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我的學思歷程之三 - 明尼蘇達大學兩年九個月

 

中興大學  生物系統工程研究室  陳加忠

 
 

華航飛機自桃園機場起飛,直達美國洛杉磯機場,全部飛行時間是十三小時,再由洛杉磯搭西北航空至明尼阿波里斯機場需要4.5小時。在華航飛機上大多數是來自台灣的旅客,而在洛杉磯轉機之後,整部飛機除我之外都是白種人,那時開始茫然與孤單。

數年前,三姊找出一張照片。在我進入海關之後,爸爸不願意回竹山。他要求家人在航廈的停車場等待,那裡可以看到飛機起落。爸爸堅持一定要等到我搭乘的飛機飛離機場,他才要返家。在他心中,他認為這是最後一次的送行。

在華航飛機上我一直無法入眠,未來有太多的茫然。一直奔波到明尼阿波里斯機場,出海關之後是大學同學老盛前來接機。大學同學最後同讀同一大學博士學位,也是一段巧合。在黑暗中到達明尼蘇達大學聖保羅校區附近另一個台灣同學的住處,這也是我暫時之落腳之處。

第二天到學校報到,辦好學生證,銀行帳戶,也與未來指導教授見面。系辦公室給了一付萬能鎖,可以出入前後門與研究生室。研究生室是一個大房間,擠進二十二人,一人一個小桌面,再加上兩個終端機,這即是我未來數年來久駐的地方。

房子的找尋成為問題。登記住宿的宿舍通常要等待一年。在兩週之內看過許多出租房子,距離都是十分遙遠,一定要自備車輛。幸運地在兩週之後,有位老中同學要遷出其公寓,離校3公里但是有校車通過。生活總算安定了。週五由此地學長開車採買,每天徒步上學,到了冬天來臨改搭校車。

明尼蘇達大學共有三個校區,St. Paul以農學院為主,農工系屬於工學院,但是系館座落於此。另兩個校區在Minneapolis,包括理工學院及醫學院,還有號稱密西西比河西岸(West Bank)的法商校區。兩地有免費校車連結。St. Paul的課程是每小時的00分至45分,其他校區是15分至00分。中間相隔30分鐘即是為了方便兩地學生之上課安排。

明尼蘇達大學為學季制,每季10週,除了秋、冬、春三季,另有兩個暑修季。而暑修是5週。

由於我的台大農工系農機組之碩士學歷,此學校並不承認,因此自研究所開始讀起。第一個學季修習三門課:微處理機應用,熱傳遞與微分方程(),都是四學分的課程,但是開學之後才發現學分數並不代表上課時數。微處理機由指導教授Gustafson親自上課,授課3小時,實作1小時。而真正完成該週之實習作業是整整一天。也可說是週一整日都是為了此課程。熱傳遞是機械與化工系基本課程,授課老師將上課時間安排於週二~五的早上0815-0900。他有一句名言,一大早上完課就可整日處理自己的工作。這門課不要求繳交作業,每兩週考一次,以5次成績平均。唯一的線索是考題不會超出課本習題的範圍。此課程使用的教科書為新版,十章總共有一千題以上的習題。其中單數題教科書附有解答。助教開學就發下完整的習題答案,但是沒有演算過程。為了準備考試,唯一的方法是做完所有習題,並且一一核對答案。一有問題就在約定的時間詢問助教。不知不覺中我為此教科書寫下一本完整的習題解答本。微分方程()為數學系教授,其內容類似工程數學,但是考題之靈活令人讚嘆,這是三門課程中最輕鬆的一門課。

三門課程負擔極重,再加上英文基礎不佳,聽課十分吃力。只有以勤讀以補足。不知不覺中,每天晚上2~3點才能入睡,早上7:00要起床趕校車。神經長期緊張,愈來愈無法入睡。一開始準備一瓶罐裝啤酒,不料到了最後灌下4瓶還是無法入睡。不得已找三姊求援,請她自台灣寄來鎮靜劑,在習慣藥性之後又必須更換新藥。讀書期間,我至少吃了千粒以上的入眠藥物。

