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钱学森很清楚，无论是发展科技还是巩固国防，最重要的就是要有人才，要有大量的尖端科学技术人才和工程制造人才。因此他当力学所所长后，尽管所里各方面的事情都要他操心，要把握各组的研究方向，要争取国内外的力学人才到所里工作，力学的研究基地——力学楼和实验室等都要他去筹划，但是他仍然把人才培养摆在非常优先的地位。在当时条件下，他呕心沥血、身体力行，竭尽全力以最快、最有效的办法培养人才。
客观地讲，钱学森在美国的20年一直从事教书育人和理论研究工作，他自己的兴趣也在于此。因此，他很自然地亲自操刀，走上三尺讲台当起了教师。
1956年初，力学所没有自己的房子，钱学森暂借化学所的部分房子，立即办起了工程控制论讲习班，迅速传授新兴的科学知识。1954年，他在美国出版了《工程控制论》一书，这本书是在美国政府不让他再参加一些火箭技术方面机密工作的情况之下，他所做的一个新学科的研究成果。美国的一位专栏作家在评论《工程控制论》一书时写道：
工程师偏重于实践，解决具体问题，不善于上升到理论的高度；数学家擅长理论分析，而不善于从一般到具体去解决实际问题。钱学森集两个优势于一身，高超地将两只轮子装到一辆战车上，轧出了工程控制论研究的一条新途径。
钱学森的讲习班每周一次，听课的除力学所和中国科学院有关研究所的青年研究人员外，还有北大、清华等高校的青年教师，每次来听他课的大概有200多人。由于人太多，力学所又借用了化学所的一个小礼堂。
1948年，美国科学家维纳的《控制论》出版，由于他在书中把人与动物和机器等同起来，亵渎了人类的尊严，惹怒了很多哲学家，被苏联哲学界斥为“反动的伪科学”。1954年钱学森出版了《工程控制论》，系统揭示了控制论与火箭制导工程问题的相通性，及其对自动化、航天、航空、电子通信等科学技术的重要意义，包括苏联在内的世界各国科学界立即接受了这一新学说。该书被迅速译成俄文、德文，吸引了大批专家从事这一新领域的研究。1956年6月，钱学森应苏联科学院邀请前去讲学，会场里高傲的苏联科学家见到将军连理都不理，可是一见到钱学森进门全都站了起来，向他致敬。
1960年，国际自动控制联合会第一届世界代表大会在莫斯科召开，钱学森因忙于中国的导弹研制未能出席，与会者只好吟诵《工程控制论》序言中史诗般的名句来表达对钱学森的敬意：“建立这门技术科学能赋予人们更广阔、更缜密的眼光去观察老问题，为解决新问题开辟意想不到的新前景。”
钱学森讲工程控制论时，学员有点担心，生怕他讲英语自己听不懂。因为大家都知道《工程控制论》是用英文写作的，况且钱学森在美国生活了20年，回国的时候已经44岁了，他能在回国不到半年的时间里，就用汉语把如此深奥的工程技术理论课讲清楚吗？
谁知，钱学森走上讲台操着一口地道的北京话，完全是自己充当翻译，没有夹杂一句英语，令大家非常吃惊。原来为了讲好课，他在语言上下了很大功夫，曾多次向别人请教某一句英语在汉语中是什么意思。比如说“random”这个词，他问了好些人，综合比较了许多人的意见，最后才确定用“随机”这个词。
最神奇的是，他讲课从不带书，就拿几页纸和一支粉笔，板书写得非常清秀、规范。课讲得详略得体、清晰耐听，提纲挈领、引人入胜，推演细腻、覆盖全面。有时候，他幽默的比喻会引发满座哄然大笑；有时候，他精深的理论会让听众目不转睛，鸦雀无声。大家公认这位新来的所长讲课确实有独到之处。
力学所派自动控制研究组的两位年轻研究实习员戴汝为和何善堉担任钱学森的助教。他们两人在课堂上认真、详细地记笔记，课后互相校对，把课堂笔记整理好，交给钱学森修改，他俩听不懂的地方就问，钱学森耐心地给他俩讲解，然后修改，再油印成讲义，下次讲课时发给学员，供复习参考。1958年8月，《工程控制论》的中文本在此基础上出版了。
机电所有四个人一直在力学所听钱学森的课，对钱先生佩服得五体投地。有一次，他们请助教戴汝为帮助疏通关系，想正式和钱学森见见面，说几句话，钱学森同意了。见面时钱学森讲的话一直留在戴汝为的脑海里。他谈的是他自己做学问的经验：“我不是说大话，我在研究空气动力学的时候，关于这方面的英文的、法文的、德文的、意大利文的文献我全都念过。为了把论文做好，我就得这么念书，而且还进行了分析。”接着，钱学森还谈到他的老师冯·卡门的故事：有一个学生把自己写的文章拿给冯·卡门看，他看看文章头，看看文章尾，想了想，然后告诉学生说中间计算错了。那个学生感到很奇怪——您还没好好看我的论文，怎么能得出这样的结论？冯·卡门之所以那么厉害，是因为在那个学生研究的领域里的问题他几乎都想过，大概会得出什么结论，他心里都有数，所以他一看就知道。因此，要熟读文献，从总体上了解情况，从实际要求出发，建立数学模型，进行求解，做研究更要了解国际上发展的情况，才谈得上是不是创新。
