航空学领域的学术巨擘冯·卡门是加州理工学院里的传奇人物，一个充满神秘色彩和矛盾的老头。他的思维是如此敏锐，可以在餐巾纸上片刻之间解开其他教授为之纠结几个星期的复杂数学难题，但他又是如此的漫不经心，以至于系里的教授不得不共同出资为他雇一名司机，每日接送他进出校园，以免冯·卡门自己在停车场倒车入位时把别人的车子撞得坑坑洼洼。不同的人对冯·卡门的看法各不相同：他是母亲眼里温驯听话的好儿子，年轻女性眼中大肆调情的老不正经，研究生眼中一个父亲般的师长，公众眼中一位可敬的科学顾问。在加州理工学院，冯·卡门是一个麻烦不断、难以约束、天不怕地不怕的老顽童，他尽管身材不高，却自有威严。他有着一双铁灰色的眼睛，浓重的扫帚眉，一头乱糟糟的黑发。多数人喜爱他，所有人都敬重他，但却只有极少的人能够理解他。
终其一生，冯·卡门都对故乡布达佩斯念念不忘。1881年，他出生在那里。“身穿真丝晚礼服的贵妇坐在马车里，一身红色制服、头戴毛皮帽子的轻骑兵拱卫在侧，穿行过布达佩斯经受过战火洗礼的满目疮痍的古老山丘，”冯·卡门在自传中写道，“但在这样的一幕下，也藏着社会动荡的暗潮汹涌。”
布达佩斯被多瑙河一分为二。西岸是美丽的哥特式古城布达，蜿蜒狭窄的鹅卵石街道穿过城市，中世纪古堡的遗址点缀其间。奥地利皇帝约瑟夫一世庄严雄伟的宫殿矗立于小山之上。佩斯城位于多瑙河东岸，与布达相比，地势较为平坦，是个繁忙的商埠。佩斯城的环城大道两侧，分布着鳞次栉比的银行和交易谷物、牛肉、水果和葡萄酒的贸易行，而在城市的外围，则是新建的钢铁厂、纺织厂和皮革厂。
在冯·卡门的年轻时代，布达佩斯的发展速度超过了欧洲大陆上的任何其他城市。这里汇集了近百万人口，第一条地铁也在此时建成。经济繁荣伴随着文艺复苏，城里的歌剧院、艺术博物馆、园林、雕塑广场和多瑙河边星罗棋布的小咖啡馆为市民和旅居在这里的作家、艺术家和演员提供了多样化的文化生活空间。
推动这场文艺复苏的主力是地位直线上升的犹太人。19世纪后期，社会改革削弱了束缚在犹太人和其他少数民族身上的封建枷锁，使他们得以摆脱形同乡下奴隶的生活。1848年，匈牙利废除了农奴制度，1868年颁布的《国籍法案》则赋予包括犹太人在内的所有非马扎尔人以公民权利。这项立法许可了犹太农民迁入城市，一个有着远大抱负的人可以旅行到附近的城镇去做点小生意，从而让他的孩子有机会接受教育，以后能到布达佩斯去闯荡一番事业。到了19世纪末，犹太人已经成为布达佩斯城中一个富裕而博学的新兴人群。[1]
冯·卡门就生在这样的环境中。他的父亲是匈牙利最有名的学者，长期担任奥匈帝国教育部长。在任时，他创立了一所专为天才儿童设立的示范高中。冯·卡门的母亲是一位出身书香门第的优雅的知识女性，曾经发明了“布拉格傀儡”机械人的16世纪著名数学家贝扎雷尔（Yehuda Loew Ben Bezalel）就是她的先祖之一。年轻的冯·卡门在他父母坐落于布达城齐奥赛法罗斯（Jozsefvaros）的豪宅中长大，享受着专属于上流阶级的种种特权。
年仅9岁的冯·卡门便被父亲送进了他一手创办的示范高中，在那里，他向研究生学习高等数学。后来，他还拿到了一年一度、专门颁发给全匈牙利数学最好的学生的欧斯特福斯奖（Eostvos prize）。这所学校有“精英苗圃”之称，许多日后国际知名的大科学家，如爱德华·特勒（Edward Teller）、约翰·冯·诺依曼（John von Neumann）和利奥·齐拉特（Leo Szilard）都是这里的毕业生。在此期间，冯·卡门也学会了布达佩斯的青年绅士们所擅长的那些迷人花样：跳舞，对女人献殷勤，说俏皮话儿，还有击剑。到他16岁时，几乎有十多条不同的人生道路摆在他面前，但他的梦想却是进入一所历史悠久的外国大学，在那里把毕生精力奉献给科学。
