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接下来的一个月，驱逐听证会在洛杉矶重新举行。移民局传讯了更多帕萨迪纳共产党支部的前成员出庭作证，但是没有一个人能够给出真正对钱学森不利的证据。在党支部掌管财政的加州理工学院生物学家雅各布·杜布诺夫说，他不记得曾经向钱学森收取过党费。另一名证人则表示，名字出现在入党发展对象名单上实在是再容易不过的事情。他举例说，除了钱学森，当时这个党支部还曾经考虑过发展加州理工学院的航空学教授克拉克·密利根入党，而后者在校园内以最激进的右翼教授而著称。曾在加州理工学院就读的一名学生回忆道：“这简直太荒谬了。我简直无法想象，像他那么右倾脑袋的人可能会听得进去共产党的那一套。”听证会因此宣告结束。普遍认为，结果应当还不错。
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然而，出乎所有人的意料，听证会居然在4月份又重新举行了。这一次，理查德·刘易斯出庭作证了。在所有的证人证言中，他所给出的证词是最不利的。他说，他曾经在党小组会议上见到过钱学森，而且他相信钱学森就是个党员。但他依然表示，对此他并无证据，而且所有这些都出自猜测。弗兰克·马布尔写给冯·卡门的一封信中显示，刘易斯后来对他在加州理工学院的朋友卡尔·尼曼（Carl Niemann）表示，他当时经受了来自移民局的巨大压力，不得不出庭指证钱学森。但这一说法并未得到刘易斯本人的确认或否认。
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1951年4月26日，移民局作出裁定。他们认定钱学森是“曾经加入过美国共产党的外国人”，因此必须将其驱逐出境。
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蚕丝（钱学森传） 20 等待（1951～1954）
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钱学森的律师格兰特·库珀对这个结果并不满意。坚信钱学森的“无辜”，他决定提起上诉，申请驳回驱逐令。首次口头听证会按计划将于1951年9月17日在华盛顿举行，库珀准备在这次口头听证会上对此案提出质疑。与此同时，加州理工学院校方也在四处设法求援。此时此刻，钱学森所能做的，只有等待。
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钱学森此时的生活圈子急剧缩小。他不再能够接触任何保密工作。这给喷气推进实验室一些工程师的工作带来很大困扰，因为当他们想要与钱学森讨论与其某篇论文相关的某个特定概念时，却无法如愿。钱学森的学生之一、论文《长程火箭的自动导航》的共同作者托马斯·亚当森（Thomas Adamson）回忆道，他不得不自己解决一些全局性的大问题，因为喷气推进实验室的工程师们不准与钱学森交谈。同样，钱学森也拒绝与亚当森讨论任何可能与“下士”导弹或“中士”导弹相关的工作，以免给亚当森带来麻烦。“他认为最好让自己从这件事中彻底摆脱出来。”亚当森回忆道。
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但这还不是全部。钱学森被下了禁足令，出行范围不得超过洛杉矶市边界，这使他没办法参加许多科学会议，甚至连到附近的橘郡海滩去走走都不行。每个月，他都必须到洛杉矶的移民局向有关官员报告一次。移民局附近有一家咖啡馆，有时候，钱学森会在那里买上一些他喜欢的咖啡，作为一种心灵上的安慰。
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在接下来的几个月里，工作，这个钱学森最老的朋友，又重新开始陪伴他左右。弗兰克·马布尔给冯·卡门写信说，钱学森已经认可了他的案子很难迅速得到解决的这一现实。尽管他对此并不开心，但至少心情平静多了。钱学森重新开始着手解决一些问题：时滞状况下的线性系统、火箭喷嘴的转换功能、长程火箭的自动导航、纯流体的特性、在卫星轨道上点火起飞、有加力燃烧的燃烧室特性。连续4个月中，钱学森每个月都提交一篇论文，在他所从事的领域中，这是一项了不起的成就。
