田長霖的柏克利之路(22)

二二

　　柏克利學派注重研究、推理與應用，需要長期才見成果，並且對現象需瞭解透徹。而麻省著重經驗，以實驗為主，不重視理論與實際的配合，講求立竿見影之效。

　　貝爾特教授在熱傳學領域是最權威的，他是熱傳學科學基礎的倡議人。他主張做研究一定要走極端（extreme ），永遠要走在第一線。在他的領導下，柏克利加大在40年代成為熱傳學的世界重鎮。

　　腦力激蕩式的啟發

　　田長霖剛到柏克利加大還當代理助理教授時，因許多很好的教授出走，正逢最低潮的時期。創始人貝爾特教授當時已前往洛杉磯加大，創立並擔任工學院第一任院長。貝爾特教授的家在柏克利，經常回到柏克利。田長霖終於找到一個機會向他請教，想瞭解自己將來應朝哪個方向發展？

　　貝爾特從不直接回答學生的問題，他總是加以反問，不斷用問題來啟發學生。

　　他問田長霖：「你做熱傳，熱傳最重要的參數是什麼？」

　　田長霖回答：「傳熱靠溫度，應是高溫低溫使熱變冷。」

　　「溫度若是最重要參數，何者為溫度的極端？」貝爾特教授追問。

　　「當然是最高溫與最低溫。」

　　「很好！這是個很好的研究方向。」

　　貝爾特教授告訴田長霖，做人時，思想可以中庸；做研究時，方向和領域則永遠要走極端。

　　田長霖暗喜，貝爾特教授的建議太好了，真不愧是開山祖師。正準備離開時，貝爾特教授叫住他：「等一下，年輕人，先別急著走，我還沒問完呢！」

　　田長霖心想，大事不妙，被問倒怎麼辦？博士口試尷尬的場面猶歷歷在目。

　　「除了溫度外，最重要的參數是什麼？」

　　田長霖猶豫了一下，回答：「應該是參數的微積分。」

　　「很好，那麼參數的微積分是什麼？」

　　「微分或積分。」

　　「溫度的積分是什麼？」

　　田長霖想了一下才說：「熱容（Heat Content）。」

　　「它的微分是什麼？」

　　「與導熱係數有關。」

　　「如果是導熱係數，那麼它的極端是什麼？」

　　「導熱中最快與最慢的。」

　　「傳熱中最快的是什麼？」

　　「超熱導體。」

　　「最慢的呢？」

　　「超隔熱體。」

　　奠下日後的方向

　　經過這一番抽絲剝繭式的腦力激蕩後，田長霖終於瞭解做研究走極端的重要性，心中相當地興奮。他對自己未來的研究目標有了具體的確認。1961年這段千金難買的經驗，影響了田長霖一輩子做研究的方向。五分鐘的談話，勝讀十年書。

　　往後田長霖做太空梭研究、高溫隔熱體、高溫低溫熱管等，思考方向都來自與教授的一席話。日本的設計，有些低溫隔熱部分就是根據田長霖實驗室所做出的方程式而設計的。

　　「熱傳學」，傳熱——導進或導出，熱或冷，都可以應用到很多不同的地方。他的第一個研究計劃是「土星C-SA」，當時是世界最大的火箭，即使現在仍然在用。但它發射後噴出的火焰太熱、太劇烈，其輻射熱甚至會把火箭底部都熔化掉一部分。田長霖研究的是火焰的輻射熱量。

　　當時，有些人認為，乾脆任由火箭底部耐高溫物質去熔化，因為不必等到熱或熔化影響到火箭內部的時候，人早已進入太空，火箭也不需要噴射了，所以沒有問題。「一旦這樣做，必須減低可使用的載重量，因為這是無效載重。我的研究就是在瞭解確切的輻射熱量、作適當的底部設計，非常有趣。」

　　在太空船的溫度控制方面，田長霖也做了多角度的研究，後來又研究如何把隔熱磚固定在太空梭表面上。1980年左右，是太空梭運行的最大挑戰時期，他的研究做了很大的貢獻。

　　在「三哩島核電廠」發生冷卻故障、內部熱度高升時，田長霖被專程請去處理。他在航太工業擔任顧問達25年，當了校長後才辭掉。他也曾經是「國家原子爐反應器委員會」的長期顧問，並協助通用電子公司作緊急降溫和一些其他的研究。

　　田氏軍團治學之道

　　田長霖在帶領學生做研究時，從不斤斤計較今天做什麼。明天做什麼等細節，他總是大膽放開讓學生去做，注重的是大方向、主題、想法。散處世界各地的學生在熱傳方面都十分有成就，日本人稱田長霖在研究領域擁有一支「田氏軍團」（Tien』s Army）。

　　田長霖治學的理念是理論和實驗並重。在每一項「熱傳」研究開始時，必先要求學生廣讀現有的理論和實驗基礎，從現存的知識庫中去瞭解實際的現象和研究問題的癥結，接著再做假設性的推理；在推理的過程中，還要把一個複雜的現象和問題，將它在假設的條件下，抽絲剝繭地簡化到可以用數學公式表達出來的「物理模式」。

　　做出了「模式」之後，就得用數學方程式去解它，最後再用實驗數據去驗證它的適當性及精確度。當數學算出模式的結果和數據相合時，這項研究就成功了。在這樣的研究過程中，如果一開始就沒有做好定位，則需要反復多次地下功夫。如果一開始就錯了，可能根本就做不出結果來。他的學生孫國華表示，田長霖做論文指導時，功夫下得最深的部分，就是在找出問題癥結及推論的過程中，不斷地磨練學生的思考及推理能力。

　　由於田長霖堅持在研究上必須要有獨創的概念，才造成他在「熱傳」界中不斷有所「突破」；這不但讓世界各地的教授學者跟隨著他的「突破」而繼續發揚光大，更使得他在這30年中一直保持遙遙領先的地位。

　　自50年代的末期至今，他共發表了三百多篇論文，完成了十幾本權威性的著作。這其中，他在「熱傳學」研究領域極廣，包括了熱輻射、熱對流、熱材料、薄層結構、超低溫絕緣、多孔物質、亂流、沸騰、二相流、熱管、燃燒、太陽能、核能安全以及微尺度熱流等等。他的成就不但使「熱傳」界人士歎為觀止，更叫人折服的是，當了校長之後，他仍能保持「熱傳」宗師的崇高地位。

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