2015年6月29日中文  |  English

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蒋亦元:颗粒归仓的梦想

在他还是一个普通助教的时候,就已蓄满挑战世界高难课题的胆识和能量;当他身为院士、蜚声学界教坛的时候,却仍然躬身于稻田和工厂。在高速飞转的时代列车上,他不知疲倦,始终攀登、超越和分享。

在哈尔滨,“东北农学院”曾是个尽人皆知的地标,是一段历史,一个传奇。新中国成立后中国共产党在解放区亲手建立起的第一所农业高等学府,为中国高等教育史写下了浓墨重彩的一笔,也为蒋亦元选择了一种人生。

1949年,从南京金陵大学毕业不久的蒋亦元深感广袤富饶、地广人稀的东北黑土地是发展农业机械化和施展才华、实现志向的广阔天地,于是毅然奔赴东北农学院。六十来,蒋亦元从助教开始做起,作为一名普普通通的科教工作者,他在创新和探索的路上,始终保持着共产党人的本色,尽心竭力、恪尽职守。长期工作在教学和科研第一线他,对党的事业无限忠诚,不畏难关,成绩斐然。

全面发展,勇攀珠峰

对于蒋亦元而言,“割前脱粒机器系统”已不是一个简单的符号,而是一种日渐深重的情结,随着时光的流转、探索的步履,这种朴素的感情逐渐升华为一种担当使命的理性追求,在农机理论与实践的这条长路上,他是一直是一个远征者。

水稻是我国最主要的粮食作物,长久以来,由农民弯腰曲背、手持镰刀收割,之后再通过机器来进行脱粒的生产方式效率极低,而劳动强度又相当大。传统的“先割后脱”的联合收割机,即使是国外最先进的设备,也一直不能解决落粒损失严重、无法高效作业、不能收倒伏作物等许多弊端。但“割前脱粒”这项研究,欧洲高尔人早对它就有过探索,特别是从19世纪中叶以来许多国家如澳、日、苏联、意、英、法、菲和我国十余个单位也都进行过研究,然而始终未果,其难度可见一斑,被视为世界难题。

蒋亦元持续探索了33年,先后研制了四代样机。在科研上,蒋亦元既开发机器又探索其机理,并善于将生产实际与农业科学技术相结合。

第一代仅耗时四年就研制成功。四年间,为了能够更加仔细地了解到样机的作业情况,蒋亦元总要亲自下到田间实地观测。他时而趴在湿漉漉的稻田中看机器地运作,时而又一路小跑与机器同步而行,有时还要爬到 两米 多高的机器上,因此他常是一身泥巴、两手油污。苦心人天不负,这一成果在国内外引起强烈反响,美国著名 农机 教授亨特博士在来信中说:“我觉得您的发明,在技术上它具有令人赞佩的特点,您所研究的‘割前脱粒’又搂集稻草成条铺的机器是一个独特的设计,我确信它将是为水稻种植者造福的一项重大发展”。此时,蒋亦元难摒激动之情,赋诗抒怀。

七律

己未秋现场汇报会后志

割脱颠倒竞折腰,辗转反侧四载宵。

悉心寻觅千百度,回头蓦见阑珊处。

切搂虽好仅端倪,誉声诉苦催征号。

且赏金秋意境高,车过桃山平川啸。

( 注:蒋亦元在从科研现场香兰农场乘火车回哈尔滨的途中经桃山站,此前为丘陵行车缓,过后为平原车速加快,“一马平川、呼啸而过”的情景隐喻大功告成,喜悦之情跃然纸上。

在一片赞扬声中,蒋亦元没有止步,他冷静地思索着,继续奋斗着。然而,六年后诞生的、能收倒伏水稻的第二代样机却因落粒损失过大而以失败告终。蒋亦元并没有被这次失败而彻底击垮,他反而变得更加成熟了。此时,已经是他开始“割前脱粒”研究的第11个年头了,尽管还要推倒重来,他却依旧满怀信心:这正是黎明前的黑暗,他命笔作“忆秦娥”,誓以明志。