在西岸校區有個東亞圖書館,收藏資料豐富,也有台灣及香港等地之新聞及雜誌。寄到此地都是舊聞,但是也可得知家鄉的消息。每週五傍晚坐校車到西岸校區閱讀中文專刊成為唯一的休閒。在明尼阿波里斯市有位來自台灣的朋友要出售其二手車,我以800美金的代價購自我的第一部汽車。福特廠,2,800CC6汽缸。除了駕駛座,還可搭乘5人。車況良好只是耗油量高。自此之後,我有車代步,生活方便不少。

明尼蘇達州在9月底開始下雪,11月開始積雪。大地一片白茫茫,11月之後氣溫低於0℃。當時台灣與此地時差12小時。每到周五晚上11點至週日早上8:00為電話減價時間。我固定周五晚上11點打電話回竹山,媽媽每個周六早上就不斷地看著時鐘,在10點之後就坐在電話機前等我通話。到了夏令時間,都要預先通知媽媽延後等待電話的時間。每週一次與媽媽,爸爸的通話就成為最大的安慰。此通話習慣一直延續到我學成歸國。

學季在12月中旬結束,明尼蘇達大學有4週的假期。我在此假期的任務是決定論文題目。指導教授告之他曾有個研究計畫,其實施次序是1、玉米粒的平衡含水率,2、玉米粒表面質傳係數,3、玉米粒內部水分傳遞係數。第一個題目原訂最早實施,然而有兩個研究生無法突破因而轉學或更換題目。後兩個題目已產生兩篇博士論文。他建議我可試試第一個題目,但是並不看好此研究主題。另一個計畫是Honeywell的產學計畫。Honeywell公司發展一型電阻式相對濕度計,希望其性能可以與商業化的Vaisala產品競爭。

在那4週之時間,我在各圖書館找尋論文。從事此研究主題的領域除了農工系,還有化工系,食品科學系,農藝系,森林系,昆蟲系等。指導教授給我一個帳號,我可在各圖書館影印論文,在4週之內,收集了三百餘篇的論文,也開始進入此主題。

2010年之後,建築材料之平衡相對濕度物性成為研究熱門題目。小兒子炫宇與我也在2014年共同發表一篇論文,離最初進入此研究領域已30年,也算是一個紀念。

在美國一年一度的大假為聖誕節,我在實驗室進行相對濕度計之性能測試,原來的技術是沿用pH計之校正方式,以兩點進行線校正。因此來自印度之學長先以氯化鈉飽和鹽溶液為標準值,調整輸出電壓0.75V。再以氯化鋰飽和鹽溶液調整為0.112V。然後回復氯化鈉飽和鹽溶液校正其檢定值是否維持0.75V。一次又一次的反覆調整,仍然無法達到要求。最後老印學長宣布放棄此研究計畫。我重新讀文獻,發現兩點校正之假設前提是電阻元件對相對濕度之反應為線性輸出。但是以電學原理顯示其非線性。這就是為何Honeywell感測器以兩點校正失敗的根本原因。我開始製作不同飽和鹽環境,對於Honeywell 感測器進行10點校正,結果果然是非線性。但是要如何將這10組數據建立非線性方程式?這是屬於非線性迴歸。在1985年代無現成軟體可用,因此研究結果只有建立對照表以改善量測準確度。

