“我认为自己已学成一种可为农村振兴服务的专业,成为在这方面少有的专门家之一,已没有理由再继续置身度外。”
“再苦,我们也要坚持,如果你想要为我们这个民族做一点事情的话。”这是中国农业机械和农业工程学科的奠基人之一,中国工程院院士曾德超说过的一句话。
曾德超从事农业机械教育和科学研究70年,撰写研究论文140余篇,为我国农业机械化学科、农业工程学科的发展作出了不可磨灭的贡献。他的一生都在为服务农业、改变农村、造福农民奋斗,就像伴随他科学生涯的犁一般,永远冲在最前端,开沟破土,耕耘不止。
艰难求学路
曾德超的老家在海南省琼山县迈德村,村中有一个建于乾隆年间的宗祠,饱经岁月的洗礼依然典雅端庄。宗圣殿内,与祖先牌位一同陈列的还有“迈德村曾氏家规”,开篇第一条便是“劝读书,长才智”。大抵是琼山曾氏与孔门四大学生之一的曾参有些许渊源,一直以来,迈德村的村民们都对教育有着崇高的追求。
进入村中的宗祠上小学时,曾德超6岁。尽管在当时,教学条件有限,不同年级的孩子都是聚在一间教室里读书,但浓厚的学习氛围以及老师们的严加管教,还是让周边不少村子的学生慕名前来。
曾德超人生中第一次离开家乡是在1931年,这源于父亲的一个决定。父亲年轻时曾就读于广东公立法政专门学校,后又在广西梧州市法院就职,这期间,两广文化深深地影响着他。带着对长子的厚望以及想为孩子创造更好的学习环境的思量,父亲四处托人将曾德超从偏远的海疆农村带到广州。次年,曾德超顺利考取广州私立培正中学。
就读培正中学,可以说是曾德超生命中的一个拐点。作为当时广州有名的三所教会中学之一,培正中学多样的课程不仅让曾德超增长了见识,同时学校对学生严格管理,力求道德品质与科学知识并重,也促使他能够德、智、体等全方面发展。优越的教育资源背后也意味着昂贵的学费和生活费,彼时曾德超的父亲只是法院中担任笔录庭审的“书记官”,薪水并不高,但他仍然尽自己最大的努力供儿子读书。
“父亲有眼光,他赚的钱基本用于我上学了。他很少回家,回家的话也没有带多少钱。没有我父亲的支持,我是出不来的。”
初到广州时,年仅12岁的少年面对完全陌生的学习环境以及与同学们言语不通的处境,孤独感倍增,对故乡与家人的思念随之涌上心头。“学生都是广州周围的,假期里都回家去了。整个大宿舍,黑咕隆咚的,就我一个人。神父把我叫去,管我吃饭睡觉。他念经(祷告)呀什么的,叫我跟着他,边走边念。”尽管多有不适,但一想到父亲以及家人对自己的付出,曾德超咬着牙选择了坚持,而这也成为后来他背水一战考大学的动力之一。
高中时期是曾德超选定未来发展道路的关键阶段,1935年秋,曾德超考入广东省立第一中学——广雅中学就读。在那时,学生们已经普遍认识到自然科学和工程技术对于国家发展的重要性,并且认为理工类人才是符合社会需求大势的,大家对工科大学的认可程度很高,甚至形成了“优秀的学生就该以报考清华大学和上海交通大学这样的工科名校为奋斗目标”的风气。在这种氛围的影响下,曾德超也将数理知识作为学习的重点内容,对自然科学和工程技术的追求成为这个走出海疆边远农村的少年内心深处强烈的愿望。
曾德超评价自己只是个智力中上等的普通人,因求知欲强一些、理想高一些,才会对学习、教课及科研上的目标要求偏高、范围偏宽、内容偏多,所以往往要比别人花费双倍的时间和精力。凭着这股与自己“较真”的劲儿,曾德超最终得偿所愿,被国立中央大学机械工程系录取。然而,去读大学对曾德超来说并非一件容易的事。