忆秦娥

记丙寅之重挫

秋风瑟,扶禾脱带竟相斥。

竟相斥,逸籽顽穗,晴天霹雳。

雄峰漫道高天接,

当从谷底再攀越。

再攀越,金浪如海,残阳焚急。

“古之成大事者,不唯有超世之才,亦有坚韧不拔之志。”成功也好,失败也罢,它们已然成为过去。此时的蒋亦元立即重新考虑方案,并于当年冬天开始了第三轮样机的设计。蒋亦元从第二代的带式脱粒装置的失败认识到解决“逸籽顽穗”这一难题是此轮改进的关键所在。要解决“落粒损失大”这一实际问题,蒋亦元经过反复思量和利弊权衡,终于下定决心采用一种能够实现防止堵塞的、气流吸运和滚筒式脱粒装置作根本性改动的方案。

收获属于勤奋的耕耘者,当蒋亦元把这一改动制成实验装置在实验台上进行测试的时候,一下子就取得了满意的效果。

第三代样机耗时四年,采用气流吸运,并创制出一系列与之配套的新工作部件,构成了“割前脱粒”水稻收获机器系统。它谷粒损失少、能收倒伏水稻、稻草放铺整齐,又能将粮袋运出田间。

1990年样机科研鉴定会上,水稻割前脱粒机引起了世界农机界的关注。在它走过的田野里,稻棵扬起笑靥,夕阳中,丰满的果实倏忽间籽粒全无。金黄色的颗粒随着气流传送欢快地进入粮袋里……马达的隆隆声,风吹稻叶的沙沙声,人们的喜悦之情融汇成优美的田园交响曲,回荡在汤原县“四块石”山下广袤的原野上……

这一成功为农业机械这个领域提供了新的收获工艺、新的工作原理、新的工作部件,更赢得了国内外同行专家的一致好评,被鉴定为“国内首创、国际一流”。当国内外的同行们纷纷向蒋亦元表示由衷地祝贺与钦佩之时,他也情不自禁提笔抒怀,写下《排律》以明志。

庚午秋专家评论后志

群雄息鼓我力单,十载苦斗终偿愿。

周旋未知贵奇正,万阻千险只等闲。

带走凹弧破流畅,盘指卸草简又欢。

金秸玉粒齐完好,粒不再飞穗不顽。

幅宽行速赛东洋,立倒稻麦前后霜。

草粮一车败笔少,收耕还田呈一环。

背水之势激我智,名声中外逼上山。

穿梭颠簸风尘扑,苦我心志劳筋骨。

带筒四易赤水渡,勤思群力越雄关。

侬若真是个风流,不凭天赋登北坡

注:①此三句为专家评论蒋亦元突出成果“割前脱粒水稻收获机”。

②登穆朗玛峰北坡比南坡更陡峭。

而后,蒋亦元的这一研究成果可喜地获得了国家发明专利并成功实施技术转让。与此同时,他还先后荣获国家技术发明奖二等奖及黑龙江省科技进步奖一等奖,这也是新中国成立以来农机战线的最高奖项。在盛誉面前,蒋亦元并没有因此而沾沾自喜、裹步不前,反而把成功当作发现问题、探索创新的起点,开始了新一轮的征战。

蒋亦元清醒的认识到第三代样机尚有缺点,虽得了大奖,也得到国际上认可,但是 1 /秒的作业速度还不能满足大面积作业的需要,不能在收粮的同时收草,这是一个亟待克服的重要缺憾。经过冷静的分析,蒋亦元与他的研究集体针对此难题,耗时十一年创制成功在摘脱同时切割搂集秸秆成条铺的“4ZTL-1800型割前摘脱稻(麦)联收机”(已经收获水稻及部分小麦近千亩)。 它作业速度快(0.7-1.6 -2.2 m /s),在收获正常生长状态下的水稻,谷粒损失少,清洁率高。其鉴定结果为“国际首创、国际先进水平”,并取得3项发明专利,受到专家与用户的高度评价。

后来,美国加州大学戴维斯(Davis)分校的勃莱恩(Bryan)教授特地致信蒋亦元,信中这样写道:

“亲爱的 教授:

彻底地欣赏您的割前摘脱并同时切割搂集稻草成条铺的联合收割机。就如在咱们先前的讨论中所述,我们从事这方面的研究已有几年了,然而始终未能解决英国的割前摘脱粒台不能同时收获稻草的困恼。因此,我对您所做的工作很感兴趣。……

在此,我诚挚的邀请您来加州,我们盼望着能与您一起工作。

您忠实的J. 勃莱恩 教授 ”

当成功扑面而来,当赞誉接踵而至,蒋亦元并未被庆功酒灌醉。特别是当“4ZTL”以800万元的重金进行专利转让后,蒋亦元的压力更大了,喜忧参半之时,他写下了《虞美人》一词:

虞美人

己卯4ZTL专利以重金许可实施喜忧参半

初报英伦出奇器,收麦简捷。

旋闻敛谷更优异,

哀哉,岂非被扼摇篮里?!

克弱思维胸中怀,待我寻再,

弃草丢谷却是机。

吸运贴割搂中条铺集,

这次第,垒卵履冰,

岂一个慎字可结?

发明专利以高价转让实施。但在由科研成果向产品转化的过程中,一方面暴露出机器本身对作物状态的适应能力尚有局限性,需要改进;另外受技术力量不足,加工技术、资金等条件的限制,使得这一转化过程步履蹒跚地前进着。正如蒋亦元的词中所言,“这次第,垒卵履冰,岂一个慎字可结?”

转让后,佳木斯联合收割机厂于19992000年按图制作了两台样机并作了两年收获试验,结果发现三处堵塞问题急需解决,因为不解决这“三堵”问题,机器便不能大面积连续作业,其可靠性也将有所削减。

为攻克这三个堵塞问题,蒋亦元带领他的科研团队在已达十年之久的转化过程中,历尽了各种艰难,并准备冒着王选院士所言“创新性成果转化为生产力要冒九死一生的风险”。他们之所以能如此执着,就在于这一新收获工艺展现出下述一些特异的前景:

一是结构大为简化;二是此机可只收谷粒不收割秸秆,任其站立田间。这一特点是任何收获机所没有的;三是此机可在霜前收获水稻,青绿的秸秆可作为肥料、饲料与燃料等。

尽管直至今日,蒋亦元院士研发的水稻割前脱粒系统尚未能实现广泛的应用,但一路走来他所作出的探索和贡献绝对是意义非凡的。或许只有真正热爱研究的人才能体会到那种曲径通幽的美妙感觉和创造的满足与喜悦。

敢于质疑,追求真理

“怀疑精神是科学创造活动的真正出发点。科学的怀疑精神与传统的观念、社会的主流观点往往是相悖的。对一个大胆怀疑的人来说,成功了,有时会鲜花簇拥;失败了,可能会带来嘲笑和侮辱,甚至会万劫不复。”

这一次,令蒋亦元产生怀疑的学术权威墨菲(G. Murphy)的π关系式合成理论中“组成方程必须具有相同形式”的论断。自1950Murphy提出组分方程后,在国际上已运用数十年而始终无人置疑。曾有人在犁铧的相似研究中发现误差大,也只是怀疑土壤参数。

在蒋亦元仔细研读相关资料的时候,发现其中名为“以试验球体沉降规律求得 关系式”的实验,预测的误差很大。到底该实验的预测误差是来自于试验不严格还是定理本身有误?此时的蒋亦元陷入了深深的质疑当中。

为了找出产生误差的根源,蒋亦元先从严格试验环节入手。当他将试验数据回归建立模型时发现:组分方程若必须用相同型式时则误差很大,当“以获得最高相关系数为原则”选择方程的型式时,预测精度显著提高。经反复检查自己的试验,当他确定自己所进行的试验本身没有疏漏之时,便大胆地指出了G. Murphy的π关系式合成理论中的重大缺点——“组分方程必须具有相同形式”的论断缺乏理论依据,也不切合实际,并对G. Murphy的理论作了“组分方程可以具有不同型式”的修正的结论,这使预测精度成十倍地提高。由此,蒋亦元还进而提出建立在此、经改进了的相似准则函数理论基础上的、作为多因素的试验设计方法,它与二次回归正交旋转组合设计相比,具有试验次数少、精确度高、对自然规律具有广泛得多的描述能力等优点。

