科學頑童胡立德

李珊珊

胡立德

1979年生于美國芝加哥，父母是臺灣人，從小上中文學校也練空手道，中文程度不錯，也能寫毛筆字，早年偶像之一是李小龍。麻省理工學院博士，26歲時就兩次登上《自然》雜志封面，最近獲得2015年菠蘿科學獎物理獎。

胡立德個子不高，面相溫和。從右邊臺階走上領獎臺，向主持人示意后，在眾目睽睽下，這位流體力學專家開始翻跟頭，不是難度系數過低的前滾翻，也不是難度系數過高的托馬斯全旋加360度轉體，只是側翻，或者像專業(yè)人士的事后解讀：側翻接毽子后手翻接后空翻——沒有系扣的西裝外套倒垂下來，前排的觀眾迅速伸長脖子，甚至站起來，后排的人左右晃，為了尋找前排觀眾間的罅隙。直到數天后，還有人爭論，他是翻了三個還是兩個跟頭。在當時，胡立德只是穩(wěn)穩(wěn)站定，他說：“我博士論文答辯時也是這樣上場的?！?/p>

父母都是臺灣人，從小在美國長大。被老師和同學叫著David的胡立德從小熱愛運動，大學時是學校男子體操隊成員，現在是喬治亞理工學院機械工程與生物學系的副教授。他從事流體力學研究——主要是從動物身上尋找有助于制造機器人的潛質。他實驗室的官網說：人類對動物的飛行、游泳和奔跑方面的數據可以追溯到數百年前，要明白這些數據，需要結合機械工程、數學和神經科學。

因為發(fā)現了“蚊子因體重較輕而在雨滴的碰撞中得以生存”——那篇論文發(fā)表在《美國科學院院刊》——他獲得了這一年的菠蘿科學獎，這個獎項致力于頒給科學研究中的好奇心和想象力，也許還有幽默感。根據某個不太科學的定義，意外會帶來幽默感，從這個意義上講，胡立德的出場便帶著幽默感，他的研究，也有一點。

研究的原因非常私人，照顧剛出生不久的兒子。胡立德發(fā)現，即使是雨天，蚊子也能輕松穿過由比它們重 50倍的雨滴組成的“槍林彈雨”，成功鉆入室內叮咬小朋友。根據頒獎視頻，為了尋找蚊子的秘密，胡立德的實驗室將一群蚊子趕到一個透明容器中，用水槍模擬雨滴，由旁邊的高速攝像機記錄蚊子的動作。這些視頻顯示，當一只蚊子遇見一顆龐大而笨重的雨滴，它會施展出自己的一身極好的太極功夫，讓雨滴從身邊滑過。

關于這項研究的標準化介紹中，還有一些細節(jié)沒有提及：最初，胡立德和他的學生準備去野外研究雨中的蚊子，結果幾個人被淋成落湯雞，還叮了一身包，并沒有拍到什么東西，卻也算驗證了蚊子確實可以在雨中自由活動。后來，他們向動物系的人學會了養(yǎng)蚊子，但之后不短的一段時間里，從這間實驗室偷跑出來的蚊子幾乎導致全樓的人都痛恨他們。為胡立德頒獎的是獲得諾貝爾物理學獎的喬治·特穆爾，科學家們顯然可以理解這類經歷，整個頒獎過程，如同“搞笑諾貝爾獎之父”亞伯拉罕斯回憶搞笑諾獎的頒獎：“他們（授獎者和獲獎者）互相凝視，每個人眼中都充滿了喜悅和驚訝?！?/p>

研究動物尿尿、甩毛和睫毛的作用

4月的杭州，早上10點見到胡立德，他穿著深藍的T恤短褲，剛剛完成每日例行的一小時運動。這位科學家身上也沒有與他運動能力相稱的發(fā)達肌肉，同樣也并未顯示與他的研究成果相稱的幽默感。

在美國公共廣播電臺介紹胡立德某項研究的節(jié)目開頭，幾滴液體在畫面中閃過，閃著金黃色的誘人光澤。那是一項關于哺乳動物小便的研究。下一個鏡頭是他的學生們撅著屁股拍攝大象小便的照片，那是“田野調查”；以及一只手提起小白鼠的尾巴以更好地觀察小鼠尿尿的照片，這是“實驗室研究”。之后還有數學建模，要有公式，還要計算。最終的結果，是一個全新的生物學定律——排尿定律，所有哺乳動物排空膀胱所用的時間是一致的，“包括狗、牛、人，從老鼠到大象，尿尿耗時都差不多，大約是21秒”，這結果在美國物理學會的流體力學分會上做了會議報告?！斑@項研究是基于純粹的物理學原理，想象一下，一根管子和一個大水袋，排空的時間是可以通過建模算出來的……”當他被邀請來中國某大學進行講座時，他給在座的一百多位專業(yè)學生留了一個問題，“就是關于膀胱排尿的建模，只有一個學生解決了這個問題，那學生現在在我的實驗室?！?/p>

在胡立德的實驗室，大部分研究課題源于生活，并具有極好的觀賞性。在另一個電視節(jié)目中，他拍著一只貴賓犬的腦袋介紹，“這是我妻子的前男友留給她的一條狗，我需要每天帶它散步”，所以注意到了它們甩毛的能力。同樣是出動高速攝像機，從老鼠到狗熊，這些有豐厚皮毛的動物都會甩毛——“老鼠每秒30動，狗是每秒5動，最慢的是熊，它們每秒只有兩動?！碑斎唬匾氖沁@些甩動的機理，“洗衣機廠商對這項研究很感興趣”。這項研究發(fā)表在了英國的《皇家學會界面》雜志上。

