控管的振荡特性。通过实验描绘出磁控管的静态特征曲线,从静态特征曲线可用简单的协调分析方法计算出其功率输入、功率输出、效率以及负载阻抗等性能因子。

张煦通过实验和计算对比还得出,“六十环”(电子从阴极灯丝发出后达到金属板前绕轴旋转的圈数)方法在获取磁控管振荡器动态特性方面是非常有用的(查菲教授推荐他使用此方法),它跟静态特性一样精确和可靠。在描绘特性曲线方面,三维等值曲线图用来描绘磁控管的振荡特性曲线非常有用;此外,通过描绘完整的曲线图,张煦还求出了最佳的输出功率和效率,推出了极板电压、磁场强度与最佳输入功率的简单关系。这些结果为磁控管的下一步研究以及不同目的的磁控管设计制造打下了比较好的理论基础。

心系祖国

在哈佛攻读博士学位期间,张煦十分关注祖国的命运。当时祖国正处于抗战的困难阶段,急需通信技术设备及人才。民国政府与美国政府联合在纽约设立世界贸易公司(设在纽约第五街国际大厦的19楼,董事长为陈光甫),专门招标采购战时急需的物资设备。张煦应交通部公路管理处处长赵祖康之邀,兼任世界贸易公司工程师,专门负责电信器材、图纸资料等方面的采购工作,与叶良弼(同在哈佛电信专业留学,抗战胜利后曾任广州电话局总工程师,1949年以后到美国工作)等一起,曾于1939年多次到世界贸易公司协助采购通信技术设备及电信图纸(原来由赵家法负责,后来因赵有向厂商收受贿赂等问题,由张煦接替他的工作),还为重庆方面培训通信技术人员、建立无线电台、购置教学实验用器材等做了一些准备工作。其间,共购买1千瓦双用发讯机20部,共10万元,15瓦收发报机和手摇发电机50部,共4万元,以及电子管、电阻、电容器、变压器等若干。这些元器件运送回国后,大部分在军政部交通司设在重庆化龙桥的无线电厂组装成整机,供军队通信使用。

1936年上半年,张煦到南京参观实习时,曾在南京水晶台的电气室参观,认识该室主任朱其清,当时他正在试验真空管的制造。1937年暑假,张煦在麻省理工学院做实验时,朱其清以资源委员会中央电工器材厂筹备处的名义,到美国与美商洽谈技术合作项目,特地到麻省理工学院看望中国留学生,约请相关专业同学协助筹办电子管厂,同时也想网罗电子技术方面的人才,张煦自然在约见之列。1939年夏,中央电工器材厂筹备处给张煦写信,要他在美国收集关于电阻元件制造等方面的技术资料。张煦按照无线电杂志上登载的信息,一一向厂方写信索取产品目录、说明书和样品。此时,他正在纽约世界贸易公司当采购员,与厂方代表接触较多,索要资料及样品也很方便,因此,他迅速掌握了大量国外先进的通信技术产品资料。此外,他还特地陪同军政部交通司通信科科长杨剑声到距离纽约不远处的Fort Monmouth美国通信兵学校,以及几个比较有名的无线电厂参观,了解美军通信设备和人员培训状况。

留学美国期间,张煦还加入美国无线电工程师学会,先是学生会员,后来是副会员,每月可拿到学会的期刊,直到回国后没办法继续缴纳会费,会员资格自动取消。他还委托在瑞士的同学帮助,买到莫尔斯、贝尔、马可尼这三位电报、电话和无线电发明人的照片,挂在宿舍的墙上作为勉励。回国之后,这三张照片一直陪伴着张煦,作为一生学习勉励的榜样。

在留美的这几年,对张煦选择专业方向、实习去向、回国服务打算影响比较大的是电信专家胡瑞祥。胡瑞祥早年毕业于交通大学(时称南洋大学)电机工程科(1924届),然后留学美国,在美国电信企业实习过,对美国的教育体制比较了解,交往的学术界官员也比较多。回国后,他曾担任浙江省电话局总工程师,1935年调任(南京)交通部九省长途电话工程处处长,遂受聘为清华大学庚款公费留美生的指导教师,负责指导电信专业学生的学业、实习等安排。包括帮助学生联系出国前的实习单位,选择国外留学的学校、专业方向、实习企业,联系回国服务单位等。除了在国内实习、到麻省理工学院做实验和贝尔公司实习等直接得到胡瑞祥的帮助之外,张煦还每年将他在美国学习情况写信给胡瑞祥汇报,请胡给他提些建议和意见,比如,需要找哪些人帮助,如何与中国驻美机构取得联系等。1939年,张煦到世界贸易公司的工作也是胡瑞祥帮助推荐的。1940年张煦毕业回国前,胡瑞祥已经在重庆给他联系好工作单位,等等。胡瑞祥给张煦的帮助和推介是非常重要的,尤其选择专业和学校,当时确定“长途电话门”一名公费生,就是胡瑞祥与清华大学工学院院长顾毓琇协商的结果,是直接针对我国在长途电话领域极度缺乏人才的状况而确定这一方向的。