这些开创性的研究成果,得到了该领域著名专家及院士们的高度评价。

农业机械设计制造专家陈秉聪院士说:“ 教授提出了大胆修正,实是难能可贵。这一修正毋疑使相似准则即π试验的推广具有重要意义……而且方程的形式不一定非二次多项式是正确的,更便于推广。”

热力设备与“相似与模化”专 家李之光 教授说:“ 教授不受前人约束,根据自己大量试验结果所总结出的准则关系式建立方程使预测误差大为减少,是对相似原理精确实用的有力推动……”

中国农业大学的 汪裕安 教授的评语是:“ 蒋亦元 教授对Murphy氏组合方程计算上的重大修正,是对相似模型实验研究的重要发展……为推动科研,特别是各种规律不明,难度较大的科学研究作出了新贡献,同时也为相似模型实验拓宽了应用范围,是理论水平和学术价值均高的学术成果。”

运用相似理论于土壤力学的专家、中国农业大学 余群 教授也曾评价说:“ 蒋亦元 教授提出可以用不同的方程式进行组合,扩大组合方程π关系式。经分析验证所提出的方法是可行和正确的,它扩大了相似理论在各种工程问题的应用范围。他在相似理论方面进行了有意义的理论分析工作,对推动和扩大相似理论在许多工程领域的应用起了很好的作用。”

蒋亦元的科研成就丰厚,理论实践、珠联璧合。除上述成果外,还有诸多方面的建树。他曾建立了收获机械的平台式逐秸器理论,研究结果被其他学者的实验研究所证实,并被编入全国统编教材;亚麻种子成套机械的研究成果在生产中被多年应用,清选质量与效率达到国际先进水平;悬挂式水田筑埂机的研究采用单面取土方式是当时国际通行的双面取土的一次革命,有助于减少平地作业用功量,并使作业功能扩大,首创聚四氟乙烯复面,解决了严重粘土和显著减轻了阻力;在乳牛饲养机械化的研究中首次采用先进的散放饲养方式、串连式挤奶车间及配套的饲料车间以显著降低劳力消耗。初步结果显示是可行的。遗憾的是后因三年困难时期牛群宰杀,未能继续完善。

蒋亦元在科学研究上的最鲜明的特点就是创新,他从不愿意去搞追赶潮流而自己又无新解的课题。同时,他不仅重视机理研究,还很关切机械作业对农艺、资源利用、环境保护等的影响。于是,他渐渐地将一扇“门”合拢,合拢的是农民灰暗的眼神;更将一扇“门”开启,开启的是农机现代化亮丽的新妆!

母以子贵,师以生荣

半个多世纪以来,蒋亦元一直在东北农大辛勤耕耘,可谓桃李盈枝。由于蒋亦元在创新能力、指导思想及科研方法论、公关策略、团队精神以及横向合作等诸多方面都有自己独特的见解和能力,更有诸多学子因为仰慕蒋亦元院士才走进农业工程的学术领域,他们认为能够成为蒋亦元的弟子,本身就是一件荣幸而又充满挑战的事情。

而蒋亦元更是践行孔子“有教无类”的教育思想,不管是不是自己的学生,只要发现有培养价值且肯学的孩子,就会对其倾心培养,如今他们中的多人都已成为国内外知名的学者,可谓群星璀璨。