不过，这些方案却因为他的父亲而备受阻挠。西奥多·冯·卡门的父亲莫里斯·冯·卡门（Maurice von Kármán）是个拘谨古板的人，总是企图控制子女成长过程中的方方面面。出于对本地小学的不信任，他为家里的孩子聘请了私人教师。出于对既有教材的不信任，他甚至自己亲手编写识字课本、教科书和童话故事。当6岁的冯·卡门表现出非同寻常的心算能力时，老冯·卡门吓坏了，生怕自己的儿子变成那种“学究型白痴”。他极力消除儿子所拥有的“人肉计算器”天赋，拿走数学书，命令冯·卡门改为阅读与地理、文学和历史有关的书籍。他大获成功，冯·卡门的数学计算天分果然消失得无影无踪，而且从此以后，他连个简单的乘法都要算上半天。冯·卡门从高中毕业时，他的父亲因为多年来与同事充满敌意、严重不合而导致精神崩溃，被迫住进疗养院。为了节约家里的开支，冯·卡门考入离家较近的皇家约瑟夫理工学院，而为了让父亲高兴，他选择主修工程学——在老冯·卡门看来，这比数学实用多了。
接下去的几年时间对于年轻的西奥多·冯·卡门来说相当舒服。远离凡事吹毛求疵的父亲，他学着运用自己惊人的数学技巧解决实际的工程学难题。尽管还只不过是一介本科生，冯·卡门却成功地用数学方法消除了发动机阀门的噪声问题，并就此写出一篇充满洞见的工程学论文。毕业之后，冯·卡门在奥匈帝国炮兵部队里服了一年兵役。此后，他回到皇家约瑟夫理工学院。那里的教授对他的天赋印象深刻，因此聘请他出任水动力学助理教授。在此期间，冯·卡门完成了一篇关于结构屈曲的论文。他的深刻见解为工程师们提供了一个非常有价值的参考依据，在建筑桥梁、飞行器和建筑物上都有重要用途。
1906年，这篇论文正式发表，冯·卡门第一次尝到了国际认可的滋味。欢呼声重新激起了他在理论科学领域大展宏图的野心。冯·卡门面对两难决定：是应该留在布达佩斯，过一种安全、体面的工程学教授的生活？还是在国际知名的大学里当一名研究生，继续研究他的屈曲问题？
冯·卡门的父亲再一次替他作出了决定。为自身疾病所苦、深感未能受到祖国足够重视的父亲劝冯·卡门外出冒险，扬名立万。冯·卡门向匈牙利科学院申请了一笔奖学金，用于继续研究屈曲问题，此后又向哥廷根大学力学系提交了在世界著名教授路德维希·普朗特门下攻读研究生学位的申请。哥廷根大学接纳了冯·卡门，并答应给他两年的奖学金。1906年，冯·卡门离开布达佩斯舒适的家，前往德国闯荡。
冯·卡门到达哥廷根时正值10月。藏身于莱茵河谷之中的哥廷根是一座优雅的古城，窄窄的石板小路连接起城中哥特式教堂高耸的塔楼和中世纪风格的民居。城墙之内，居住着大约两万居民。举世闻名的哥廷根大学于1737年创立于这座城市。哥廷根大学文人辈出，诗人亨利·朗费罗（Henry Longfellow），历史学家乔治·班克罗夫特（George Bancroft）和格林兄弟都曾是这里的学生。著名的《格林童话》就是在哥廷根大学的图书馆里完成的。这里也涌现过众多数学天才，如提出复数概念和代数基本原理的卡尔·高斯（Carl Gauss），以及提出函数理论并以其与空间几何相关的工作为爱因斯坦的相对论奠定理论基础的伯恩哈特·黎曼（Bernhard Riemann）。
冯·卡门来到哥廷根时，这所古老的大学正在迈进一个新的黄金时代。不过几十年间，哥廷根就贡献出了20世纪最重要的多项科学进展。戴维·希尔伯特（David Hilbert）和费利克斯·克莱因（Felix Klein）在这里作出了具有突破性的几何学研究，并培养了后来以发明变分学闻名于世的理查德·柯朗（Richard Courant）。在20世纪10～30年代曾在哥廷根大学待过的科学家中，后来有4人获得了诺贝尔奖：以X光晶体衍射方面的研究工作开创了固态物理学这一新领域的马克斯·冯·劳厄（Max von Laue），用矩阵阐述量子理论的沃纳·海森伯格（Werner Heisenberg），研究电子可激发性的詹姆斯·弗兰克（James Franck），以及研究量子力学的保罗·狄拉克（Paul Dirac）。在此期间，一个名叫罗伯特·奥本海默（Robert Oppenheimer）的年轻美国人也在哥廷根师从马克斯·玻恩（Max Born）研究亚原子粒子。多年后，他将回到美国，担负起建造原子弹的重任。