张煦在晚年回忆青年时期在哈佛的留学生活,曾充满感慨地说道:

我是1934年交通大学电机工程系电信门毕业的,分配至当时的中央研究院物理研究所工作,1935年考取清华主办国家公费留学生长途电话名额,1936年乘轮渡洋,前往美国哈佛大学研究生院通信工程专业学习和写论文,1940年获哈佛的科学博士学位。当年就回到祖国参加工作,主要是从事通信工程的大学教育。直至现在,已有60年的经历。本文写些青年时期在哈佛大学留学和生活的回忆,请年轻人看看。其标题拟写成:“有刻苦学习业务的良好环境,在学术上打下牢固基础。”

我在哈佛学习和写论文,年仅23~27岁,总是想着清华教授命题和评分非常公正,考取国家公费生不容易,我家庭又热情支持毫无顾虑,所以我决心一定要学习好,要学到美国大学教育科研的长处,又要在外国人面前堂堂正正做人、为祖国争荣誉。我在美学习共四年,国家公费仅资助二年,而且指定第一年在大学研究生院学习,我是在哈佛和MIT学习,取得科学硕士学位,第二年须到纽约长途电信公司的机房实习,增长实际操作和动手能力。后在两年公费期满时,我到哈佛向教授们辞行,Chaffee教授说我第一年上课成绩优秀,每门课都是A,他可以给我奖学金,一面做些助教工作,一面则从事博士论文,给我一间实验室,在他名义指导下学习和工作,以两年的时间完成论文,在美国IEEE期刊上发表,并通过考试,取得科学博士学位后光荣回国。

在哈佛大学里,物理研究生大楼旁侧有一座大楼,就是物理与通信工程学科的研究所,称为Cruft Lab,我们就是在这里集中上课和做实验及科研,天天上班。星期日及假期也有少数师生来工作,所以实验室和地下车间及库房天天开放,让师生自由出入,照常进行工作。老教授Pierce、Chaffee、Mimno和中年教师Hunt等每星期都来研究所六天,工作饱满。我自己第一年是天天到学校,每天上午上四节课,排得满满的。研究所楼上有一大间资料室,通信工程方面的书籍杂志很齐全,师生主要在这里查阅资料,不必常到学校的大图书馆去。虽则哈佛的图书馆规模很大、藏书很多,在美国是数一数二的,但我自己认为研究所的资料室已能满足科研论文工作的需要,而且资料室环境清静,我有很多时间坐在资料室里看书和写作。

研究所小楼附近有一座工程学院研究生大楼。通信工程学科的“电信网络设计”的讲课和实验就在这座工程大楼Pierce Hall二楼的几间房间里进行。教授Siskind主持这门课的教学科研工作。当时选修这门课程的学生不多,教授除在课堂上授课外,对每位同学亲自辅导,非常细致。每一学生须独立做设计和测量实验,还要撰写详细的报告上交,教授亲自仔细审改,一丝不苟,以致同学受益匪浅,对教授非常感激,终生难忘。后来我把自己的一套设计实验报告带回国内,编成一本《电信网络设计》的书,公开出版,供同行们参考。1937年夏天,我得到哈佛授予的科学硕士学位后,转往MIT暑期学习班,选修一门高级电信测量课,在教授指导下,自己出实验题目,自己到库房选取适当的必要的仪器,搬到实验桌上自己独自测试,最后写成报告送给教授评阅。美国大学的实验室仪器库和车间都是终年开放,让同学按需要进去选取仪器和按时归还,也让同学进去使用车床制作必要的工具。记得1938年圣诞期间,学校放假,只有很少师生到校工作,我是每天到校的。Cruft Lab的实验车间是开放的,我曾进入车间利用车床制作工具,正认真操作时,教授Mimno来到车间,看见我一个人认真工作,他很赞赏我假期照样工作的刻苦精神,他又同情我单身无家可归,因而约我晚上到他家一同用餐,我很感激他的好意,至今60余年了还记忆犹新。

留美四年的学习和生活,不仅给我打下了后来为祖国通信工程大学教育忠诚服务的牢固基础,而且留下极其良好的回忆,鞭策我继续不断地努力工作和保持俭朴的生活习惯。这也是我经常与同学互相勉励所讲格言“High thinking,Low living”的含意。哈佛的老教授亲自向研究生讲课,非常认真,我总是坐在台下第一排,一面专心听讲和记笔记,一面动脑思考,能够充分吸收知识。中年教师亲自向同学指导实验,我总是争取动手,从接触仪器过程中边思考、边测试,不是仅仅按照实验指示书照样做一遍、写下记录就了事,而是对于仪器功能、测试方法和实验目的,都学习消化到充分理解,一遍不行,再做一遍,争取做到一定的灵活吸收和熟练。