1938年,正值国内环境动荡、战火纷飞的时期,沿海省份车旅不便,一番思量后曾德超决定徒步走到重庆上大学。一路上,他经由桂林、梧州、贵州、四川等地,或与逃难乡人结伴而行,或是夜间睡在车子下面,或是遇到牛车时恳请对方捎自己一程,就这样走走停停,终是在一个月后辗转来到学校。
从1938年的大学时期,到1944年赴美国明尼苏达大学攻读农具学硕士研究生,“实现工业救国”一直是曾德超为之不懈努力的事情。利用假期去美国莫理士农业试验站实习时,曾德超看到了学习农业工程以改变中国农村面貌的方向和希望,也意识到中美两国在农业技术方面存在着差距。
“我个人生长在海南岛农村,从小跟奶奶过,每天蒙蒙亮,奶奶的第一件事是带着我用泔水煮猪食,去喂全家仅有的两头猪。去莫理士农业试验站实习时,其中一件事就是只需一个人管500头猪。事情很简单:只要及时用拖拉机拖着饲料,填满自动喂料(干料)筒和检查自动喂水器是否正常就行了;用混料机混合好饲料和用水冲洗清洁猪圈的水泥地也不费多大事。”
在美国明尼苏达大学学习期间,部分中国留学生在《观察》杂志上发表了一篇题为《为中国的农业试探一条出路——创办生产农场争议》的文章,其主要思想是认为中国农业的出路是创办美国那样的农场。曾德超没有在这篇文章上署名,因为他不赞成这个观点。
在曾德超看来,盲目照搬美国在农业发展方面的经验做法是不切实际的,中国山地多、平原少,不适合全部搞机械化大农场,应该结合中国农村的实际,发展乡村工业,他相信这是发展中国农村经济的有效途径。
1948年,曾德超意识到回国报效的时机已经成熟,遂结束为期三年的学习,回到了祖国。“我认为自己已学成一种可为农村振兴服务的专业,成为在这方面少有的专门家之一,已没有理由再继续置身度外。”
投身乡村工业
曾德超坚定发展乡村工业的信念,还要从他研究生时期看到的一篇名为《乡土重建》的论文说起,这篇给予曾德超极大启发的论文的作者,正是留英学者费孝通。
在英国伦敦大学学习时,费孝通以在江苏省吴江县开弦弓村的调查资料为依据撰写博士论文,最初以英文发表时,题为“开弦弓,一个中国农村的经济生活”。后在出版成书时,费孝通将开弦弓取名为江村,便有了《江村经济——中国农民的生活》一书。书中对财产与继承、户与村、劳作日程、土地的占有等问题的描述,一度让出身农村的曾德超感同身受。
回国后,中国农业机械公司向曾德超抛来橄榄枝,希望他能来设立在上海的制造厂的总工程师室工作,曾德超拒绝了,转身去了湖南邵阳的乡村工业示范处。“我认为在上海这样的大城市制造农具供应农业是走不通的。我决定参加乡村工业处工作,到乡下去,在当地造些农具供应当地老乡。”
在邵阳乡村工业示范处期间,曾德超先后被任命为第四示范厂(机械厂)和第二示范厂(水泥厂)的厂长。投身乡村工业这段经历,成为曾德超实现振兴乡村工业愿望的途径,也是他独立进行技术创新的第一个较为完整的平台。
在当时,乡村工业示范处在邵阳开设水泥厂,主要是考虑到邵阳盛产石灰石,可以采用干法生产水泥。在水泥厂建成之前,当地建房都是把水稻田里的泥掏出来做成块状,干燥之后用来砌墙。这种土砖的硬度和韧性都很差,用作建筑材料很危险。由于水泥厂是本着投资小、成本低的原则,因而某些技术环节存在问题,长期以来不能正常运转。曾德超临危受命,持续攻关,自行设计制造了与全厂生产能力相匹配的马力蒸汽机、汽油引擎发电机、球磨机等设备,其中最新式碎石机每小时碎大石块可达5吨以上,极大地提高了工作效率。