赵匀 教授以其发明了新型高速前插旋转式与国际首创了后插旋转式插秧机, 应义斌 教授以其水果品质在线同步检测与智能化分级技术装备的研究,他们分别于2007年与2008年获得国家技术发明二等奖; 蒋恩臣 博士在导师的指导下获得全国首届百篇优秀博士论文奖;董成茂是进入首都钢铁公司的首位博士,由于其基础扎实,在设计院从事方坯和板坯连铸机总体设计、工程设计和工厂设计,工作出色、游刃有余;在国外的张瑞红以其发现加速发酵的细菌,创造出厌氧分级干式发酵系统,利用多种废物产生沼气用于发电,而获美国国家环境保护奖;潘忠礼以其在食品健康安全及食品保鲜技术研究方面取得杰出成就,先后获得美国总统青年科学家奖、“2008影响世界华人大奖;孙秀芝以其在基于生物质的聚合物与合成物领域的卓越成就,出版了专著,并被美国农业部委任生物质产品与生物质能源创新性研究项目制定组组长; 汪春 教授,全国劳模,擅于以奇制胜,在钵苗摆栽机的研制中竟能彻底摆脱日本机构极为复杂的模式,而以插秧机为基础,重点转为秧盘研究,他的这种“以正合以奇胜”的创新思维是早在读博士阶段就得到蒋院士亲授的。

在蒋亦元的家里和他的院士办公室中都挂着与学生们的合影大照片,并冠以“母以子贵,师以生荣”的标题。他还将体现学生工作成绩的文章、杂志放在最显眼的地方,引为骄傲,令人感动。把发现和培养的人才看做自己毕生科学工作中最大的成就,这正是蒋亦元值得尊敬和歌颂的“师道”和“师德”。

德才双馨,韵味人生

一流的科技成果诚然可贵,高尚的道德价值更高。蒋亦元常常强调一个好的科学工作者必须具备“德、识、才、学”这四方面的素养,并形象地做了比喻:“才”如战斗队,“学”如后勤部,“识”如指挥员,但倘若没有“德”,拥有的其他一切都将是空谈。蒋亦元始终将“德”放在首位,因为它是一个人在科学研究中最终取得成功的一个最重要的条件。透过蒋亦元的言教和身教,他的众多弟子都已深深体会到“德”的重要,努力践行着导师对科技工作者的道德要求和原则:一是要尊重别人的劳动成果,痛斥剽窃他人成果的行为;二是在试验研究中不要为证明自己的理论分析结论是正确的,对试验结果作虚假报告;三是在总结和汇报自己成果时,一定要杜绝弄虚作假,一旦被他人披露,将严加查处。

在很多人的印象里,农机工作者全身心地投身于事业,常与冰冷的机械打交道,因而会缺乏生活情趣。但蒋亦元却多才多艺,兴趣广泛,志趣高雅。蒋亦元认为,“想搞好科研的人,不应终日仅和数字、公式、定理等打交道,如能常读诗词,体会其精髓,以至习作,是有利于培养自己创新思维的。”他总会在工作学习之余挥笔泼墨,根据科研感受赋诗填词。其多篇诗作还被收入《院士诗词选》。

熟悉蒋亦元的人都知道,伴随蒋亦元科研生涯的,还有一样精神润滑剂,那就是音乐。蒋亦元对音乐有一种特殊的感情,他既喜欢传统的民族音乐,如《梁祝》等,也常常对现代流行的音乐产生兴趣,如好莱坞大片《泰坦尼克号》的主题曲《My heart will go on》。平日,除了唱歌,他对二胡、笛子、口琴、小提琴等乐器演奏也非常钟爱。虽然,这些在公开场合少有展示,但是它们却是其在家庭音乐会上的保留节目。

醉心于钟爱事业的人,是不知疲倦、更是乐在其中的。由于业绩突出,蒋亦元曾连续四年被评为哈尔滨市劳动模范,1980年被评为黑龙江省特等劳动模范,他曾获得黑龙江省科学大会项目奖4项、黑龙江省先进科技工作者称号,1999获国务院学位委员会、教育部联合授予他“全国首届优秀博士论文指导教师奖”,2001年,蒋亦元荣获全国农业科学技术先进工作者奖等等。然而蒋亦元总是把成功和荣耀当成过眼烟云,正如说,“过去仅仅是开场白”。如今,耄耋之年的蒋亦元的日程依然繁忙,一个又一个新的目标正在酝酿、实施之中。相信,他的精神将激励代代学子在科研的道路上不断探索、前进。

(石岩)

发布机构:宣传部 | 责任编辑: | 发布时间:2012-05-09 16:06 | 浏览人次

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