哥廷根大学奉行严格的等级制度，只有最优秀的人才能享受尊荣，获得保障。这一制度从19世纪开始自德国兴起，此后作为一种现代研究型大学的典范输出到世界各国。在陡峭的学术金字塔底部，研究生要花大约6年时间完成一篇原创性的博士论文。毕业之后，那些想要成为教授的人继续留在大学作博士后研究，这至少又得再花上6～10年的时间。在这一阶段，年轻学者需要帮助教授进行研究，给本科生讲课，完成第二篇关键性的论文。如果他的工作令人满意，那么，他可以升到第三级，获得一个类似于助理教授的职位。此后，他有机会被提升为副教授。但除非正教授的职位空出来，否则他将在这个副教授的职位上一直干下去。
通常而言，一所院系会有几个20多岁的博士后、30多岁的助理教授，一到两个40多岁的副教授，以及一个50～60岁的正教授。正教授在德国的学术体系里极其受人尊敬。在那些著名大学里，通常要在教学和科研上投入毕生精力，方能到达这个尊荣的顶点。竞争激烈残酷。《德国大学》（The German University）一书的作者丹尼尔·法伦（Daniel Fallon）写道：“长达20多年的等待期司空见惯，在这期间，许多经济状况不佳的学者心灰意冷，放弃了学术生涯，有些人甚至在等待中去世。”
冯·卡门在哥廷根大学的最初几年大约是他一生中最悲惨的时光。对于严苛乏味的校园政治，这个从匈牙利来的年轻人在心理上并没有作好准备。与路德维希·普朗特第一次见面，这位留着大胡子、戴着眼镜的教授就递给冯·卡门一张清单，上面是15个论文题目，冯·卡门必须从中挑选一个。当冯·卡门告诉普朗特，他想要在本科阶段专注于无弹性梁柱的屈曲问题时，普朗特看起来根本无意于为冯·卡门提供任何方向性的建议。几个月过去了，冯·卡门感到孤独而沮丧。他厌恶地发现，学校的等级制度甚至蔓延到了大学本科阶段。新成立的击剑和品酒小团体将犹太人和天主教徒排除在外，像小说《蝇王》（Lord of the flies）中描述的那样，即使在学生之间，也分成小派系，彼此倾轧，恶毒攻击。冯·卡门回忆道：“学校里根本没有真诚的社会交往，只有军队里那种老兵对新兵式的欺凌侮辱。”
冯·卡门两度险些从哥廷根大学退学。1907年，他跑到柏林附近的夏洛滕堡工学院（Charlottenberg Technical College，今柏林工业大学）注册入学。但是那里的设备太差，他和教授也一样合不来。对冯·卡门来说十分幸运的是，回到哥廷根大学之后，德国军火商克虏伯（Krupp）恰在此时为普朗特提供了一台大型液压机。这就使得冯·卡门得以继续关于屈曲问题的研究，并完成自己的博士论文。这之后在1908年，冯·卡门的奖学金到期了。他没有想方设法继续留在哥廷根，反而跑到了巴黎，在那里像个波希米亚艺术家一样快乐地游荡了两个星期。在巴黎，冯·卡门听了居里夫人的讲座，白天在咖啡馆里消磨时光，晚上则四处参加舞会。
这时候，一个改变冯·卡门人生轨迹的机遇出现了。在即将告别哥廷根的那段迷茫而漫无目的的时间里，冯·卡门清楚地记得其中一个他永远不会忘却的日子。1908年3月21日清晨，刚参加完一个通宵舞会的冯·卡门步行回家。筋疲力尽的他决定在圣米歇尔大道上的一家咖啡馆里小坐片刻。就在那里，他遇见了一个朋友的女儿玛格丽特·维琦（Margrit Veszi）。身为报社记者的维琦请冯·卡门开车带她去莱茵河左岸的阅兵场，参观英国飞行员亨利·法曼（Henry Farman）进行的欧洲首次两公里飞行试验。冯·卡门开始时对此加以拒绝，号称自己对看一个“木头和纸做的箱形风筝满天飞”不感兴趣。但最后，他还是屈服了，乖乖开车送维琦到了飞机场。
