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  • 许保玖:水业泰斗

    来源:中国教育报 2018.10.25 2018-11-01 15:17:32 点击:198 赞美:2

    他是我国给排水领域的奠基人,率先提出“水工业”的概念

    许保玖:水业泰斗

     

    上世纪80年代,许保玖在自来水厂检查设备。

    中国给水排水工程学科的奠基人和开拓者、清华大学教授许保玖。

     

        今年4月,许保玖迎来了百岁寿诞,恰逢清华大学107年校庆,学生、同事、朋友和行业代表300余人,从天南海北赶来,汇聚一堂,场面热烈。

     

        祝寿会上,许保玖发了言,聊起他新近关于汉字文化的几项见解:汉字有其他语种所不具备的“统一”和“节脑”特性;造字上有六书的统一方式;使用上有一词多义、词性转换灵活等便捷。

     

        这不是他的本业,却是兴趣使然。他的“不务正业”从20多年前研究古代皇帝开国、治国就已开始。

     

        而在专业领域,他有太多值得引以为傲的标签。他是第一个留美回国的给排水博士,是“水工业”理念的先行者,是著作百万字的撰书人,更是学养深厚的教书先生、行业泰斗……

     

        无论精勤本行,还是涉猎其他,他总不忘四个字:刨根问底。

     

        “水课”不“水”

     

        初上许保玖的课,很多学生往往不适应。

     

        20世纪50年代末,清华给排水专业课堂。

     

        大四的学生们在翘首以待一门专业主修课的老师,课程名叫“给水工程”。之前,学生们历经了现场的施工劳动,对专业有了新的认识,更知道这门课在专业课程中的重要地位,也因此对授课教师多了几分期待。

     

        学生们窃窃私语:“听说先生是美国回来的。”

     

        学生们口中的先生,正是许保玖。

     

        许保玖的留学经历足够亮眼。1949年,他从美国密歇根大学毕业,获得卫生工程硕士学位。两年后,他又拿下了威斯康星大学的博士学位。1955年初,许保玖偕夫人冲破阻力回国,成为国内第一个给排水专业博士——此前,他和华罗庚、钱学森等35人,被美国政府列入禁止回国的名单。

     

        归国后,经梅贻琦之子梅祖彦引荐,许保玖结识了当时清华的给水排水大家陶葆楷,进入清华任教。

     

        一袭朴素的蓝色中山装,一手漂亮齐整的板书,上课严谨认真,基本不苟言笑,偶尔来点小幽默,成了学生对许保玖的最初印象。但几堂课下来,学生们发现一个问题:许先生的课听不懂。

     

        给〇班(毕业于1960年的给水排水专业班)的学生们还从上一级的老大哥那里听到一个说法:许先生的课是“航空给水”,意思是上课像“坐飞机”,忽高忽低,极为跳跃。

     

        但渐渐地,大家明白了许保玖的用心。

     

        “平常我们习惯于听1—2—3—4,习惯了一步一步前进。而许先生讲的可能是1—2—4,从2跳到了4,中间的环节要你自己去思索、自己去演绎。这种讲法既节省了时间,提高了效率,又锻炼了学生的思维能力。”给〇班的学生、如今已是清华大学环境学院退休教授的蒋展鹏回忆道。

     

        随着对许保玖讲课“套路”的日渐熟悉,尤其在期末考试前从头至尾复习一遍听课笔记后,学生们开始感受到,许先生的课不仅一点都不“水”,反而恰恰是内容丰富,许保玖肚子里,“真有货”!