另一個研究主題是生物材料的平衡含水率。在化工學理上,任何材料內部水分之蒸氣壓與周圍環境蒸氣壓在不同時,由於壓力差就會有吸水或脫水作業。因為蒸氣壓不易量測,因此以相對濕度代替。在一定的溫度下,生物材料之含水率在其相對濕度環境達到之平衡值稱為平衡含水率。此環境濕度稱為平衡相對濕度。食品科學領域稱為水活性。生物材料的平衡含水率(EMC),平衡相對濕度(ERH)與溫度(Temp)三者之關係稱為吸濕特性。在1985年代已有數百篇論文。對於農產品而言,其量測方法是以飽和鹽溶液製造相對濕度環境,再將樣本放在此密閉環境(通常為容器),再放置恆溫箱。直到樣本重量不再變化再量測其含水率為平衡含水率(EMC)。換言之,傳統技術是固定TempERH,而量測EMC。此方法設備簡單,然而平衡時間長,難以判斷是否到達平衡。在高濕度環境下樣本尚未平衡及發霉染菌。我指導教授在密西根大學之碩士論文即是玉米粒EMC測定,他自大四至研二,以兩年半完成24個數據,含水率數值範圍有限。因此在他的研究計畫希望開發新方法,建立完整水分範圍內之ERH物性。

我自1970年代的論文開始閱讀,在加州大學Henderson教授之論文提及可以固定EMCTemp,再量測ERH,稱為ERH技術。也可以固定ERHTemp,再量測EMC,稱為EMC技術。但是在1970年代,無適用的相對濕度量測儀器,Henderson教授因此使用EMC技術,又被稱為傳統技術或標準技術,一直為學術界沿用。我想到另一個Honeywell公司的性能試驗,因此我與Gustafson教授討論,如果我能改善相對濕度計量測,能否開發ERH量測技術,Gustafson教授的回答很簡單,理論合理那就嘗試,也馬上為我訂購8Vaisala電容型濕度計與另一批化學飽和鹽。至於玉米粒在明尼蘇達州十分容易獲得。

19861月,冬季班開始,又是三門課:化工系的質傳遞,電機系的數值分析與數學系的微分方程()。由於語言的適應與功課日上軌道,不再有上學期的紛亂。日子仍然相同,每天在外界-30℃之天氣下出門上學,每兩日要發動車子否則日後就難以再啟動。周五傍晚到東亞圖書館享受2小時的中文世界,周末晚上開車採購,週五晚上11點打電話給媽媽然後一覺到週六中午。自週六下午到下個週五晚上就是每日只有4-5小時的睡眠。在功課之暇,動手進行試驗,先將8Vaisala感測器以10種飽和鹽建立校正數據。以終端機連結學校電腦以多項式迴歸得到8個多項式型式的校正方程式。以8只感測器放置8個不同含水率的玉米粒容器,量測5溫度下的ERH數據。一共三次得到120個數據。所用玉米粒品種與指導教授其24個數據之樣本是相同。指導教授將兩組數據送給統計系,最後檢定結果兩組數據是無顯著差異。我看到檢定結果後知道論文已看到曙光,已有了希望。踏出系館大門後迎面又是-30℃之冷空氣,當時淚水迅速結成冰粒,在眼眶邊緣流動。

由此次ERH技術的開發,我日後從事研究一定自最早的文獻讀起。而不是只閱讀最新的論文。一個學術領域在最初發展階段,往往有許多構想。因為當時儀器或是學術理論限制,可能只有一個方法被採用。在後來隨著科技進步,最初限制條件反而不再存在。因此或許有其他方法更準確,更方便。

1986年的冬季班結束,有個一週的假期,然後就是春季班。春季班共修了四門課,自動控制與儀器學,有限元素法,熱傳及質傳連結(Couple),最後再加一門專題討論。日後我走向了感測與儀器學與第一門課淵源甚深。因此我收集有關儀器的專刊及論文,目的在於改善相對濕度計。熱傳及質傳連結此課程是討論生物體同時存在的兩種傳遞現象。每次上完三小時課程(08:00~10:45)後即留下解題。記憶最深的一次是在一次習題作業中,教授留下一個題目,他所用之理論公式認為無法直接積分計算,因此必須以數值分析求近似解,但是邊際條件複雜,不同的數值解析最後計算結果與實際值仍有明顯誤差。授課教授給學生以兩週時間求解。而我以50分鐘完成公式解析並求得正解。當我交出解答時,老師難以置信的看著答案,直呼“Incredible”,他當場宣布無論我期末考分數多少,他一定給我A成績。自那天起我在農工系開始成名。其他研究室也將數學題目塞給我。我也一一求解。剛到美國時因為語言能力不佳,總是被輕視。但是經過數次的出手解題,逐漸建立起在系上的學術地位。系主任在seminar課程給我ㄧ個“Terminal”的稱呼。以後系上的數學與試驗設計問題,我是本系最後的把關當家者。