天将破晓时，冯·卡门看到了从机场南端推过来的“瓦赞”（Voisin）飞机。亨利·法曼钻进藏在固定机身的金属网后面的驾驶舱，螺旋桨开始转动，引擎轰鸣，飞机升入空中，在飞机场上空绕圈飞行。观众们都惊呆了。在此之前，他们只从报纸上看到过关于莱特兄弟发明飞机的报道，但却从来没有亲眼目睹过。他们甚至怀疑这件事是否是真的。对于许多欧洲人来说，这次试飞是让他们相信空中飞行确属可能的第一个确切证据。
冯·卡门为这次飞行所深深震撼，他决定在这一领域深入研究。在巴黎，他拜会了许多飞机制造商，讨论如何设计更轻巧但马力更强劲的发动机。这些讨论并没能得出任何实质性的结果，但冯·卡门却希望能够就此深入地研究航空学问题。接下来，当普朗特写信给冯·卡门，邀请他在哥廷根大学新建的风洞实验室担任助理时，冯·卡门兴奋不已，一口答应。他于这年秋天再度回到德国，很快就完成了一篇预言飞行对未来经济的重大意义的论文。
在接下来的4年中，冯·卡门一直担任普朗特的无薪讲师。在此期间，这个年轻的匈牙利人完成了多项最重要的空气动力学研究。1911年，他通过数学分析的方法发现，当飞机穿过气流时，机身两侧会形成两股平行的涡流，而这会产生空气动力学上的阻力。这种现象此后被命名为“卡门涡街”（Kármán Vortex Street）。未来的几十年中，它被广泛用于解释潜水艇、无线电发射塔、电线的振荡问题，甚至帮助人们找出了华盛顿州一座大桥倒塌的原因。
尽管声名鹊起，冯·卡门在哥廷根大学却看不到任何被提升的希望。他开始看到，作为一个存在本质缺陷的教育体系的一部分，学校中裙带之风盛行，争权夺利的例子比比皆是。正教授和其他人在待遇和地位上的差距过于悬殊。当时，上私人课程的学生常常会被收取强制性的听课费，这些钱最后都落入了授课教授的口袋。因为私人课程和公开课常常无从区分，这便成了一些教授广开财路的不二法门。与此同时，无薪讲师要长时间地工作，却得不到任何工作上的保障，收入也全凭学生们的意愿。冯·卡门有一次尖刻地讽刺道，哥廷根大学的一个历史悠久的传统便是，娶一个教授的女儿是成为学术明星的最佳捷径。
对自身处境充满怨气的冯·卡门作出了一个几乎自毁前程的决定。他鲁莽地接受了匈牙利一所偏远的大学的全职教授职位。这所学校由财政部而非教育部拨款，而它的主要教育目标是培养采金专家。冯·卡门对采金丝毫不感兴趣，但他非常在意全职教授的待遇。于是，1912年，冯·卡门搬到了小城塞姆茨班亚，开始担任这所大学的应用力学系主任。这里的研究基础设施极不完备，而学生们则因为冯·卡门取代了上一位年复一年使用同一份试卷的教授而怨声载道。为此，冯·卡门请了一年假，重返哥廷根完成自己的研究项目。事实上，他再也不打算回到塞姆茨班亚了。
回到哥廷根之后，受人爱戴的费利克斯·克莱因将冯·卡门叫到办公室，狠狠训了他一通。他痛斥冯·卡门不该接受一个采矿学院的职位，并向冯·卡门许诺，一旦有好大学的教授职位空出来，他一定为冯·卡门争取。然而，当不久以后慕尼黑大学的一个教授职位真的空出来的时候，却被一位退休教授的女婿所接替。冯·卡门只得退而求其次，接受了亚琛理工学院航空学和力学系的教授职位，并出任亚琛空气动力学研究所主任。
在亚琛，冯·卡门着手重新设计风洞，招募新的人手，致力于机翼设计的创新理论，并与身兼教授与实业家双重角色的雨果·容克（Hugo Junkers）合作，开创了大学与德国飞机制造企业协作研发生产的先例。这时候，冯·卡门才不过31岁，但却已经找到了自己真正热爱的工作方向并投身于其中。