     

        “很多人毕业多年,遇有专业上的困难,首先想要请教的老师还是许保玖。”1964年本科毕业于清华给水排水专业的环境学院退休教授程声通说。在他看来,许先生的国外经历丰富,除了求学,还在国外公司做过工程设计师,“所以他回来之后既有实际经验又有理论知识,跟一般的照本宣科不大一样”。

     

        事实上,许保玖的“肚里有货”,与他求学阶段打下的坚实基础有着密切关系。

     

        许保玖在中央大学土木工程专业读大一时,学校对微积分考试要求严格,由数学系单独出题进行统考,对这门课,许保玖学得很扎实。他物理也学得不错,小考时还能交头卷。在威斯康星攻读博士时,为了加强理论基础,许保玖选了3门数学课和一门每周上3小时却只有2个学分的物理化学课。许保玖说,那是他平生花的时间和精力最多的课程。此外,基础化学、分析化学、有机化学、物理化学、微生物课程……他都尽数汲取,下足了功夫。

     

        除了上课,许保玖的深厚功底还体现在专业著作上。他共完成《给水处理》《当代给水与废水处理原理》《新英汉给水排水词典》等9部教材与著作。在他的书中,常能找到同类书中所没有的内容,对于专业重难点,他还专门画出半透视的示意图,让人一目了然、豁然开朗。

     

        《当代给水与废水处理原理》一直是全国高校市政工程和环境工程的研究生经典教材,其对应的课程“水处理工程”也是经久不衰的“流量担当”。许保玖创造性运用反应动力学和反应器理论,将水处理过程贯穿起来,融合了化学、水力学、生物化学等多学科知识。

     

        1998年,许保玖退休后,作为他的第一名硕士研究生,清华大学环境学院教授张晓健接过老师授课的接力棒,沿袭老师的教学思想,登台主讲起了“水处理工程”。张晓健最自豪的,就是课上常能见到学生这样的评价:“像认识一棵树那样去学习,刨根问底,了解清楚知识的脉络体系”“要学会仰望星空,以理论的思维去探索,追求科学的无限可能”。

     

        在张晓健看来,这正是自己对老师的传承与致敬。

     

        敢想求新

     

        1964年,作为指导教师,许保玖协助学生程声通等人完成高浊度水处理的毕业设计。题目不是务虚,而是“真刀真枪”:太原钢铁厂水源地——汾河高浊度水的沉淀处理。

     

        当时,关于水中含量较低的悬浮物的沉降,已有通用计算方法,而对于动辄含有几百公斤泥沙的1000吨高浊度水,如何应对却少有说法。

     

        一切按部就班进行。到了收官阶段,程声通着手论文写作,他在综述篇里写了很多单个颗粒物的沉降过程机理,这是他花了大量时间从以前学过的课本和其他参考文献里摘录的。

     

        然而,程声通满怀信心交上的报告,拿回来时却被许保玖写满红色的批改文字。面对程声通,许保玖严肃质问:“你在实验中见到颗粒物了吗?”

     

        时至今日,程声通仍记得先生当时的语气和神情。“我仔细一想,是啊!水的浊度那么高,成千上万个颗粒挤在一起,哪儿还能见到单个的游离颗粒物?就好像大家通过一个过道,人很多,大家都挤在一起,你想走快点也走不快。”

     

        这意味着原有的计算方法失效了。

     

        高浊度水的沉淀,到底该如何计算?许保玖提出了“拥挤沉降”的概念。他将原来计算单个颗粒物的沉淀时间转化为求解单位面积能沉降多少泥沙、产生多少清水。难题迎刃而解。

     

        这件事让程声通领会到,行动固然重要,但如果不去先想清楚,不敢突破思维定式,就会扼杀创新,“行胜于言”也变得缺乏意义。

     

        受许保玖影响,上世纪70年代,在为某给水厂进行的设计中,程声通不满足于已有标准图,发明了“无阀滤池联锁器”,提升了滤池性能和效率,还申请了专利。

     

        许保玖更大的创新,发生在上世纪90年代。

     

        在这之前,我国给水排水行业一直处于割裂状态,废水处理被偏废。表现在市政建设上,就是只建给水厂、不建污水处理厂,先建给水厂、后建污水处理厂,这直接导致水污染问题严重。上世纪70年代至90年代,我国的废水处理率始终停留在5%之下。

     

        许保玖认为,用过的水必须经过适当处理,并在满足一定水质要求后排回自然环境中,这是“还”水的规则。“有借有还,再借不难。”许保玖形象地比喻。

     

