胡立德個(gè)子不高,面相溫和。從右邊臺(tái)階走上領(lǐng)獎(jiǎng)臺(tái),向主持人示意后,在眾目睽睽下,這位流體力學(xué)專家開始翻跟頭,不是難度系數(shù)過低的前滾翻,也不是難度系數(shù)過高的托馬斯全旋加360度轉(zhuǎn)體,只是側(cè)翻,或者像專業(yè)人士的事后解讀:側(cè)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(zhǎng)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(shù)天后,還有人爭(zhēng)論,他是翻了三個(gè)還是兩個(gè)跟頭。在當(dāng)時(shí),胡立德只是穩(wěn)穩(wěn)站定,他說:“我博士論文答辯時(shí)也是這樣上場(chǎng)的。”
父母都是臺(tái)灣人,從小在美國長(zhǎng)大。被老師和同學(xué)叫著David的胡立德從小熱愛運(yùn)動(dòng),大學(xué)時(shí)是學(xué)校男子體操隊(duì)成員,現(xiàn)在是喬治亞理工學(xué)院機(jī)械工程與生物學(xué)系的副教授。他從事流體力學(xué)研究——主要是從動(dòng)物身上尋找有助于制造機(jī)器人的潛質(zhì)。他實(shí)驗(yàn)室的官網(wǎng)說:人類對(duì)動(dòng)物的飛行、游泳和奔跑方面的數(shù)據(jù)可以追溯到數(shù)百年前,要明白這些數(shù)據(jù),需要結(jié)合機(jī)械工程、數(shù)學(xué)和神經(jīng)科學(xué)。
因?yàn)榘l(fā)現(xiàn)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(xué)院院刊》——他獲得了這一年的菠蘿科學(xué)獎(jiǎng),這個(gè)獎(jiǎng)項(xiàng)致力于頒給科學(xué)研究中的好奇心和想象力,也許還有幽默感。根據(jù)某個(gè)不太科學(xué)的定義,意外會(huì)帶來幽默感,從這個(gè)意義上講,胡立德的出場(chǎng)便帶著幽默感,他的研究,也有一點(diǎn)。
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(xiàn),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(nèi)叮咬小朋友。根據(jù)頒獎(jiǎng)視頻,為了尋找蚊子的秘密,胡立德的實(shí)驗(yàn)室將一群蚊子趕到一個(gè)透明容器中,用水槍模擬雨滴,由旁邊的高速攝像機(jī)記錄蚊子的動(dòng)作。這些視頻顯示,當(dāng)一只蚊子遇見一顆龐大而笨重的雨滴,它會(huì)施展出自己的一身極好的太極功夫,讓雨滴從身邊滑過。
關(guān)于這項(xiàng)研究的標(biāo)準(zhǔn)化介紹中,還有一些細(xì)節(jié)沒有提及:最初,胡立德和他的學(xué)生準(zhǔn)備去野外研究雨中的蚊子,結(jié)果幾個(gè)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(yàn)證了蚊子確實(shí)可以在雨中自由活動(dòng)。后來,他們向動(dòng)物系的人學(xué)會(huì)了養(yǎng)蚊子,但之后不短的一段時(shí)間里,從這間實(shí)驗(yàn)室偷跑出來的蚊子幾乎導(dǎo)致全樓的人都痛恨他們。為胡立德頒獎(jiǎng)的是獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)的喬治?特穆爾,科學(xué)家們顯然可以理解這類經(jīng)歷,整個(gè)頒獎(jiǎng)過程,如同“搞笑諾貝爾獎(jiǎng)之父”亞伯拉罕斯回憶搞笑諾獎(jiǎng)的頒獎(jiǎng):“他們(授獎(jiǎng)?wù)吆瞳@獎(jiǎng)?wù)撸┗ハ嗄?,每個(gè)人眼中都充滿了喜悅和驚訝。”
胡立德的實(shí)驗(yàn)室將一群蚊子趕到一個(gè)透明容器中,用水槍模擬雨滴,由旁邊的高速攝像機(jī)記錄蚊子的動(dòng)作( 圖/Tim Nowack)
研究動(dòng)物尿尿、甩毛和睫毛的作用