1914年7月28日，冯·卡门搬到亚琛刚过一年，奥地利就向塞尔维亚宣战。冯·卡门被奥匈帝国军队征召入伍，担任上尉。冯·卡门的研究工作在接下来的4年中为战争所打断，但是在这些年中，他却也获得了管理庞大预算和监督军事工程的宝贵经验，此外，他还与手握大权的匈牙利、奥地利和德国军官们建立了良好的个人关系。
4年战争中，冯·卡门一次都没回过家。在此期间，他的父亲不幸逝世。1918年，冯·卡门终于得以返回匈牙利，抚慰他年迈的母亲。这一年晚些时候，奥地利皇帝查理一世在11月间宣布退位，匈牙利议会宣布独立，建立匈牙利共和国。新政府在迈克尔·卡洛伊（Michael Karolyi）伯爵的率领下逐渐向社会主义靠拢，政权最终落入共产党人贝拉·库恩（Bela Kun）的掌控下。共产党人请冯·卡门留在匈牙利，担任教育部副部长。冯·卡门答应了，并将原子物理学和现代生物学等新兴科目引入了匈牙利大学课程设置中去。
然而，冯·卡门的政治生涯只持续了两个月。1919年8月，罗马尼亚军队入侵匈牙利，贝拉·库恩政府倒台，布达佩斯沦陷。冯·卡门藏身于朋友家中，直到外面形势平静下来，他可以安全离开匈牙利。冯·卡门回到亚琛理工学院，而他的职位居然仍奇迹般地保存着。不过，大学本身已经关闭了长达5年，几乎处于无人问津的状态。冯·卡门巧妙地说服了比利时军队重建亚琛大学航空学实验室，而代价是免费为军官讲授航空学课程。
1921年前后，冯·卡门的生活逐渐回复正常。他的母亲和妹妹约瑟芬离开匈牙利，住进了冯·卡门在荷兰法尔斯的新家。在这所离亚琛大学不远的房子里，冯·卡门一家经常举行派对。母亲和妹妹替冯·卡门管起了家务和社交活动，让他可以放手进行研究。
接下来的几年对于冯·卡门来说简直幸福无比。在发表了多篇关于空气动力学阻力、湍流边界层、流体表面摩擦和混沌运动的重要论文之后，他的名气更大了。他与容克和齐柏林（Zeppelin）这样的飞机制造公司签订了相当有利可图的合约。在校园里，因为可以形象生动地描述科学概念——用澡盆里打着转儿流入下水道的洗澡水来解释涡流的概念，或是将惯性比做两只倒吊在滑轮组绳子两端的猴子，因此他讲的课大受欢迎。他可以与来自欧洲各地的学生合作，因为他不仅可以讲一口流利的匈牙利语，还能说意大利语、法语、德语和英语，以及“一点点意第绪语（犹太人的通用语言）——刚够讲笑话的水平”。他很快便成为这些学生科学上的导师和生活上的知交密友。
然而，到了20世纪20年代中期，超出冯·卡门掌控范围内的事情开始扰乱他的生活。通货膨胀榨干了大学的研究基金，剩下的那点儿钱犹如涓滴之水办不了任何事情。1922年的时候，德国马克与美元的汇率还是400:1，到了1923年底，就跌到了4.2万亿马克兑1美元。银行请簿记员的时候特意强调要能数清楚到底有多少个零，提款的时候则干脆上秤称重。依赖私人捐助和国家支持的亚琛工业大学入学率骤降。1921至1922学年，数学和物理系只招收到94名学生。到1924至1925学年度，这个数字进一步降到29。
接下来，1922年，冯·卡门在哥廷根大学的导师路德维希·普朗特受聘前往慕尼黑理工大学担任应用力学系主任。正如大家所预料的，他指定冯·卡门作为自己的接任者，担任哥廷根大学的应用力学研究所主任。鉴于普朗特被公认为欧洲航空学领域最举足轻重的角色，他的推荐无疑是一种殊荣。然而，由于当时“自然科学界弥漫着一股反犹太人的风气”，冯·卡门的任命却遭到了哥廷根大学另外一些教授的反对。斯时，哥廷根大学已经有了4名犹太裔自然科学教授——马克斯·玻恩，詹姆斯·弗兰克，埃德蒙·兰道（Edmund Landau），以及理查德·柯朗，其他教员再也容忍不了更多的犹太教授了。十分明显，普朗特并没有奋起为他的学生辩护，而是采取了中立的态度。冯·卡门最终未能得到任命。