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太空飞行的未来占据着钱学森的整个大脑。1952年5月2日，钱学森给冯·卡门写信说，他预见到，有朝一日，人类将可以在火箭飞船中旅行。在他看来，最大的问题是如何控制这些火箭。在高速飞行时，人力操作导航是不可靠的，但是计算机却能在大气干扰导致火箭轻微偏离轨道时立刻予以纠正。实际上，钱学森相信，计算机将迅速带来工程和工业效率的一场革命。
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然而，尽管专注于这些问题，钱学森还是无法摆脱无时无刻不处在监视中的糟糕感觉。他后来说，政府派来的特工在大街上跟踪他，拆开他的邮件，闯入办公室和家中。20世纪50年代，钱学森的通信地址数次变化，这似乎显示了他在此期间搬了几次家。钱学森后来说，为了躲过政府的监视，他前后搬到了4个不同的地方。根据《中国的蘑菇云》一书的描述，在钱学森家门外，常常可以见到一辆一停就是几个小时的深色汽车。最后，钱学森甚至把一张沙发搬进了洗手间，这样才得以不受窥视地工作。
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电话也成了一种骚扰工具。给钱学森打过电话的朋友之后会被联邦调查局盘问。不止一人收到过来自政府官员的电话，警告他们不要再拨钱学森的号码。尽管如此，钱学森家的电话依然经常响起，一天可能多达十几回。然而，一旦有人拿起听筒，对方却马上挂机。钱学森猜测，这可能是联邦调查局用来确认他是否真的在家的一种方法。钱学森之子钱永刚最初的记忆，便是他父亲怒气冲冲地拿起电话听筒时的样子。
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钱学森的妻子蒋英也是严密监视的牺牲者。她本来可以到意大利去，成为一位著名的歌剧女主角，但现在，她却变成了一个美式家庭主妇，嫁给一个“荣誉受损”的男人。此外，每当离开家中，她也会成为特工跟踪的对象。当朋友们开车载着她在帕萨迪纳兜风时，有时候她会平躺在车座上，以使联邦调查局的人看不见她。她甚至不敢请人打扫房间，只怕把联邦调查局安插的奸细放进家来。几年后，蒋英回忆道：“那几年，我们精神紧张极了。”
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钱学森想必知道，这种生活还将持续上几年。更多的调查，更多的听证会，更多每月一次对移民局的例行拜访。他不知道这种情形还将持续多久。然而，在这期间，他和他的妻子都把自己的情绪隐藏得很好。当访客进门时，钱学森总是装得一切正常。很少有人敢于跟他聊起驱逐出境的事，钱学森对此也几乎绝口不提。在没有客人造访的晚上，钱学森和妻子会设法自娱自乐。在家中，蒋英仍经常练习音乐，演唱歌曲。有时候，他们会一起听着古典音乐唱片——贝多芬和莫扎特的交响乐是二人至爱——回忆以往共度过的美好时光。
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一开始，钱学森对驱逐令的上诉并不成功。1952年2月，美国移民局的官员驳回了格兰特·库珀的上诉，否认主持听证会的官员因不恰当地使用证据而作出驱逐钱学森的决定。他们认为，洛杉矶警方所提供的党员登记卡是真实的。他们还相信，钱学森在20世纪30年代的所作所为均显示他确为一名共产党。在他们看来，无论如何，钱学森曾试图带着可能威胁美国安全的文件离开美国，而在接受关于这些科学文件的用途的质询时，表现得含糊其辞。更重要的是，移民局还表示，尽管钱学森说他并不一定永远留在中国，但他却没有申请重新入境许可证，这会让他根本回不了美国。
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李·杜布里奇对这一决定怒不可遏。1952年2月25日，他写信给格兰特·库珀说：“这个决定不是基于当且仅当一个人的罪行无可置疑时才推定他为有罪的原则，而是认为，只要有理由对一个人的清白产生怀疑，就可以认定这个人有罪。”他希望库珀继续上诉，并强调钱学森所携带的那些所谓保密文件实际上毫无秘密可言。3月6日，库珀托人传话给杜布里奇，告诉他自己已经再度向移民局提起上诉，如果这次上诉再被驳回，库珀将写信给总检察长。他已经作好了在1952年5月在华盛顿为钱学森的案子战斗到底的准备。
