『科學(xué)搞怪人』胡立德：一臺問題制造機(jī)

楊楊

從某種程度上說，26歲就取得麻省理工學(xué)院數(shù)學(xué)博士學(xué)位、已在佐治亞理工學(xué)院機(jī)械工程系任教8年的胡立德博士，是一個(gè)“麻煩制造者”。

事實(shí)上，他在形容自己時(shí)會(huì)更加不客氣一些—他光著腳，蜷坐在單人沙發(fā)里，吞吞吐吐地說：“我經(jīng)常引起災(zāi)難?！彼闹形牟惶骼ｋm然面孔是標(biāo)準(zhǔn)的華人長相，但他其實(shí)一直生長在美國。用他自己的話說：“學(xué)中文是我目前最大的挑戰(zhàn)?！?/p>

確切地說，麻煩來自那些不聽話的實(shí)驗(yàn)材料。胡立德主要從事數(shù)學(xué)與生物學(xué)的交叉研究。還在紐約大學(xué)做博士后的時(shí)候，胡立德就弄丟過一條蛇，至今沒有找到。在佐治亞理工學(xué)院的機(jī)械工程系任教后，有時(shí)候?qū)嶒?yàn)室里的螞蟻去了別人的辦公室;有時(shí)候做實(shí)驗(yàn)的蚊子跑光了，很多同事因此遭到了叮咬。

“這可怎么辦呢？”

“我再去CDC（美國疾病控制與預(yù)防中心）拿些新的?！?/p>

對于蚊子來說，在雨中漫步簡直就是一場災(zāi)難。一滴雨珠的重量可以達(dá)到蚊子體重的50倍之多

因?yàn)橐豁?xiàng)“蚊子為什么不會(huì)被雨滴砸死”的研究，胡立德獲得了2015年“菠蘿科學(xué)獎(jiǎng)”的物理獎(jiǎng)。對于這項(xiàng)發(fā)表在《美國國家科學(xué)院院刊》上的研究，獎(jiǎng)項(xiàng)說明如此介紹：“綿綿細(xì)雨對于我們來說，時(shí)常是浪漫而愜意的象征?？赡阌袥]有想過，對于體積微小的昆蟲，譬如蚊子來說，在雨中漫步簡直就是一場災(zāi)難。一滴雨珠的重量可以達(dá)到蚊子體重的50倍之多，在蚊子眼中，我們口中的‘毛毛雨不亞于一輛輛甲殼蟲汽車從天而降。但是，在如此漫天高速飛落的‘甲殼蟲汽車雨中，蚊子依然能夠‘嗡嗡作響并且毫發(fā)無損。是什么賦予了它們這種本領(lǐng)？”

答案在于蚊子的“不抵抗策略”和腿上的細(xì)毛?！安坏挚共呗浴绷钗米泳徑饬擞晁畬λ臎_擊，而那些疏水性的細(xì)毛使蚊子在隨著雨滴下落的過程中與雨滴保持分隔狀態(tài)，從而能夠迅速擺脫雨滴而重新飛起，在雨滴將它們砸向地面造成致命傷害前逃之夭夭。

獲得這個(gè)結(jié)果并不容易。即使在細(xì)高的透明容器中，要讓幾米外的雨滴準(zhǔn)確擊中蚊子也是不可能完成的任務(wù)，更別提還要用高速照相機(jī)捕捉這一瞬間了。胡立德團(tuán)隊(duì)的方法是：在蚊子飛行高度的上方設(shè)置一道“激光封鎖線”，雨滴在穿過激光線時(shí)，便觸發(fā)高速照相機(jī)開始以每秒4000幀的速度拍攝，詳細(xì)記錄蚊子與雨滴相互作用時(shí)的每一個(gè)動(dòng)作。這張照片要用1個(gè)月才能拍到，從1000張照片中挑選出1張。沒有更好的辦法。

胡立德說：“一個(gè)禮拜修改一次實(shí)驗(yàn)參數(shù)，每次要改一個(gè)小地方，一直改。比如，第一個(gè)禮拜沒有激光，第四個(gè)禮拜沒有蚊子?！痹谂e行頒獎(jiǎng)典禮的當(dāng)天上午，在浙江省科技館的辦公室里，他光著腳，面前堆放著打開的筆記本電腦和一沓資料，用簡單的漢字提示著可能涉及的科學(xué)名詞的中文名稱。