在接下来的4年里，冯·卡门继续在亚琛执教。直到1926年，他突然收到加州理工学院校董事长罗伯特·密利根（Robert Millikan）发来的电报：“您最早能搭哪一班邮轮前往帕萨迪纳？”这张没头没脑的纸条真的是一封来自美国第二大理工学院的教授聘书吗？不管怎么说，冯·卡门的好奇心被激发起来了。
1921年，当罗伯特·密利根作为第一位在美国出生的科学家获得诺贝尔奖时，他接受了成为加州理工学院校董事会主席的任命。上任伊始，密利根致力于加强加州理工学院的物理系。到1925年时，他已经作好准备，向第二个目标进军——打造一个世界一流的航空系。密利根向丹尼尔·古根海姆基金会申请了一笔50万美元的拨款，但在这笔钱就位之前，他就已经开始四处搜罗世界顶尖的科学家来担任这个系的系主任。密利根和校董事会成员曾考虑过英国空气动力学家杰弗里·泰勒（Geoffrey Taylor），甚至还有普朗特本人，但是他们最终决定向冯·卡门抛出绣球。1924年，在荷兰召开的第一届国际应用力学大会上，密利根与冯·卡门见了面。
加州理工学院的保罗·爱泼斯坦（Paul Epstein）教授写信给冯·卡门，邀请他在1926年秋天前往加州理工学院担任顾问。因为没有收到回信，密利根认定，冯·卡门可能已经接受了这个邀请。但事实上，冯·卡门根本就没有收到爱泼斯坦的信，因为他当时正在比利时度假。询问冯·卡门何时扬帆远行，前往美国的电报反而先到了他的手上。
冯·卡门回电报说，他很愿意到加州理工学院去看看，但需要对方说明一下真正的意图。回复如期而至，于是，这一年晚些时候，他和他的妹妹前往纽约，拜访了住在长岛别墅里的哈里·古根海姆（Harry Guggenheim）。这之后，他坐汽车前往加利福尼亚，来到当时还是一座小镇的帕萨迪纳。冯·卡门参观了加州理工学院，并仔细查看了那里的航空实验设备。当时，航空系只有5名全职教授，因教学理念不同，却分成了两派。强调理论教学的一派以数学家哈里·贝特曼（Harry Bateman）为首，而强调实验方法论一派的代表则是发明家艾伯特·梅里尔。当时，航空系已经开始授予航空学的学士和硕士学位，并与总部设在圣莫尼卡的道格拉斯飞机公司开展合作，由该公司的专业工程师为学生讲授飞行器结构的基本知识。这是个新项目，大家都对其充满期待。
这个找上门来的邀请让冯·卡门心烦意乱。他的妹妹和母亲强烈反对他更换工作。除了要背井离乡，他母亲对漂洋过海也充满畏惧。然而，在德国发生的几件灰色事件却促使冯·卡门必须尽快作出行动。他的生活已经被这个国家中日益猖獗的反犹太浪潮所波及，学术圈也未能幸免。冯·卡门亲眼见到，他最优秀的一名学生在扣眼里佩着纳粹标志大摇大摆地走进课堂。这之后不久，一名匈牙利研究生受到当地帮会的骚扰。
种种迹象表明，德国政府正在暗中重整军备。冯·卡门的一个朋友在一场神秘的坠机事件中丧生，看起来军方与之脱不了关系。当交通部警告冯·卡门不要就德国飞机公司使用亚琛大学的风洞进行高速测试一事提出任何质疑时，冯·卡门真正感觉到了另一场战争迫在眉睫。“传闻中的德国非法武装确实存在。”冯·卡门多年以后写道。突然之间，他对未来油然而生一种恐怖的不祥预感。
冯·卡门依然记得，在哥廷根大学，普朗特曾经如何对他出尔反尔。当他意识到，身为匈牙利犹太人，他将永远无法进入德国学术阶梯的最高层时，他便知道自己已经别无选择。他或许不得不漂洋过海，在一个航空学研究远远落后于德国的国家重新安家立业，但这毕竟给了他一个机会。
“那些日子充满焦虑，”冯·卡门回忆道，“离开德国的念头仍然让我痛苦，但纳粹在德国夺取政权的速度实在是太快了。”冯·卡门最终决定，辞别故土，向迅猛发展的美国科学界进军。这个决定对于德国来说，意味着一种永远无法弥补的耻辱与损失，但对美国来说，却是一种骄傲和收获。
