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亞城人物 | 從麻省理工到喬治亞理工的「科學頑童」

他喜歡研究動物尿尿的時間、貓科動物舌頭長度與身長的關係、動物甩毛和睫毛的作用。他是一位獨立特行的思考者,花許多時間,用在看似毫無意義的事情上。

雖然是麻省理工大學的數學博士,但高中時成績卻經常保持3C,因為拿到過一次全國性大獎——關於材料科學方面的小實驗項目,因此進入麻省理工學院機械工程系。

他就是喬治亞理工學院的教授,著名科學頑童,2015年搞笑諾貝爾物理獎得主,胡立德。

1979年生於芝加哥的胡立德,父母來自中國台灣,被老師和同學叫著David的他從小熱愛運動,大學時是學校男子體操隊成員,考取麻省理工學院數學博士後,26歲時兩次登上《自然》雜誌封面。

胡立德現在的身份是喬治亞理工學院機械工程與生物學系的教授。他從事流體力學研究——主要是從動物身上尋找有助於製造機器人的潛質。來自官網說明也許可以說明他的不同: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。

胡立德曾經說,他最初的科學啟蒙來自父母,出生在科學家的家庭,最大的優勢就是上學時可以利用父親在海軍研究所的實驗室做材料研究。

當科學遇到愛情

對於科學頑童胡立德來講,人與人之間的「引力波」也許是他永遠也無法搞懂的「課題」……

胡立德和太太的相識極具科學探索性的。作為絕對大齡青年的胡立德在助理教授第一年,太太Jia博士第三年,同時來到了亞城。為了解決單身狗的問題,被朋友鼓勵上match.com。經過合理推演,在剛上match的第一個禮拜,胡立德就精準定位了家住附近的Jia,於是開始了科學而嚴謹的約會計劃。於是,年輕的科學家發現能夠穿越星際的,不止引力波,還有愛。

胡立德和太太有一雙可愛的兒女,他們的育兒經是:多陪伴,孩子想學什麼就學,不逼迫。

排尿的啟示

曾經在美國公共廣播電台介紹胡立德某項研究的節目開頭,幾滴液體在畫面中閃過,閃著金黃色的誘人光澤。

那是一項關於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」。當然還要有「實驗室研究」。之後還有數學建模,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。

這項研究的起源是胡立德在兒子三歲時,進行入廁練習時,突然對排尿時間產生了好奇。於是他讓學生帶上量杯和秒錶去動物園測量其他動物排尿。雖然每個人回來時都一身尿騷味,但用高速攝像機拍到了很多動物排尿的視頻,讓大家發現「從大象到小狗,每一種動物排尿的時間都差不多,平均是21秒!大象的膀胱的容積是人類的膀胱的100倍,但是它們的排尿時間跟人類幾乎一樣。」

他甚至建了一個數學模型來解釋這個神奇的現象。尿道實際上像一根虹吸管,尿道越長,排水越快。雖然大家都知道尿道用來排尿,但是不知道尿道的長度可以調節排尿速度。在動物的進化過程中,大型動物的尿道變長,幫助他們很快排尿,從而避免在排尿過程中被其他動物攻擊。

這項研究發表在了《美國國家科學院院刊》(PNAS)上。

因而獲得了2015年搞笑諾貝爾物理獎。搞笑諾貝爾獎(IgNobel Prizes)是對諾貝爾獎的有趣模仿。其名稱來自Ignoble(不名譽的)和Nobel Prize(諾貝爾獎)的結合。你可別小看這個不正經的諾貝爾,它由科學幽默雜誌社(Annals of Improbable Research)主辦,每年9月份在哈佛大學進行頒獎典禮,來自世界各地的上萬個選題參與競爭,最終評選出的10個獎項,卻是由真正的諾貝爾獲獎者來頒發的。

雨天的蚊子

像這樣的研究,在胡立德的實驗室可謂司空見慣,但卻絕不是信手拈來。胡立德在麻省理工學院獲得了數學博士學位,他的研究既有突破天際的腦洞,又有嚴密的動物實驗和數學模型來支撐。

在照顧剛出生不久的兒子時,胡立德發現,即使是雨天,蚊子也能輕鬆穿過由比它們重50倍的雨滴組成的「槍林彈雨」,成功鑽入室內叮咬小朋友。

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,觀察顯示,當一隻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。

胡立德的很多研究數據都來自動物園。和其他生物力學的論文不一樣,10頁里的內容大多數是數學模型。而胡立德的論文更多的是圖片和來自動物園的數據。他任何實驗里都會有動物,他堅持生物科學必須從動物出發,永遠都是從動物出發,這才是真正的科學。

胡立德和他的實驗室到現在發了30多篇論文,這隻算是平常數量,但有7篇上了《自然》(Nature)、《科學》(Science)、PNAS這三個頂級期刊,事實上他的每個研究生都在這些期刊發表過論文。胡立德的研究室還參與很多紀錄片的拍攝,探索頻道幾乎每年都會來實驗室取景,名為《火蟻:無敵軍隊》imax3D電影就來自胡立德實驗室。

從物理學到生物學,他對世上的一切都很著迷。哪怕一朵花,他也比其它人,看到的更多;不僅看到美,看到複雜的運動機制;也看到科學賦予的各種激動人心、有趣的問題。

「那很有趣,但有什麼意義?你為什麼要研究它?」 胡立德只能老實回答:「不為什麼,我只是覺得好玩而已。」

他最大的特點就是對大自然和生物學現象充滿了持久的好奇心,有非常獨到的發現,並樂於將自己的研究成果及時向公眾科普。科學性極強的報告卻經常被面向小朋友的美國科普雜誌報道。

很多人甚至很多學者覺得科學應該是一件非常嚴肅的事情。胡立德覺得即使是用最嚴肅的科學態度來做研究,也可以保持輕鬆搞笑的心情。這樣才可以真正在科學探索中得到快樂。

在這裡小婭給大家安利一下胡立德的新書;

[ How to walk on Water and Climb up Walls ]

亞馬遜有售,中文版將明年發行。

胡立德的研究告訴我們,好奇心是一個良好的開端,然後用足夠的基礎知識和技能來提出自己獨特的方案,科學地剖析自己提出的問題,並給出一個普遍存在問題的答案,好奇心和「鑽研精神」會使得我們發現有助於人們更好地認識世界與了解人類自己。

本文由【亞特蘭大生活網】獨家約稿、原創。原創作品未經授權,嚴禁轉載,否則追究法律責任。免責聲明:觀點僅代表作者本人立場。部分圖片取自網路,版權屬於原作者。

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