建设水泥厂的同时,曾德超也不忘在机械厂进行机法甘蔗制糖的技术指导工作。他参与制造和推广的畜力轧蔗辊和手摇蔗糖离心机,榨糖效率较土法石滚机有所提高,能在减少一个人工的基础上,省时15%,同时使糖的产量增加10%,并且能造出土法制糖所不能制作的砂糖,卖出比黄糖更贵的价钱。
只要是对农民和农业生产有益的事,曾德超都愿意去做。无论是小机械工具的制造改进,还是大课题的落脚点,都是基于解决生产的实际问题。
在乡村工业示范处第四示范厂工作期间,曾德超已经开始改制几百台进口铁制步犁,将这些步犁的犁体曲面修制为本地适用的形制。他很早就注意到,犁地不仅在传统人畜力耕作中非常重要,在机耕作业中也占首要地位。犁地的质量,足以影响其后的作业及直接影响产量。依机械化程度的不同,犁地所消耗的机械能占全部机耕作业机械能消耗总量的百分数也是不同的。因此,减低牵引式犁地机组的能量消耗同时获得良好质量指标,具有现实经济意义。
为此,1962—1964年间,曾德超先后发表了《在旱作沙壤土上铧犁犁体曲面性能的分析》《关于减轻步犁阻力的试验报告》《旱作沙壤土上铧犁犁体曲面阻力分析》《滚垡壁犁犁体曲面有理设计方法》4篇重要文章。这4篇论文,连同他之前发表的“机引犁的牵引调整问题”共同构成曾德超机械土壤动力学理论的基础。此后,他历时9年研制的一种比犁耕牵引力小得多的农具——旋转翻垡犁,终获国家发明专利。经试验,旋转翻垡犁可适用于各种耕作条件的土地。
曾德超参与乡村工业的时间并不长,1950年5月,曾德超调入中央农业部,任中央农业部器械局技术研究室代理主任。虽只有短暂的两年时间,但从实际出发而遵从的乡村工业思想以及这期间在实践工作中获得的很多具体经验一直存留于曾德超的科学思想中。
专业“拓荒牛”
1952年,国家决定在北京筹办农业机械化高等院校,曾德超作为建院规划小组和筹备委员会成员,主管教学筹备。
学院筹建之初,农业机械化高等教育在国内仍处于萌芽阶段,一切工作都得从零开始。那段时间,曾德超既要负责制定教学计划工作方案,还要提出所需教师计划和教学设备清单,同时还需设立必要的规章制度以及组织翻译苏联教材,事事劳心,常常工作到深夜。对曾德超来说,学院就像是他的孩子,他一手把它“带大”,看着它成长。
次年,北京农业机械化学院正式成立,只设置了农业机械化一个系。曾德超担任主任,负责全校基础课、技术基础课、专业课的教学组织和管理。
由于学校是新建的单科性专业院校,师资、科研力量十分薄弱,97名教师中有72名是青年教师。为了保证质量,曾德超亲自挑选每门课程的任课教师,并根据学生对教学质量的反馈及时调整,协调每门主要课程和教学环节的重点,支持实验室建设,组织各课程编写讲义和教学法文件,加强金属工艺和拖拉机农机的基本教学实习等。
曾德超根据自己的工作经验,结合中国实际情况,为学生设置了二十多门理论课程。要求学生具有一定的动手实践能力,规定机械化专业的学生在专业课外,必须在毕业前达到三级钳工、三级驾驶员和三级修理工的操作技能要求。同时将苏联实行的“在第三学年进行教学实习”改为“第一、第二和第三学年分别在校内、工厂、农场进行五次生产性实习”。