明尼蘇達的春天很晚,大約在5月,那時看到了冬盡春生之美。校園蘋果樹一天之內全面開放,校園內到處是嫩草新葉。百花齊放的春季大約三週,而我也在此地享受了北方三個春天。轉眼夏季來臨,為了早日修完課程,在暑修季第一期我選了線性代數與傅利葉轉換兩門8學分課程。五週的課程中,每週上課16小時,每門課週週測驗,加上一大堆作業。至今我仍然無法回想我是如何撐完那五週。總算安然度過此考驗,明尼蘇達州的夏天也只剩一個半月。在那暑假曾經抽空開車到美國鄉間一日遊。在中西部的平地看到那無窮無盡的麥田,玉米與大豆。此地農民至少有1,000公頃以上供耕作面積,而台灣農民平均面積為0.3公頃。明尼蘇達州號稱萬湖之州,實際湖泊數量為15,000個左右。面積是臺灣的5倍,人口400萬人是台灣的20%。農民的收入雖然在當地不算中上程度,但是已非台灣農業所能比擬。在暑假由農工系安排,來自不同國家的研究生得以搭乘校車到明尼蘇達州各農業研究所參觀,而台灣類似編制是省農業試驗所。兩者的差別不是研究水準,而是對研究的敬業精神。

暑假是個全力進行試驗的時間。以我發展的ERH技術,可以在兩週之內完成以前使用EMC技術兩年才有的量測數據。但是數據的整理面臨新的問題。在農業工程學界有兩個經驗公式以描述ERHEMCTemp之關係。有加州大學Davis校區的Henderson公式與堪薩斯州立大學之Chung-Pfost公式,兩模式在農工學界相爭多年。而我由自己測得數據與文獻中其他作物之數據發現此兩模式不能用以代表所有的農作物。在1949年化工界提出之Halsey模式也是如此,而我再自文獻中將1939年化學領域提出之Oswin公式重新推導成為包括溫度變數之四大模式。但是模式驗證與比較需要使用非線性迴歸。這是我未曾學習的領域,因此我先研讀統計學,再旁聽統計系之迴歸分析課程,最後再探討非線性迴歸之數學模式。另一個問題是電腦程式。明尼蘇達大學使用之程式語言為FORTRAN 77,與我大學時代之程式語言有所不同,因此開始自習FORTRAN 77,然後寫出非線性迴歸程式。到了暑假結束,看到終端機吐出之非線性迴歸分析結果。心中十分欣慰,離畢業又接近一小步。

19869月,為來到美國一週年,總算分配得到申請的宿舍。離系館只有800公尺,真正幸運。眷屬宿舍共計兩層,每層4戶。自窗外望出,包圍在蘋果樹林。窗前有一小塊地可以種植。此年秋季還有三門重門學科,農工系的當家課程為農產加工,機械系博士班課程熱傳導與此大學博士班必修課程:科技論文寫作與表達。經過一年的歷練,課程可以應付。除了持續進行試驗,也開始準備博班資格考筆試。

19871月,在冬季班開學前一週與開學第一週,我進行博士生資格考筆試。考試方式是由9位教授出題,除了農工系6名,另外加上化工,機械與食科系三位不認識的教授。農工系提供一房間作為考試之用。每日8點進場,如果無時間限制,當日下午5點交卷。房間內有終端機與學校超級大電腦連線,可當場撰寫程式進行作答。除了桌椅之外,別無他物。考試方式是開卷,可以在當日帶入所有相關資料。兩週內共有9天應考,中午啃食三明治與自備茶水。考題十分靈活。食科系教授的題目竟是pizza在微波爐內加熱模式與口味評估。機械系教授之題目以車諾比核電廠為主題,擬定如何以熱傳公式為基礎,在限定時間防止核子射線外洩。化工系教授之題目是堆肥發酵之熱質傳分析。農工系一位教授之題目是設計一座非洲穀物加工場之控制系統與以當地能源條件進行整廠規劃。9天考完之後,我足足睡了36小時。