1929年12月，冯·卡门和家人离开欧洲大陆，登上一艘开往纽约的邮轮。在这之后的15年中，他再也没有回到过这里。
一到美国，冯·卡门一家就开始着手寻找合适的住处。他们在帕萨迪纳城南、距离加州理工学院仅有两公里的地方，找到了一座房子。这是一栋西班牙别墅风格的二层小楼，紧邻一条两侧种满了胡椒树的街道，花园和草坪布局略显凌乱，但屋顶和院子里都铺有地砖。没过多久，屋子里就被装饰得像一座博物馆。冯·卡门在会客厅里铺上波斯地毯，陈设着来自中国和日本的屏风，东方情调的坐椅上铺着缎子坐垫，到处摆满来自世界各地的人偶、挂轴、花瓶和奇形怪状的装饰品。楼下的房间被改造成冯·卡门的书房，旁边的一座小木屋则成了堆放他的期刊杂志和书籍的图书馆。在这座房子里，后来举办了无数次派对和聚会，直到几十年之后，加州理工学院的人还对此记忆犹新。
在这所大学里，冯·卡门从未遇到过他此前亲历的那种德国大学中特有的冷漠和形式主义。加州理工学院没有陈规陋习，令人耳目一新。洛杉矶地区如雨后春笋一般冒出来的新兴飞机制造企业令这里生机勃勃。道格拉斯飞机公司诞生于圣莫尼卡的一座理发店中，海滨小镇圣巴巴拉的两兄弟携手创办了洛克希德（Lockheed）公司。包括联合—伏尔梯（ConsolidatedVultee）、北美（North American）、波音（Boeing）、休斯（Hughes）和寇蒂斯—莱特（Curtiss-Wright）在内的其他一些大公司也被帕萨迪纳宜人的气候吸引过来，这里的天气一年到头都适合飞机试飞。任职于这些公司的本地工程师使用古根海姆实验室的10英尺风洞测试他们用硬木制成的飞机模型，考察飞机在不同风速和高度下的性能表现，然后与教授们讨论改进设计的方法。作为回报，飞机制造公司雇用古根海姆实验室的毕业生，将他们安置在重要的工程师岗位上。不过在几年之内，冯·卡门就将加州理工学院变成了南加州航空活动的神经中枢。
冯·卡门还对航空学作出了一系列重大的新贡献。他为著名的道格拉斯DC-3号飞机设计了一个简单但有效的风阻整流片，消除了严重的风阻问题。通过计算出如何在机身表面安装加固条以防止金属受压变形，他帮助飞机制造公司完成了飞机材质从木头加帆布到铁皮的转变。他推导出了涡流和表面摩擦的基本定律，完胜自己的老师普朗特。后者在这个问题上花了好几年的时间但却一无所获。
冯·卡门的贡献并不局限于研究领域。他迅速成为加州理工学院最受欢迎的教授。尽管英文很烂，冯·卡门却是个天生的演讲高手，讲到兴奋时他常常双手挥动，听课的学生们则深深为他的智慧所折服。一位法国科学家对以他的名字命名的术语“卡门涡街”提出质疑，冯·卡门立刻反唇相讥：“那么你比较喜欢‘Rue de la Kármán’这种叫法了？”（这个短语是“卡门涡街”在法语中的表达方式。）很多时候，他极其巧妙地引导一个班的学生完成对一个复杂等式的证明，证明结束时，听众们甚至会像观看一场体育比赛一样兴奋地鼓掌喝彩。冯·卡门的学生把他当成偶像一样加以崇拜。他是如此富有个人魅力，以至于许多研究生以获得他的赞许为精神支柱，甭管冯·卡门在哪里一现身，学生们都争先恐后地围到他的身边。
55岁的冯·卡门过着一种略带矛盾的生活。他是一个令人敬畏的学校领导，一位世界知名的科学家，但在许多方面，他都像一个小孩子。他在户外派对上大打秋千，在圣诞节的时候把自己打扮成圣诞老人的模样。外出旅行时，他的朋友和助手要跟在屁股后面收拾他到处乱丢的帽子和文件。天性冲动好奇的他，完全无法拒绝手边任何一种工具或玩意儿的诱惑，总要摆弄一番方才甘心。一直同母亲和妹妹住在一起或许是他能够保持这种童真的重要原因，她们替他打点一日三餐、衣服鞋袜，甚至对他的社交生活施加巨大的影响，但这也让他得以摆脱成年世界的平淡和琐碎。