一位在此毕业的学生曾这样写道:“新校舍里教学楼、大礼堂、实习工厂、实验室及师生宿舍一应俱全。坐在新教室里听课,在实验室里做实验,在工厂里实习,真让我们有说不出的高兴。农业机械教育的发展如此迅速,始料不及,大有梦想成真之感。”
正是由于秉持理论与实际相结合的培养理念,20世纪50年代,北京农业机械化学院培育出大批学风朴实、基础扎实、动手能力强、能解决实际问题的毕业生,他们中的很多人成为我国农机化事业的骨干人才。1956年,由高等教育部农林卫生司组织的对各农林院校教学工作的检查中,北京农业机械化学院农业机械化系被评定为“全国农林院校中教学工作组织得最好的一个系”。
从筹备北京农业机械化学院开始,曾德超就再也没有离开教育界,年近古稀时仍然奋战在教学一线。据他的学生黄兴法回忆,在一次田间实验中,为了让学生们更加清晰地观察高速犁的作业状态,头发花白的曾德超竟亲自踩在高速犁的犁架上,随着拖拉机一起前进,学生们几乎惊呆了。实验结束后,农机实验室的拖拉机驾驶员都惊叹道:“这老爷子干起工作来,连命都不要了!”
在积极推进农业机械教育的同时,曾德超也没有停下科研的脚步,多年科研中,他逐渐意识到机器与土壤、植物之间的关系是一个复杂的系统问题。1984年,曾德超创建了土壤—机器—植物关系实验室。实验室最早建于北京农业机械化学院第二教学楼,后来在第二教学楼马路东边建设了玻璃墙顶的耕层土壤结构试验房,购置了那时在国内颇为珍稀的360PC微型计算机,建设水旱高速多用试验土槽、耕层结构试验台,并改造了三轴仪。
尽管实验室已经拥有一定数量的研究经费,但曾德超对科研经费的使用却很谨慎,尽可能将一分一厘都用于实验室建设,并设法为实验室配置最好的设备,有时还利用出国时期自己省下的外汇购买新的实验器材。
秉持着独特的教育理念,通过严格要求、鼓励创新和强调团队合作,大批具备扎实专业知识、创新能力和团队精神的农业工程人才从实验室中成长起来。依托实验室的研究成果和良好环境,曾德超在机械土壤动力学领域的研究达到了一个新的高度。1995年,曾德超编写的《机械土壤动力学》出版,这本书不仅在农业工程学界受到关注,在工程科学界也得到了广泛的认可。
20世纪80年代中叶,我国普遍面临水资源短缺的问题,尤其在干旱和半干旱地区,水资源的稀缺严重制约了我国农业发展。曾德超意识到在缺水现象的背后,蕴藏着巨大的节水潜力。他把农业活动和自然环境的相互关系作为一个整体思考,以此为核心,提出了“集雨蓄水耕作”——通过集雨、蓄水和合理调控土壤水分,充分利用水资源。
此后,曾德超通过国际合作开发了华北条件下果树三高与防污生产的“调亏灌水”技术。所谓“调亏灌水”技术即有目的地让植物缺水,使其将光合作用的产物向不同组织器官重新分配,以提高产量,这样既能节省灌溉成本,也能提升水分利用效率。
为了扩大“调亏灌溉”技术的适应性,曾德超奔赴河北省邯郸市大名县实地考察。那时交通并不便利,从北京出发只能先乘火车到邯郸,再转两趟汽车才能抵达大名县大龙乡,但这些都没阻挡住曾德超想把实验室搬到田间地头的决心。他不顾风吹日晒,驻足田埂与农民交流,深入了解农民在实际耕作中遇到的困难,体验当地的气候条件,察看当地水源、土壤、作物生长等情况,精益求精的样子让人全然忘记此时曾德超已是75岁的高龄了。