4月的杭州,早上10點(diǎn)見到胡立德,他穿著深藍(lán)的T恤短褲,剛剛完成每日例行的一小時(shí)運(yùn)動(dòng)。這位科學(xué)家身上也沒有與他運(yùn)動(dòng)能力相稱的發(fā)達(dá)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(tái)介紹胡立德某項(xiàng)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(xiàng)關(guān)于哺乳動(dòng)物小便的研究。下一個(gè)鏡頭是他的學(xué)生們撅著屁股拍攝大象小便的照片,那是“田野調(diào)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(shí)驗(yàn)室研究”。之后還有數(shù)學(xué)建模,要有公式,還要計(jì)算。最終的結(jié)果,是一個(gè)全新的生物學(xué)定律——排尿定律,所有哺乳動(dòng)物排空膀胱所用的時(shí)間是一致的,“包括狗、牛、人,從老鼠到大象,尿尿耗時(shí)都差不多,大約是21秒”,這結(jié)果在美國物理學(xué)會(huì)的流體力學(xué)分會(huì)上做了會(huì)議報(bào)告。“這項(xiàng)研究是基于純粹的物理學(xué)原理,想象一下,一根管子和一個(gè)大水袋,排空的時(shí)間是可以通過建模算出來的……”當(dāng)他被邀請(qǐng)來中國某大學(xué)進(jìn)行講座時(shí),他給在座的一百多位專業(yè)學(xué)生留了一個(gè)問題,“就是關(guān)于膀胱排尿的建模,只有一個(gè)學(xué)生解決了這個(gè)問題,那學(xué)生現(xiàn)在在我的實(shí)驗(yàn)室?!?/p>
在胡立德的實(shí)驗(yàn)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(gè)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(dòng)高速攝像機(jī),從老鼠到狗熊,這些有豐厚皮毛的動(dòng)物都會(huì)甩毛——“老鼠每秒30動(dòng),狗是每秒5動(dòng),最慢的是熊,它們每秒只有兩動(dòng)?!碑?dāng)然,更重要的是這些甩動(dòng)的機(jī)理,“洗衣機(jī)廠商對(duì)這項(xiàng)研究很感興趣”。這項(xiàng)研究發(fā)表在了英國的《皇家學(xué)會(huì)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(shí)候是失敗的,因?yàn)楫?dāng)時(shí)不知道如何去選擇研究的問題?,F(xiàn)在我已經(jīng)做研究10年了,有了一點(diǎn)經(jīng)驗(yàn),我會(huì)找我比較感興趣、這個(gè)世界也比較感興趣的一些題目。畢竟我們需要把這個(gè)研究發(fā)表,其他人的看法也很重要。另外,這個(gè)題目的實(shí)驗(yàn)不能太難,有時(shí)候,有些學(xué)生希望完成一個(gè)題目,但那個(gè)實(shí)驗(yàn)太難了,沒有人能做到,我們的科技還沒有達(dá)到那個(gè)程度。所以,找一個(gè)容易實(shí)現(xiàn)的題目也很重要?!?/p>
在他的實(shí)驗(yàn)室,最近發(fā)表的一項(xiàng)研究是關(guān)于睫毛?!皟赡昵拔遗畠撼錾?,她的睫毛很長(zhǎng),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(xué)生去博物館,測(cè)量各種動(dòng)物標(biāo)本的眼睛和睫毛,并用來做模擬。他們發(fā)現(xiàn),無論什么哺乳動(dòng)物,平均的睫毛長(zhǎng)度都恰是眼長(zhǎng)的1/3,“從老鼠到大象都是”,而這個(gè)長(zhǎng)度,恰好是保持角膜滋潤(rùn)并避開灰塵的最理想的長(zhǎng)度。
人也是這樣嗎?“人,不太一樣,因?yàn)槿擞辛颂嗟姆椒梢员Wo(hù)自己,但動(dòng)物們幾乎都遵循這個(gè)規(guī)律?!敝鲗?dǎo)這項(xiàng)研究的學(xué)生是個(gè)女生,文章前兩個(gè)月剛剛發(fā)表于英國《皇家學(xué)會(huì)界面》雜志,“前幾天一個(gè)Cosmopolitan(《時(shí)尚》)雜志來到了我們實(shí)驗(yàn)室,希望報(bào)道我們的發(fā)現(xiàn)。”對(duì)于吸引到了時(shí)尚類雜志關(guān)注這事兒,胡立德顯得比文章發(fā)表更驚喜,大概他認(rèn)為這是對(duì)自己眼光的某種承認(rèn)——“這個(gè)研究的主要原因是有了女兒之后,我決定要學(xué)著從女性的視角來看看這個(gè)世界為什么是這樣。”