冯·卡门终身未婚。同样终身未嫁的妹妹是他最信任的朋友，担负起了许多本应由妻子承担的责任。他们的关系与剑桥大学数学家哈代（G. H. Hardy）及其妹妹的关系非常相似，都是彼此不婚，维持着深厚而纯洁的智力交往纽带。没人知道为什么冯·卡门选择不结婚：有人猜测，他的母亲和妹妹对他的社交生活干涉过多，以至于他从来没有找到合适的机会。然而，他的单身汉身份可能也是通向成功的一个关键因素。不用养家糊口，照顾妻子儿女，冯·卡门拥有更多的闲暇时间，投入到科学和管理工作中去。
作为一名单身汉，冯·卡门在校园里以“好色之徒”著称。“我们从来不让冯·卡门和我们的太太跳舞，”一位学生多年之后回忆道，“他有本事让一个被他凝视着的女人相信，她就是他的唯一。”冯·卡门喜欢和漂亮的年轻姑娘合影，在演讲中插入大量黄段子和荤笑话，这些笑话在很久以后还会在加州理工学院广为流传。一次，当女飞行员埃米·约翰逊（Amy Johnson）向他问起飞行器自旋的问题时，冯·卡门回答道：“小姑娘，自旋这东西就像绯闻一样。你不知道它怎么会缠上身来，要摆脱它更是困难万分。”另外一次，当被问起为什么不结婚时，冯·卡门色迷迷地笑道：“没那个必要呀。”
尽管如此，冯·卡门却有一种深深的父爱情结。他对自己的研究生就像对亲生儿子一样，经常邀请他们到家中做客，聆听他们的个人问题，甚至帮他们主持婚礼，还为此埋单。“我们都像是他的孩子，在他的大房子里嬉戏打闹。”一名冯·卡门的学生深情地回忆道。那些为艰深的理论问题愁眉苦脸的学生第二天早上会在书桌里找到冯·卡门亲手写下的一串优美的方程式，上面还附有留言：“我猜这就是你想要的吧！”冯·卡门对学生的小孩们也视若己出，宠溺非凡，这或许折射出他对于膝下无子的遗憾。他坚持要这些孩子叫他“爷爷”，经常给他们写信，送他们礼物和玩具，有时甚至会送上整架钢琴。
种种慈爱的表现使得冯·卡门迅速成为加州理工学院有史以来最受欢迎的教授。到1936年时，他终于认定，帕萨迪纳就是他真正的家园。在这一年的7月24日，冯·卡门在洛杉矶地方法院宣誓入籍，自此成为美国公民。
日复一日，冯·卡门的生活遵循着相同的时间表。每天早晨6点准时醒来，他的母亲和妹妹已经为他准备好了美味的匈牙利式早餐。他通常会与客人一道分享这顿美食。随后，他便开始埋头处理案头厚厚的一摞信件，口述回信，打电话解答问题。这之后，他要么前往加州理工学院，在那里完成一整日的教学和研究工作，要么留在家里，自己钻研。在学校里，冯·卡门教授理论空气动力学和飞机结构弹性两门课程。此外，他还与学生们一同深入研究理论空气动力学问题，并主持发布研究结果的研讨会。
每天晚上，冯·卡门会点燃一根雪茄，为自己倒上一杯酒——有时是杰克·丹尼（Jack Daniels）牌威士忌，有时是他所钟爱的匈牙利梅子白兰地——美美地享用一顿丰盛的匈牙利晚餐。他的家中总是访客如云，作家、电影明星、牧师、军官、商人，来来往往，川流不息。冯·卡门的母亲膝上盖着条毯子，坐在起居室里欢迎来客，而他的妹妹则进进出出地忙着端上各种饮料。
冯·卡门经常邀请他的学生到家里举行非正式的研讨会，连续几个小时讨论有争议的数学问题。有时候，在研讨会进行中，冯·卡门会在人群中消失，转移到书房里与一两个学生讨论他们的研究进展。偶尔，他也会一个人躲进书房，独自静思冥想。
冯·卡门的生活丰富多彩。他如愿以偿地成为了一所世界一流大学的全职教授。他住在四季温暖如春，犹如天堂的南加州，身边尽是天资聪颖、讨人喜欢的学生。一片大海将他与欧洲的骚动与战乱隔绝开来。他的家人为他料理一应生活琐事。他几乎别无所求。
然后突然有一天，一个名叫钱学森的年轻中国人叩响了他的门，请求在加州理工学院攻读研究生课程。
[1] 到1910年时，犹太人仅占匈牙利人口的5%，但80%的银行家、59.9%的医生、53%的商人和50.6%的律师都是犹太人。