通过推进这项持续十五年之久的中外合作项目,曾德超的科研工作全面拓展至水土环境保护、节水与可持续农业等领域,但他对农业的热爱远不止于此,甚至在身体状况已然堪忧的情况下,仍然偷偷地在电脑前工作。有时被家人劝阻多了,他还会发脾气,把手里的拐杖使劲儿往地上敲,一边敲一边喊:“农业机械化,我有话要说。”
农机“外交官”
曾德超的一生不仅奋战在教学科研一线,还始终奔走在促进国内外农业机械工程交流的前沿。他积极主张在学习外国经验的同时寻求有益合作,并将中国农业机械化发展的成就向全世界宣介,极力促进中外农业工程交流。
1979年初,迎着国家对外开放的春风,曾德超以中国农机界专家代表的身份,参加了联合国工业发展组织在维也纳召开的全球农机专家会议。在会上曾德超介绍了中国农业机械化的经验,同时他意识到中国也应当和其他国家一样,依托联合国工业发展组织这一平台促进交流与本国工业发展。通过这一渠道,曾德超结识了荷兰、美国、英国、德国、匈牙利等国的农业机械和农业工程专家,并由此大显身手,凭借着出色的外语能力和学术沟通能力,推动了中国农机界对外交流互访的潮流。
与他相熟的美国爱荷华州立大学农业工程系教授韦斯利说:“他是一个好人。当初访问我们学校的时候,总是拿着相机不停地拍,还说这个回去可以借鉴一下……”
我国加入国际农业工程学会,可以说是中国农业工程学术共同体对外开放“走出去”的里程碑事件,而这正是由曾德超参与推动的。
国际农业工程大会素有农业工程界“奥林匹克盛会”之称。曾德超建议,由中国农业机械学会、中国农业工程学会两个学会联合,用中国农业机械学会—中国农业工程学会联合会的名称申请加入国际农业工程学会,有关领导采纳了这一意见。1989年3月7日,国际农业工程学会在法国巴黎举行的第37届管理委员会会议上正式通过了中国入会的申请,至此,我国成为国际农业工程学会的第33个会员国。这使中国正式拥有了参加国际农业工程学术大会,与国际农业工程战线的同行们同台交流、平等对话的机会。
凭着一颗让中国农机走向世界的决心,曾德超与众多农业机械化、农业工程学者一起,在国际舞台上展现出我国农业机械的风采,为我国农业机械和农业工程国际化进程奠定了坚实基础,作出了重大贡献。
2012年6月23日,曾德超在北京逝世,享年93岁。曾德超用一生诠释了科学家精神的深刻内涵,作为我国农业工程领域的开拓者,他以“解民生之多艰”的赤子情怀,既在农业机械领域构建理论高峰,又让科技成果化作田间地头的丰收硕果。白发映照初心,执着铸就丰碑。这位将论文写在大地上的科学巨匠,不仅用智慧推动了农业现代化进程,更以“择一事终一生”的坚守与“敢为天下先”的胆识,树起一座精神灯塔,照亮科技报国的壮阔航程,激励着后来者在强国建设的征程上勇攀高峰。如今,老人已离去十余载,阡陌之上,农机纵横驰骋,这火热场面,当如他所愿。
作者:齐硕 张远帆 农民日报·中国农网记者 桑妍
曾德超(1919年—2012年),海南省琼山县人,著名农业工程学家、农业机械学家、教育家。1952年起,在北京农业机械化学院(现中国农业大学)任教,长期从事农业机械化、农业工程科学研究和教育工作。建立了犁体等主要耕作部件有理设计法,发展了机械土壤动力学,提出“资源生态环境与生产综合管理,变量、节水、保护、培育技术复合农耕制”的概念,并通过国际合作研究,为实现中国节水农业提供了一条重要的可供选择的技术解决途径,是中国农业工程领域的重要领军人物。1995年当选为中国工程院院士。
图片:老科学家学术成长资料采集工程
监制:王岩 编辑:袁雅茹