他發(fā)現(xiàn)，每種動(dòng)物都有自己甩水的頻率，老鼠是每秒鐘30次，狗是每秒鐘4到8次，熊是每秒鐘兩次，貓和狗的甩水頻率差不多

這一看似“無厘頭”的研究，卻有著重要的研究價(jià)值?！拔米訒?huì)傳播許多疾病，現(xiàn)在我們知道了雨水不能夠抑制蚊子的活動(dòng)，因此，在雨天要采取其他措施來滅蚊?！焙⒌抡f，“此外，蚊子的特征也能啟發(fā)人類去制造更強(qiáng)大、更抗壓的微型飛行器。”胡立德形象地將蚊子比喻為“武林高手”，它們不僅骨骼強(qiáng)壯，而且會(huì)“打太極”，它們被雨水打來打去，實(shí)際上卻毫發(fā)無損。胡立德的研究也適用于其他同類型的生物：“越是小的昆蟲，越能夠承受比其個(gè)體質(zhì)量沉重得多的打擊，蒼蠅也能在狂風(fēng)暴雨中活下來，但再大一點(diǎn)兒的昆蟲，比如蜜蜂，就可能受到雨水的傷害。”

在2015年“菠蘿科學(xué)獎(jiǎng)”的頒獎(jiǎng)典禮上，正待領(lǐng)獎(jiǎng)的胡立德在走至舞臺中央之前，突然做了一個(gè)手勢，示意主持人向旁邊避讓一下。然后，他做了這樣一套動(dòng)作：側(cè)翻接毽子，后手翻接后空翻落地，一路翻至舞臺另一側(cè)的頒獎(jiǎng)人旁邊。接下來，在頒獎(jiǎng)典禮之后的晚會(huì)上，他喝了些啤酒，光著腳，又來了一路后空翻，這次多加了兩樣：倒立和一字馬。

胡立德從小就喜歡運(yùn)動(dòng)，他每天都跑步、游泳，還練了10年空手道。在麻省理工學(xué)院讀書時(shí)，他跟著體操社團(tuán)練了4年?！拔疫€可以做那個(gè)……鞍馬。”“鞍馬”這個(gè)詞令他著實(shí)想了一下，他說，“在麻省理工學(xué)院，每個(gè)人都要去最高的樓上倒立一次?！?/p>

麻省理工學(xué)院對于胡立德世界觀的塑造意義非凡，畢竟，從本科到博士，他都在那里接受教育?！叭绻麤]有去那里，我不知道我會(huì)做什么研究—在那里，我對世界的看法就是好玩?！焙⒌孪矚g說“玩”，在他看來，讀博士也是好玩的，他說，“我做什么都是出于興趣—我的人生哲學(xué)可能和別人的不太一樣?！?/p>

胡立德喜歡動(dòng)物。他說：“我現(xiàn)在是機(jī)械工程系的教授，也是生物系的教授，每年教兩門課。但我從來沒有修過一個(gè)生物系的學(xué)位，我對生物的學(xué)習(xí)都是憑自己的興趣。我們想用流體力學(xué)的方式來了解生物學(xué)，弄懂動(dòng)物—?jiǎng)游镆斡?、要飛，動(dòng)物體內(nèi)的血液和消化系統(tǒng)都是流體，但很少人從這個(gè)角度來研究。”

胡立德做教授七八年，已經(jīng)培養(yǎng)了3位博士，他們的研究對象包括：蛇、蚊子、螞蟻和蜜蜂。

他們在蛇的身上發(fā)現(xiàn)了很多技能，其中一個(gè)是摩擦力可以讓它們爬行得很快。他們將這一研究發(fā)現(xiàn)運(yùn)用到機(jī)器蛇的實(shí)驗(yàn)，讓機(jī)器蛇跑得更快。

他們還研究蜜蜂怎樣清理自己的身體。它們和松鼠一樣，身體上覆蓋著千萬根細(xì)毛，用攝像機(jī)拍攝出來后發(fā)現(xiàn)，那些毛像彈弓一樣把臟東西彈了出去。