在入學時,農工系入學委員會的裁定是我可逕讀博士學位,但是以博士班資格考試為考核點。如果通過就成為正式博士班學生,如果未通過則失去學籍,不能再就讀。通過標準是三分之二以上的科目為通過,因此我必須有七科通過。到了第二週的週五下午,系辦公室秘書Jude小姐打電話通知我至系辦公室領取文件。她面無表情給我一個信封。我拆開看到是九科都通過。我放下心頭的大石。這時這位平日不苟言笑的小姐臉上綻開笑臉,拍拍我的肩膀,引我見見系主任。老主任與我握手,恭喜我說明我是本系資格考考試科目最多的研究生,也是全數通過的學生。那個週五的晚上,我破例找了一家龐德羅莎餐廳,好好慰勞自己。我與博士學位又進了一大步。

過完第二年的冬季班與春季班,課程已近完成。我已經有足夠的試驗數據也已完成四個ERH模式之評估比較。在試驗設計,在理論推演與數據分析,都已有所進展。因此在19876月,我申請應考博士候選人資格考口試。我得到6個委員的肯定,成為博士候選人(Doctoral Candidate)。然而來自食科系的委員Labuza教授有個異議。我推演的4ERH模式與食品科學唯一的GAB公式不同。雖然我已說明為何不採用GAB公式,Labuza教授還是堅持我必須選修他所開授的食品工程課程,而且成績必須為A。這是我未來進行最後口試之前必須完成之條件。

1987年的春季,來了特別的家人。三姊夫往返台北與舊金山等地經商,特定安排三天時間代表家人到明尼蘇達看我。這是近兩年來第一次看到家人。自週五到機場接機至週日送他到機場返舊金山。三姊夫與三姐的恩情我永生無法回報。姊夫回台灣立刻返回竹山探親,告知父母我的情況,媽媽也因此放心不少。

19879月,我到美國已滿兩年,自19874月春季班,開始正式成為支薪的研究助理,每月可節省數百美金陸續寄回台灣。這是爸爸最開心的時刻。他的小兒子出國讀書並未花費他的儲蓄,而且可以為他賺錢。對美國大學生而言,我的英文發音他們不能肯定,但是除了大學部加工工程之課程,其餘課業如微積分,力學,工程數學等都是遊刃有餘。在白人的世界,得以以工程專業能力得到尊重。語言表達能力慢慢進步,而數學與工程之問題藉由公式與圖解往往就可以使這些金毛白膚小子心服。我的稱呼“Terminal”也日漸響亮。自此我剩下兩門課,秋季班的博班通識課與明年冬季班的食品加工工程。實驗過程也逐漸上軌道。指導教授之要求有三:1、完成玉米粒自高含水率至低水份範圍之ERH物性,2、完成品種,乾燥溫度等影響因子之物性數據,3、兼作當地大豆及向日葵種子之物性資料。而我額外進度是四種適用模式之推衍。由於試驗進度可以掌握,也開始撰寫論文,兩年來心境開始舒坦,不再有焦慮與茫然。

1988年初冬季班開始,這是我來此地最冷的冬天,明尼蘇達大學破例放了一天的暴風雪假。在大雪紛飛中我還是裝著雪衣雪鞋徒步到系館。自1987年秋季,IBM 16 bit個人電腦上市,每個大學每一個研究室都分配到1-3台,電腦內部預建的Word processor軟體對我幫助極大。以往使用打字機,一張A4文字,打錯就要重來。如今打字稿可修改,可 儲存,可複製,因此進度愈來愈快。