        基于此,自上世纪90年代中期开始,许保玖提出了“水工业”概念。他认为,必须将给水、排水视为一个统一性整体,以此保证排水水质,也利于节约用水;同时,要改变长期以来给水、排水事业政府包办、给水事业福利化的局面,要赋予水商品的属性,核算成本收益,推进废水的回收再利用。

     

        在当年,这一系列观点极富先锋性,如今回头审视,人们不得不佩服许保玖的前瞻性对日后水工业发展的深远影响。

     

        从上世纪90年代至今,我国的城镇污水处理率已达90%以上;基于“水工业”理念,原来的中国土木工程学会给水排水学会在2002年更名为水工业分会;高校传统的“给水排水工程”专业名称,经教育部修订后,在2012年统一变更为“给排水科学与工程”,体现了学科发展的新内涵。

     

        凭借敢想求新,许保玖成为我国水工业领域的奠基人和开拓者。

     

        跨界先生

     

        许保玖不仅在专业领域有所建树,还爱玩跨界。他的跨界史可追溯到上世纪60年代,堪称“骨灰级”玩家,而且成果相当惊艳。

     

        1961年,许保玖和清华给水排水教研组的同事们发现,学校的实验室里没有混凝搅拌机,就连当时的市面上也买不到。混凝搅拌机是给排水工程里的一项重要设备,没了它,就意味着众多实验无法完成。

     

        怎么办?“我们自己设计。”许保玖主动拍了胸脯。

     

        这一想法,让身边同事暗自咋舌:这完全是机械专业的事,离给水排水相差太远。

     

        其实,许保玖自己心里也没底:“我对机械设备一窍不通。我只能从头开始,刨根问底。”

     

        在实验室塔楼的二楼设备间里,许保玖支起绘图桌,全身心投入工作了几个月。最后,含有100多个零部件的图纸和总装图出炉。

     

        图纸被拿到学校设备加工厂,厂方没怎么修改,直接加工,成了!

     

        “我也没想到!”回想当初的场景时,许保玖还是乐不可支。

     

        许保玖还设计出一套无级变速机械构造,这在当时的机械专业里也属先进的“黑科技”,对于混凝搅拌有着莫大作用。

     

        学校很快生产出两台,满足了教学科研的需要。不少兄弟院校和研究单位也闻讯赶来,购买图纸,如获至宝。

     

        “可惜那时不讲究知识产权,土木系资料室只收晒图成本费。”蒋展鹏开起了玩笑。

     

        以后的日子里,许保玖还给实验室设计了给水澄清和过滤实验系统装置,融入了国外水力加速澄清池的新概念,这套装置长期服役,直到实验室改造才“退休”。

     

        在理工科海洋里“畅游”得不过瘾,许保玖又把兴趣转向了文科。

     

        程声通记得,有一次他去先生家,许保玖没聊专业,而是和他谈起了历史。“他在研究明朝的皇帝到底哪一个好。他觉得还是朱棣比较好,因为他留下了北京城,留下了《永乐大典》”。

     

        2017年,许保玖出版了《中国的皇帝和皇帝的开国与治国——各数理化功力模式说》。他从一个理工科学者的视角,透视中国五千年来的浩瀚历史事件,展现出其博学多才的一面。

     

        “爱读书”“是个杂家”,是学生们对许保玖的评价。

     

        他的家位于清华校园内一栋建于上世纪80年代的老式公寓内。两大排高至屋顶的铁书架将客厅分为会客室和工作间,一排排、一摞摞磨损褪色的书籍错落有致地摆放上面。至于为什么要用铁书架,是因为许保玖的书多,铁的承重。

     

        退休后,许保玖就在他的小书间里,任思想驰骋,笔端挥洒。

     

        有后辈感慨,正是许保玖的安于清贫、淡泊名利,才能使他多年来心无旁骛,静心钻研,在诸多领域结果开花。

     

        而在许保玖自己看来,是“刨根问底的思维形态变成了一种习惯”,才推动着他穿越百年光阴,奋力向前。

     

        (图片由受访者提供)

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