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然而，这些努力最后均以失败告终。1952年11月，钱学森的最后一次上诉被驳回。库珀警告钱学森说，接下来的一年里他可能随时被捕入狱。与此同时，杜布里奇写信给助理总检察长斯坦利·巴恩斯（Stanley Barnes），请求他推荐在司法部工作、可能对钱学森施以援手的人。杜布里奇表示，他愿意前往华盛顿，与这些人亲自会面。他写道：“我个人坚信，钱学森永远会忠实地为美国服务。对他的种种不公正待遇会令美国失去一个天赋异禀的科学家所贡献的无价的科学服务。”
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杜布里奇从巴恩斯那里得到的回复并不鼓舞人心。巴恩斯回信说，他已经和移民局的特派员阿盖尔·麦基（Argyle Mackey）确认过了，后者告诉他，钱学森已经穷尽了所有可能的法律救援方法。杜布里奇还辗转获悉，因为对整个情势越来越愤懑失望，钱学森已经不太可能继续与美国政府抗争了。在这时候，加州理工学院的其他人也准备索性放弃斗争。一位教授建议道：“或许我们应当让这件事就这么算了。”
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由于别无选择，钱学森只好继续工作和教学，以此保持智力上的活跃。他静待接下来的事情发生，不管那将是什么样的事情，也不管将会在何时发生。他转换了研究领域，转为开展博弈论和经济行为的研究。1954年，钱学森出版了《工程控制论》（Engineering Cybernetics），一本关于通讯和控制系统的教科书。这本书一问世便大受欢迎。
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几年后，麻省理工学院教授、知名控制论专家华莱士·范德·维尔德（Wallace Vander Velde）用“非同凡响”和“那个时代的卓越成就”来描述这本书。他写道：
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1954年，关于线性、时间不变系统的反馈控制的理论已经初具雏形，而伺服机构设计也已为人应用。但钱学森看到了更复杂的控制和导航问题——尤其是火箭推进飞行器的导航问题。这促使他产生了对具有时间可变系数、时滞和非线性行为等特性的系统的兴趣。所有这些问题都在他的书中得到了解决。
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但是钱学森走得更远。借助变分法、优化控制和容错控制系统，他实现了控制的最优化。他将导航和控制理论形象化，这一理论与该学科的实践截然不同，但又能对其起到促进作用。毫无疑问，他所做的开创性的工作被认为是这一领域得以延续至今的重要基石。
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钱学森的精神能量继续释放着炫目的智慧火花。有一次，当钱学森在黑板上演算一个很长的推理证明时，一位学生打断了他，向他请教与此无关的另一个难题。钱学森开始时没有理睬那名学生，继续在黑板上书写等式，直到写满了整整4块10英尺长4英尺高的黑板。“他居然能把那么多东西都记在脑子里，这真了不起，”弗雷德里克·哈特维希（Frederic Hartwig）回忆道：“但是当他转过身来，随即给出那个学生刚刚问起的那个难题的答案时，我们全都佩服得五体投地。他是怎样做到一边大写板书，一边同时解决两个难题的呢？我永远都想不明白。”
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奇怪的是，尽管身处困境，钱学森此时却成了一个温和得多的老师——或许这正是困境使然。在此期间，在一些学生的记忆里，当学生在工作时间向他请教问题时，钱学森永远都是那么谦逊有礼，有求必应。“我喜欢和他谈话，”第一个拿到钱学森负责的古根海姆奖学金、同时也是钱学森门下第一个从加州理工学院拿到博士学位的学生罗伯特·梅格莱布里安（Robert Meghreblian）回忆道，“有时候我只不过是跑到他的办公室里去问声好。我坐在窗台上，钱学森在屋子里来回踱步，和我讨论不同的话题。我发现他感情极其丰富，而且与我趣味相投。我把他当朋友看待。”梅格莱布里安承认，钱学森在麻省理工学院的时候或许是个糟糕的教师，但当他回到加州理工学院之后，“显然他已经改变了许多”。
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