冬季班的最後一門課程是食科系的Labuza教授的食品加工工程,幾乎是食科系的必修課,教室坐滿了四十餘位學生,其中有三名來自台灣,與我畢業於同一大學。課程使用講義,事先已準備於學校的販售中心。四百多頁要價35美金。我開學前購得此本講義,以10天時間看完,並且抓出十多個錯誤。有些是公式誤植,有些是錯誤引用公式而忽略了基本假設條件。有些是習題作業中提供的數據不合理,因此計算結果與食品加工之實際現象並不相符。我打了一份建議表格,在開學第二週與Labuza教授約定時間進行討論。他的表情由驚訝到不可思議,最後十分有禮貌的徵求我同意,引用我的建議表進行其講義更正。講義中有關食品包裝技術所使用的GAB公式原來認為無法積分,必須以電腦程式進行數值分析。事實上經過因數分解,此公式即可積分因此可以得到代數正解。而且經由微分處裡,證明在70-80%RH範圍,此公式即不適用。經過此次討論,Labuza教授對我態度完全改變。在最後的論文答辯過程,對我的支持遠超過指導教授。事後我才知道為何Labuza教授為何對台灣的學生無好感。前一年台灣有三個學生進入食科系。其中一名是台灣教育部公費留學考錄取的公費生。此學生的學業表現與待人態度,只能說是丟盡台灣的臉。因此食科系老師對於台灣政府印象極差,認為所謂台灣公費考試不外乎依據人情關係或是政治背景才錄取。我是美國政府的公費生,Labuza教授誤認我是拿到國民黨政府的公費,因此一開始即有偏見。

1987年秋季班之前,研究室有了大變動。原來指導教授Gustafson至俄亥俄州大學農工系接任系主任,而我的指導教授由Dr. Morey擔任。兩位教授對我的論文進度都十分客氣,因為論文之主題架構已完成。而在日後我在美國農業工程學會(ASAE)期刊發表兩篇論文。Dr. Gustafson 堅持不掛名,只有我與Dr. Morey列名其上。Dr. Gustafson的理由很簡單,我論文幾乎是獨立完成,也遠超過他預期的要求。而Dr. Morey 直接對州政府提出技術推廣計畫,將我在玉米粒之物性研究結果直接應用於乾燥與貯存加工作業,而這也是我每個月多出800美元收入之原因。

19883月我提出論文答辯口試 (Dissertation Defense)。論文內容已全部就緒,也完成兩篇期刊論文,而且準備在6月下旬至南達克達州參加農工國際會議發表。論文口試是在5月19日下午2點舉行。我事先寫信告訴大哥,請他焚香告知祖先,但是不要通知父母親,以免他們擔心。當日自口頭報告開始至回答6個委員的問題,口試在415分結束。委員的問題我事先準備,並製作幻燈片以補足英文發音之問題。所有委員之疑問並未超出我的預期,因此回答十分順利。在430分,我被通知進入教室,迎面而來是Dr. Morey燦爛的笑容與擁抱。在6個教師的握手恭喜中,控制不了的眼淚流了下來。系辦公室Jude小姐告知系主任事先已通知她,我通過口試後可以破例使用系上電話以越洋電話打回台灣報喜。我感謝他們的好意,一路奔跑回到宿舍,打電話回家。當時是台灣時間1988520日早上5點多。電話吵醒了父母親,接電話竟是大哥。原來他在台灣當日凌晨就起身獨坐客廳以等待我電話。爸爸媽媽與我簡單說了幾句,媽媽泣不成聲,爸爸高聲吩咐大哥準備水果要祭拜祖先,因為我提早完成了他的心願。

2010年代之後,網路更加方便,學術論文搜尋不必一間一間圖書館的奔波。而我在1988年發表之兩篇論文已被引用400篇以上。提出的四個ERH模式也已成為美國農業工程學會(ASAE)之標準(Standard)。我以兩年9個月的時間完成明尼蘇達大學碩博士班的進度,不能說是絕後,但是的確是空前。如今回首那段29個月的求學生涯,我無法想像是如何熬過那一段又一段的考驗挑戰。當時那種每日4-5小時的睡眠,那段苦撐強忍的歲月都已過去。