好玩的研究好做嗎？題目好找嗎？有過失敗嗎？“剛開始做研究，大部分時候是失敗的，因為當時不知道如何去選擇研究的問題。現在我已經做研究10年了，有了一點經驗，我會找我比較感興趣、這個世界也比較感興趣的一些題目。畢竟我們需要把這個研究發(fā)表，其他人的看法也很重要。另外，這個題目的實驗不能太難，有時候，有些學生希望完成一個題目，但那個實驗太難了，沒有人能做到，我們的科技還沒有達到那個程度。所以，找一個容易實現的題目也很重要?！?/p>

在他的實驗室，最近發(fā)表的一項研究是關于睫毛。“兩年前我女兒出生，她的睫毛很長，我就想研究一下，它們有什么用。”為了了解睫毛的功效，他的學生去博物館，測量各種動物標本的眼睛和睫毛，并用來做模擬。他們發(fā)現，無論什么哺乳動物，平均的睫毛長度都恰是眼長的1/3，“從老鼠到大象都是”，而這個長度，恰好是保持角膜滋潤并避開灰塵的最理想的長度。

人也是這樣嗎？“人，不太一樣，因為人有了太多的方法可以保護自己，但動物們幾乎都遵循這個規(guī)律?！敝鲗н@項研究的學生是個女生，文章前兩個月剛剛發(fā)表于英國《皇家學會界面》雜志，“前幾天一個Cosmopolitan（《時尚》）雜志來到了我們實驗室，希望報道我們的發(fā)現?！睂τ谖搅藭r尚類雜志關注這事兒，胡立德顯得比文章發(fā)表更驚喜，大概他認為這是對自己眼光的某種承認——“這個研究的主要原因是有了女兒之后，我決定要學著從女性的視角來看看這個世界為什么是這樣?！?/p>

為什么他們不能輕松一點

帶胡立德去酒店旁邊的一家杭州菜餐廳吃飯，初見餐廳里花花綠綠的菜單，這位流體力學教授有點好奇。把那張只有三折的瘦長的菜單推給他，讓他“隨便點”，他頭搖得像被老師點了名要求回答問題的學生，“我不會……你知道，在美國的中餐館，通常只有三四個菜，這個菜太多了，我不會點?！?/p>

他認為自己不算好學生，高中時成績不算好，有三門C——“法文、歷史，還有中文。那時候，每周都有上中文輔導班的……但我當時從沒來過中國”，不知道中文的重要性。因為拿到過一次全國性大獎——是一個材料科學方面的小實驗項目——進入MIT，機械工程系。那些擁有“完美成績單”的學生們，居然會因為怕得到一個B，不敢選很難的課，“那樣做真是太笨了。我就還好，沒有壓力，反正我不是全優(yōu)的學生，不會害怕失敗?！彼f，“做研究，需要每天面對失敗，像我這種成績不那么完美、已經習慣失敗的人，可能比較舒服?！?/p>

胡立德的主要經費來自NSF（美國國家科學基金），還有一部分經費來自軍方，因為他們（軍方）要支持一些對百年后會產生影響的研究。申請這些經費時，不需要寫明預期的研究成果，但，“如果這次的研究沒有成功，下次申請就難了?！倍鳱SF對科學成果的評估中，研究的公眾影響力是個重要指標——“我有研究被寫成過給小朋友讀的科普文章，我想NSF的委員會會關注的，因為他們要促進孩子們對科學的理解。”

提到“奧數”，胡立德有點茫然，“那是什么東西？”他不認為自己數學很好，“經常不夠用”，但可以去找專門做數學的人呀，因為重要的是idea（思路）?！拔耶厴I(yè)時，一個應用數學的教授看了我的研究，他說：這不是數學這是物理；一個物理系的人說：這不是物理，這是生物；于是我把研究拿給生物系的人看，他們挺喜歡。”他喜歡一句源自達爾文時代的話，“多元孕育發(fā)現（Diversity is able to discovery）?！?/p>

談起《生活大爆炸》，他說：我沒怎么看過，但我妻子喜歡，那電視劇應該還不錯吧，“有助于促進公眾對科學家的理解。”。不過，這位科學家不怎么喜歡好萊塢，“他們喜歡宣揚一種文化，知識不重要，但這是不對的?！毕蛩崞鹪诠鹱x書的女星娜塔莉·波特曼，他撓撓腦袋，全無印象。喜歡的科學家？“我在MIT的導師John Bush，他是個很有意思的人，不過，Bush是個加拿大人，像英國人一樣老派，他不會做那個關于尿尿的研究?！彼f，“還有，我喜歡的科學家，理查德·費曼?！?/p>

他的父母都是化學家?！拔腋杏X得出，他們欣賞我的研究，但我們，不一樣的哲學……他們不認為研究是一種愛好，更多地認為這是一個工作。他們也很喜歡科學，但他們做研究不會那么輕松，他們會，比如說，老板給了一個方向就去做，一做就是20年。其實我不大清楚，為什么他們不能輕松一點。”

編輯 鄭廷鑫 rwzkwenhua@163.com