这个讲习班为我国培养了大批自动控制方面的人才，并很快成立了中国科学院自动化所，戴汝为、何善堉两人也划归自动化所，成为所里的骨干力量。自动化所日后为我国的航天事业、为导弹核武器与人造卫星的研制和发展立下了汗马功劳。
钱学森一直念念不忘冯·卡门在加州理工学院营造的学术民主风气，并把它带进了力学所。在他担任力学所所长期间，他规定每个办公室都要挂一面小黑板，以方便随时随地对问题进行讨论和商量。钱学森经常亲自主持物理力学和自动控制的讨论班，给年轻人讲自己在加州理工学院当研究生时和一些权威激烈辩论的故事，尽管当时他们常常争得面红耳赤，甚至拍桌子，但出了门仍然是好朋友。他还说：“在讨论中没有权威，相互争辩最易激发人的深思，相互促进。”钱学森鼓励大家在讨论会上各抒己见，自由发言，倡导广泛的学术讨论和交流，充分发表不同的学术观点，鼓励学生向权威挑战。但是他发现在力学所组织的讨论班上，他讲完后没有人发表意见，几次动员总不见效。后来他想了一个办法，在报告中故意讲错几处，以便引起讨论，但结果仍然是冷场。他觉得奇怪，下去了解原因：有的是大家没有听出来讲错了；有的是听出来讲错了，但想钱先生怎么会讲错呢，大概是自己理解错了，不敢说话；有的则是知道讲错了，但想如果提出来，会影响钱先生的威信，因此也不便说。钱学森对所内的学术气氛有点受不了，他认为对就是对，不对就是不对，而不是明明错了还说“这个基本上还是可以的，以后再加点工吧”，如果大家见面都是客客气气，学术讨论活跃不起来，这怎么能培养创新人才？为此，他觉得很苦恼。
力学所俞鸿儒院士回忆：
那个时候我们力学所很小，有一次到人民艺术剧院去看话剧，全所就包了一辆车。钱先生和郭先生忙，来得晚，他们上车时座位已经坐满了，别人就要让座。钱先生特认真地说，先到先坐，后到后坐，绝对不能坏了这个规矩。可是，他站在边上，别人怎么坐得住啊？郭先生就说，你这规矩呀是个形而上学的规矩，你站在这里别人没法坐，你这不是干坏事吗？你还是坐吧，说了半天，最后郭先生坐下来了，钱先生还是不坐，一直站到剧院。
有一天，他突然很高兴。原来他的助教戴汝为在整理讲稿时发现《工程控制论》书上第六章的一个算法可以简化，就写了简化后的算法给钱学森。钱学森在戴汝为的纸上欣然写道：“这个算法可以，我同意。”
为了激发力学所的学术空气，钱学森倡议每周三下午召开一次科学讨论会，每次首先由一位中心发言人讲一个新的科学话题，然后大家自由发言，主题不限于力学，任何学科都可以讲。钱学森还突发奇想，自己掏钱买来普通人难得吃到的水果和糖果，放在会场里。20世纪60年代初期，正是国家的困难时期，在那个物资极其匮乏的年代，“科学讨论会有糖吃！”是很具有吸引力的，与会者一边听讲发言，一边品茶吃糖，气氛十分自由。当年力学所的许多同志都有这段甜蜜的回忆。
钱学森从住处到向力学所借用的小楼很近，步行仅需5分钟，他经常提前半小时上班。除了接待客人或其他重要活动外，他总是穿着蓝咔叽中山服，戴着蓝咔叽帽子。那时办公条件比较差，全楼就一部电话，装在一层的传达室里。他的办公室在二层楼梯西侧，经常要从二层跑到一层接电话。有时他忙不过来，就由传达室人员把来电内容记录下来转告他。
钱学森不仅在学术上积极营造自由民主的气氛，在生活上也同样为大家创造着美好的人文环境。力学所初建，各地选派、分配的30多个年轻人没地方住，被临时安置在一个无桌无凳、只有上下铺的铁皮大车库里。钱学森看到后便找来后勤主管，严令：“三天之内，全给我搬到楼里去！”1956年中秋节，全所几十号人聚集在门前广场上举行联欢晚会，即兴表演节目。钱学森全家四口人都参加了，蒋英在“击鼓传花”中被罚演一个节目，她大大方方地唱了一首民歌《南泥湾》，钱学森在夫人唱完后带头鼓掌，喊着“再来一个！”所里的年轻人缺乏体育锻炼，每天下午4时，钱学森就把他们统统赶进了篮球场。
尽管日子过得并不富裕，但力学所里的气氛很融洽，大家的精神非常愉快，学业和学术长进也很快。