2010年夏天,胡立德與學(xué)生合影
為什么他們不能輕松一點(diǎn)
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(xué)教授有點(diǎn)好奇。把那張只有三折的瘦長(zhǎng)的菜單推給他,讓他“隨便點(diǎn)”,他頭搖得像被老師點(diǎn)了名要求回答問題的學(xué)生,“我不會(huì)……你知道,在美國的中餐館,通常只有三四個(gè)菜,這個(gè)菜太多了,我不會(huì)點(diǎn)。”
他認(rèn)為自己不算好學(xué)生,高中時(shí)成績(jī)不算好,有三門C——“法文、歷史,還有中文。那時(shí)候,每周都有上中文輔導(dǎo)班的……但我當(dāng)時(shí)從沒來過中國”,不知道中文的重要性。因?yàn)槟玫竭^一次全國性大獎(jiǎng)——是一個(gè)材料科學(xué)方面的小實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目——進(jìn)入MIT,機(jī)械工程系。那些擁有“完美成績(jī)單”的學(xué)生們,居然會(huì)因?yàn)榕碌玫揭粋€(gè)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(xué)生,不會(huì)害怕失敗?!彼f,“做研究,需要每天面對(duì)失敗,像我這種成績(jī)不那么完美、已經(jīng)習(xí)慣失敗的人,可能比較舒服?!?/p>
胡立德的主要經(jīng)費(fèi)來自NSF(美國國家科學(xué)基金),還有一部分經(jīng)費(fèi)來自軍方,因?yàn)樗麄儯ㄜ姺剑┮С忠恍?duì)百年后會(huì)產(chǎn)生影響的研究。申請(qǐng)這些經(jīng)費(fèi)時(shí),不需要寫明預(yù)期的研究成果,但,“如果這次的研究沒有成功,下次申請(qǐng)就難了。”而NSF對(duì)科學(xué)成果的評(píng)估中,研究的公眾影響力是個(gè)重要指標(biāo)——“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(huì)會(huì)關(guān)注的,因?yàn)樗麄円龠M(jìn)孩子們對(duì)科學(xué)的理解?!?/p>
提到“奧數(shù)”,胡立德有點(diǎn)茫然,“那是什么東西?”他不認(rèn)為自己數(shù)學(xué)很好,“經(jīng)常不夠用”,但可以去找專門做數(shù)學(xué)的人呀,因?yàn)橹匾氖莍dea(思路)?!拔耶厴I(yè)時(shí),一個(gè)應(yīng)用數(shù)學(xué)的教授看了我的研究,他說:這不是數(shù)學(xué)這是物理;一個(gè)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?!彼矚g一句源自達(dá)爾文時(shí)代的話,“多元孕育發(fā)現(xiàn)(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(yīng)該還不錯(cuò)吧,“有助于促進(jìn)公眾對(duì)科學(xué)家的理解?!?。不過,這位科學(xué)家不怎么喜歡好萊塢,“他們喜歡宣揚(yáng)一種文化,知識(shí)不重要,但這是不對(duì)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(xué)家?“我在MIT的導(dǎo)師John Bush,他是個(gè)很有意思的人,不過,Bush是個(gè)加拿大人,像英國人一樣老派,他不會(huì)做那個(gè)關(guān)于尿尿的研究?!彼f,“還有,我喜歡的科學(xué)家,理查德?費(fèi)曼?!?/p>
他的父母都是化學(xué)家。“我感覺得出,他們欣賞我的研究,但我們,不一樣的哲學(xué)……他們不認(rèn)為研究是一種愛好,更多地認(rèn)為這是一個(gè)工作。他們也很喜歡科學(xué),但他們做研究不會(huì)那么輕松,他們會(huì),比如說,老板給了一個(gè)方向就去做,一做就是20年。其實(shí)我不大清楚,為什么他們不能輕松一點(diǎn)?!?/p>