至于当时在哈佛研究生留学时期的个人生活,更是非常简单而有规律。我租用学校附近的民房居住。一人一室,每星期付一次租金,约3~4美元。有洗浴设备,换下的衣服可交由房东太太代洗,不需付太多费用。一天三餐,是到住房附近的一般餐馆就餐,自己去柜台点菜、领菜,端到空的座位上吃,价格较廉,每顿约0.35~0.50美元,不需侍者服务,也就不必付小费,在时间上也较快。就这样,我可以自己支配每天使用的学习时间,上午、下午和晚上,一共可以有16小时花在上课、实验和自修上。因年纪轻,精力充沛,晚上不必早睡,早晨却可以早起,大多数日子不需午睡。一般的星期日能够保持正常学习。只是每隔几个星期的周末,有同学驾驶自有汽车至不远的郊区浏览名胜,车内有座位空着,约我同去,我去了,有时拍照留念。每半年有较大范围的同学聚餐晚会,波士顿地区各学校的中国男女同学聚集一起交谈作乐。我虽坚持自己不吸烟、不饮酒、不打牌、不跳舞的个人四不原则,但男女同学间仍相互热诚交谈,保持正常友情。其实,在公共聚餐会上少量饮酒助兴,并无不可。我又记得MIT一些学习成绩很好的同学自行相约打桥牌,没有金钱往来的情形是不少的,作为学习间隙的生活调剂,也无不可。在规模较大的聚会上,男女同学自愿成对地同跳交际舞是很正常的,不跳则反而显得孤立。所以,平心而论,我在这些情形下可能有点孤单古怪,留学回国后60余年,我一直自然地遵守自己的四不原则,同事友人也没有说什么不好,也从来不勉强要我做什么。

1936—1940年留美学习和生活四年,在学校、在社会接触的人不少,有美国人、美籍华侨和国内去那里留学的学生。美国人中有教师、职工、同学,凡是和我来往相处的人,几乎毫无例外地全都待我们留学生很友善。在Cruft Lab的阶梯大教室中,我和一些美国学生和中国留学生坐在第一排,几乎是固定的老位子。后面许多排坐着美国学生,很多是年龄较大、工作一段时间后再返校参加研究生班学习的。大家相互友好,虽很少特别交谈,但同学们的举止和表情总是和蔼可亲的。上课以外在各间实验室,遇到老教授、中年教师、职员、同学和女秘书等,总是相互友好和气,虽然我讲英语不能流利,他们总是友好相待。如果我有什么询问和相托,他们总是很快回答和办到,一点也没有冷淡或者不理的情形。我又想起在美四年曾生过一次小病,那是1937年夏天,在MIT学习过于紧张,患感冒,住校医院就诊,由美国医生诊治和透视肺部,住病房几天,美国护士照料和提供餐饮,都是非常热心友好的,使我很快痊愈投入到紧张学习中去。过去我在出国前,曾听到国内人们告诫,接触各阶层的美国人,没有丝毫这样的感觉。我在留美期间行为端正,堂堂正正做人,从未遇到歧视。我生活愉快、心情舒畅,处于高级学术环境中用功学习,得以很快在学术上有所收获和提高。

我内心感谢美国人于1936—1940年给我良好的机遇,让我专心学习和愉快生活,但我一点也不羡慕美国社会的工作和生活。所以,等学习的高级阶段刚告一段落(此时得到了博士学位),我谢绝了美国有关方面的邀请,毫不犹豫地立即返回祖国。现在已满60年了,祖国的大学给我良好的服务环境,学校教职工和广大同学历年一直待我很好,我心甘情愿地在祖国大地上连续不断地工作,我一点也不想去美国工作和居住,曾谢绝过几次诚意的邀请。我总是想着:我国科技教育水平还不高,有待大家努力,而我自己青年留美学习四年,正好为祖国教育事业服务打下基础,我在国内感到心情很舒畅,生活很安定,我自觉地愿意继续不断地在国内工作,尽量做出有用的贡献。(张煦,2001年7月,时年88岁)

  1. 姜文闵:《哈佛大学》,湖南教育出版社,1988,第18页。
  2. 作者注:关于张煦出国留学的经历,主要取自张煦本人在“反右”和“文革”时期的检查交代材料以及他20世纪90年代的回忆文章。
  3. 张煦:《信息高速公路纵横谈(第二版)》,上海交通大学出版社,2000,第262页。
  4. 张煦:《青年时期在哈佛留学和生活的回忆》,《上海交大报》,2001年9月24日。
  5. 张煦:《信息高速公路纵横谈(第三版)》,上海交通大学出版社,2002,第397页。

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