1916年7月,茅以升在唐山路礦學堂(后更名為“唐山工業(yè)專門學校”)畢業(yè)考試中榮獲全??偝煽兊谝幻?。同年,清華學堂向全國招收留學官費研究生,考生眾多,考題甚難,他又以第一名的成績考取。秋天,20歲的茅以升乘“中華”號遠洋輪從上海啟程遠渡重洋到達美國紐約。之后轉(zhuǎn)乘火車來到美國東部大學城——綺色佳市。綺色佳市當時只有兩萬人口,居民從事的各行各業(yè)都是為康乃爾大學服務的。
康乃爾大學是個世界性學府。校內(nèi)聚集著十幾個國家的留學生。茅以升是唐山工業(yè)專門學校第一個來到這個學校注冊報到的研究生。該校教授說:“唐山工業(yè)專門學校從未聽說過,須經(jīng)考試方能注冊?!背龊跛麄兊囊饬希┮陨目荚嚦煽儤s登榜首,為此,學校規(guī)定,今后凡是“唐山工業(yè)專門學?!钡漠厴I(yè)生,可以免試直接入學。
日歷翻了365頁,茅以升第一年就取得了碩士學位。學校要留他當助教,向他展示一條晉升教授的道路。茅以升想:我來美國學習,不是為了當教授,而是要學好本領(lǐng)回國造橋。他謝絕了學校的聘請,到匹茲堡橋梁公司實習。在那里他學習繪圖、設計、金工、木工、油工等全部造橋技術(shù)。在實踐中他感到有進一步學習理論的必要。于是他又考入匹茲堡市卡利基工程學院橋梁系夜校學習。每天要在兩個地方奔波,時間比金子還珍貴。
茅以升創(chuàng)造了人的智慧、毅力和精力極度發(fā)揮的奇跡。清晨4點鐘,桌上的鬧鐘把他從夢中叫醒,趕忙吃完早飯,跑步去乘火車趕往橋梁公司。車上成了他學習外語的課堂。他嘴念、耳聽、眼看、手寫、心記,五個器官同時并用。至于嘈雜的叫喊聲、車輪碰擊鐵軌的轟轟響聲,已經(jīng)對他完全失去了作用。
工地休息的鐘聲響過,他放下錘子,從口袋里掏出本子和鋼筆,開始做夜校的功課。
吃飯時,他不得不改變右手拿勺的習慣,改用左手拿勺,右手拿筆,隨時記下想到的問題。他的頭腦里終日閃動著橋梁、圖紙、公式、定律、假設、實驗,這里有看得見摸得著的物體,也有變幻無窮、撲朔迷離的抽象東西。
夜晚,他經(jīng)常起床將隨時想到的問題寫在紙條上,然后將紙條隨手釘在墻上,整個房間掛滿紙條像開展覽會。
1918年12月,茅以升各科學分已學滿,下一步是寫博士論文。因為欲得博士學位,先得學一門主科,兩門副科。茅以升選橋梁為主科,高等數(shù)學為第一副科,城市建筑為第二副科,語言課則需兩門外語,他攻下了英文、法文。
經(jīng)過半年的努力奮斗,他完成了洋洋30萬言的博士論文《框架結(jié)構(gòu)的次應力》,達到了當時的世界水平,該文的科學創(chuàng)見被稱為“茅氏定律”,茅以升成為卡利基工程學院第一位工學博士。之后,經(jīng)美國著名科學家賈科貝教授的推薦,康乃爾大學授予茅以升“斐蒂士”金質(zhì)獎章。
有人問茅以升:“從碩士攻讀博士按規(guī)定需要兩年時間,你只用了一年時間,‘秘訣’在什么地方?”
茅以升說:“‘秘訣’在于我實習的同時上了夜校,我在夜校讀完了博士學位的課程,省了一年時間。此外,就是艱苦奮斗。由于國內(nèi)政局不穩(wěn),教育部停發(fā)海外留學生的經(jīng)費,加之祖父病故、父親失業(yè),經(jīng)濟陷入困境。我又利用課余時間打零工,勤工儉學,終于克服重重困難完成學業(yè)