19885月下旬,我已可以準備回台灣。只剩下6月下旬的國際會議,因此可以預訂機票與安排行程。

除了課業,在明尼蘇達大學還有許多值得記述的往事。在1985-1988年間,台灣經歷蔣經國過世,極權統治逐漸瓦解。中國則是加強對外派出留學人員。那三年內,明尼蘇達大學校園內中國人的面孔逐漸增加,氣焰也逐漸高漲。校園內本來不應該涉及政治,而就是有政治人員不斷表現其真面目。最有名的明尼蘇達大學傳奇是一對夫婦,眾人以職業學生稱呼。專門對台灣KMT政府寄送報告,用以監督此地留學生。這對夫婦平日黨國合一高喊效忠中華民國。結果台美斷交之後,中國使館派員至明尼蘇達州參訪,自稱台灣同胞代表手持五星旗到機場歡迎即是此對夫婦。那年北一女儀隊到明尼阿波里斯表演。因為台美已斷交因此在場地外界不能升起青天白日滿地紅的國旗。儀隊在室內表演,將小國旗掛在小喇叭。不料表演一開始,就有一位婦女衝出去將國旗撕成兩半丟到地上而且再補踩上兩腳,這正是過去滿嘴忠黨愛國的KMT代表。台灣一些職業學生的醜態在中國與美國建交後一現再現。

中國來到此地的有正式入學之學生,也有公費到此之訪問人員,素質當然是前者為高。而來此留學的中國學生絕大多數想盡辦法要留在美國。天安門事件之後中國學生只要願意留下,幾乎都可取得政治庇護。這些以同胞鮮血換取的居留權,美國人以紅卡稱呼,有別於綠卡。在這些形形色色的中國人中,最感念是一位孫姓學生。他來自東北,1986年來此攻讀碩士主修農業機械。周末採購時獨自坐公車外出,而且他承租房子又離公車站牌相距2公里。因此我都儘量開車協助他採買。他有父母雙親在東北鄉間,妻兒在北京。因為不善語言表達,每天幾乎都在研究室趕作業,看論文。我19887月準備回台灣之前,孫君拿出一個硬玉印章,上頭已刻上我的名子。他說唯一能夠報答我的協助只有以他東北鄉間的硬玉,為我製作一個印章。我回台灣之後,他取得碩士學位回到北京。為了保護學生,他死在天安門廣場。我不知要如何找到他家人,事隔多年也不知他的父母妻兒是否安好。在天安門大屠殺的次日,我不經意將硬質印章放在書房桌面數張稿紙上方。窗外吹進一陣風竟將稿紙吹落,硬玉印章掉落地面缺了一小角。至今我珍藏這個印章,它代表中國一個漢子的命運,也是1990年代時代的見證。

影響我一生的求學生涯是台灣大學六年與明尼蘇達大學29個月。在台灣大學,我見識了台灣一流的學生。在明尼蘇達大學,我看到來自世界的高手。當時明尼蘇達大學化工系排名全美國第一。而我以農工系農產加工為主修方向,因此必須在化工系修課,由化工系教授擔任考試委員。在那種競爭環境與種種考驗下,體驗出博士學位的關鍵訓練基於兩項。其一是基本的課程訓練。微分方程、線性代數、傳導、對流、輻射及質傳遞等課程其名稱與大學部相同,但是課程內容著重於更深入,更嚴謹的基礎訓練。在2008年之後,我從事脈診儀之研究,將脈診之時域訊號轉成頻譜訊號,正是採用1986年所學的傅利葉轉換。博士班另一個訓練是獨當一面的解決問題能力。在完成論文的過程中並非所有研究方法都已經修習其相關課程,而是藉由不斷地自我學習以彌補不足。對我而言,儀器之訊號處裡與校正,迴歸分析與程式語言,這都是自我學習之後才能夠應用於博士論文。而博士班論文之訓練就是深入與精確。如同一把銳利的解剖刀,將複雜的問題一一解開,而且又能夠有條有理的敘述。不論是口頭報告或是學術論文撰寫,都是表達能力的訓練。

