胡立德個子不高,面相溫和。從右邊臺階走上領(lǐng)獎臺,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,還有人爭論,他是翻了三個還是兩個跟頭。在當(dāng)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。”
父母都是臺灣人,從小在美國長大。被老師和同學(xué)叫著David的胡立德從小熱愛運動,大學(xué)時是學(xué)校男子體操隊成員,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——主要是從動物身上尋找有助于制造機(jī)器人的潛質(zhì)。他實驗室的官網(wǎng)說:人類對動物的飛行、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)。
因為發(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,這個獎項致力于頒給科學(xué)研究中的好奇心和想象力,也許還有幽默感。根據(jù)某個不太科學(xué)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(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(jī)記錄蚊子的動作。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(xué)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(dǎo)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(xué)獎的喬治?特穆爾,科學(xué)家們顯然可以理解這類經(jīng)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?wù)吆瞳@獎?wù)撸┗ハ嗄?,每個人眼中都充滿了喜悅和驚訝?!?/p>
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(jī)記錄蚊子的動作( 圖/Tim Nowack)
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(lán)的T恤短褲,剛剛完成每日例行的一小時運動。這位科學(xué)家身上也沒有與他運動能力相稱的發(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(guān)于哺乳動物小便的研究。下一個鏡頭是他的學(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“實驗室研究”。之后還有數(shù)學(xué)建模,要有公式,還要計算。最終的結(jié)果,是一個全新的生物學(xué)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(jié)果在美國物理學(xué)會的流體力學(xué)分會上做了會議報告。“這項研究是基于純粹的物理學(xué)原理,想象一下,一根管子和一個大水袋,排空的時間是可以通過建模算出來的……”當(dāng)他被邀請來中國某大學(xué)進(jìn)行講座時,他給在座的一百多位專業(yè)學(xué)生留了一個問題,“就是關(guān)于膀胱排尿的建模,只有一個學(xué)生解決了這個問題,那學(xué)生現(xiàn)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(jī),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?dāng)然,更重要的是這些甩動的機(jī)理,“洗衣機(jī)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(xué)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(dāng)時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,有了一點經(jīng)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(xué)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(dá)到那個程度。所以,找一個容易實現(xiàn)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(guān)于睫毛?!皟赡昵拔遗畠撼錾?,她的睫毛很長,我就想研究一下,它們有什么用?!睘榱肆私饨廾墓π?,他的學(xué)生去博物館,測量各種動物標(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(hù)自己,但動物們幾乎都遵循這個規(guī)律?!敝鲗?dǎo)這項研究的學(xué)生是個女生,文章前兩個月剛剛發(fā)表于英國《皇家學(xué)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(xiàn)?!睂τ谖搅藭r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)為這是對自己眼光的某種承認(rèn)——“這個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世界為什么是這樣?!?/p>
2010年夏天,胡立德與學(xué)生合影
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(xué)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(xué)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。”
他認(rèn)為自己不算好學(xué)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(dǎo)班的……但我當(dāng)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(xué)方面的小實驗項目——進(jìn)入MIT,機(jī)械工程系。那些擁有“完美成績單”的學(xué)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(xué)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(jīng)習(xí)慣失敗的人,可能比較舒服?!?/p>
胡立德的主要經(jīng)費來自NSF(美國國家科學(xué)基金),還有一部分經(jīng)費來自軍方,因為他們(軍方)要支持一些對百年后會產(chǎn)生影響的研究。申請這些經(jīng)費時,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,下次申請就難了?!倍鳱SF對科學(xué)成果的評估中,研究的公眾影響力是個重要指標(biāo)——“我有研究被寫成過給小朋友讀的科普文章,我想NSF的委員會會關(guān)注的,因為他們要促進(jìn)孩子們對科學(xué)的理解?!?/p>
提到“奧數(shù)”,胡立德有點茫然,“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,因為重要的是idea(思路)?!拔耶厴I(yè)時,一個應(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)爾文時代的話,“多元孕育發(fā)現(xiàn)(Diversity is able to discovery)。”
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)該還不錯吧,“有助于促進(jìn)公眾對科學(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(xué)家?“我在MIT的導(dǎo)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(guān)于尿尿的研究?!彼f,“還有,我喜歡的科學(xué)家,理查德?費曼?!?/p>
他的父母都是化學(xué)家?!拔腋杏X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)為這是一個工作。他們也很喜歡科學(xué),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。”