在二十一世紀,美國仍是世界強國。看得見是其經濟與軍事力量,看不見是其深層的學術研究精神。

我在明尼蘇達大學攻讀的農業加工工程偏向化工領域,尤其是熱傳學及質傳學。回台灣二十餘年,研究領域有溫室結構及環控,有蘭花量產工程,有植物組培苗生產,然後再轉向生醫工程。而任教的課目以電機領域之儀器及感測器為主。不見得與化工有直接相關,但是明尼蘇達大學嚴謹的學術訓練,使我的學術研究能力大大增進。因此可以不被限制於化工領域。

29個月的求學,研究所同學除美國本地,有來自中國,印度與北非等,由不同國家見識不同的文化背景。然而影響我最大是指導教授Gustafson。一些他的事蹟我已在另篇文章寫出 (http://bse.nchu.edu.tw/new_page_243.htm)。對他最大的感激是1990年。他應邀到中國訪問,也順道到台灣探望他的兩名學生。他到農業試驗所參觀,看完簡報之後他很直率告訴所長杜某,農試所的研究完全沒有特色,大而無當。一個編制百餘人的單位,研究範圍是包括所有農作物,又涵蓋溫帶,亞熱帶與熱帶氣候,無所不包則無特色,無專精。當然此位所長無法接受此意見。因而Gustafson教授告訴我要到大學任教。在這種官僚機構再有能力也無法發揮。這是我離開農試所轉至中興大學之主因。對一個已畢業而離開美國的學生,Gustafson教授沒有忘記他的關懷,這種師生之情我永生難以回報。

29個月的歲月,生活圈子幾乎在校園。因為參加國際會議,到了芝加哥市與南達克達州。在週日,我曾開車至威斯康辛州,並未有在美國長途旅行紀錄,但是並無遺憾。因為我在與時間競賽,我希望在三年之內完成學業。在19886月,Gustafson教授回到農工系。他和Morey教授共同關心我的未來工作。當時在美國不見得有適當的教職,但是農業部各研究單位還是可找到研究性質的工作。我謝謝他們的好意。在我這一代,奮鬥的地點是在台灣。我告訴他們這是我陳家家族的期望

1988521日下午,大兒子治宇出生,比預產期早了三週。在下午523分,看到了這個小男生。在此之前,醫生始終不肯告知小嬰兒的性別。我再度打電話回竹山,這時刻是台灣時間早上5點餘。爸爸接到電話,一直大聲喊著在廚房準備早餐的媽媽來聽聽這好消息。兩年後,爸爸在榮總醫院還是一再提及那兩天連續給他的喜訊。他說辛苦一輩子有此雙喜他已心足。

198876日,我已完成一切事務。數件大行李已打包完成。學校的宿舍也完全清理乾淨。當日傍晚來自台灣的朋友在宿舍區以烤肉聚餐送行。我在當日下午回到系館與師長及同學們辭行。研究室那個位置我坐了將近千日,系館的一草一木十分熟悉。而我在1998年有機會再重回明尼蘇達大學,在原來書桌位置之前竟不禁落淚。

198877日,朋友以兩輛車送我們一家三人至明尼阿波里斯機場,搭乘西北航空班機自舊金山再轉華航飛機返回台灣。飛機自明尼阿波里斯機場起飛,我向下看此一片綠色大地,感謝明尼蘇達大學提供此機會我得以完成博士學位,也感謝兩位指導教授之照顧。我已完成學業要返回台灣。

1990年代,台灣整體環境雖然不佳,政治如此灰暗,生活條件不如美國,學術能力不見得能夠發揮,但是那是我家族世世代代居住的海島。我已完成陳家祖先的期待,而我就是在返回台灣的路途,這也是我第三階段的學思歷程。