『科學搞怪人』胡立德：一臺問題制造機

楊楊

從某種程度上說，26歲就取得麻省理工學院數學博士學位、已在佐治亞理工學院機械工程系任教8年的胡立德博士，是一個“麻煩制造者”。

事實上，他在形容自己時會更加不客氣一些—他光著腳，蜷坐在單人沙發里，吞吞吐吐地說：“我經常引起災難。”他的中文不太流利。雖然面孔是標準的華人長相，但他其實一直生長在美國。用他自己的話說：“學中文是我目前最大的挑戰。”

確切地說，麻煩來自那些不聽話的實驗材料。胡立德主要從事數學與生物學的交叉研究。還在紐約大學做博士后的時候，胡立德就弄丟過一條蛇，至今沒有找到。在佐治亞理工學院的機械工程系任教后，有時候實驗室里的螞蟻去了別人的辦公室;有時候做實驗的蚊子跑光了，很多同事因此遭到了叮咬。

“這可怎么辦呢？”

“我再去CDC（美國疾病控制與預防中心）拿些新的。”

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

因為一項“蚊子為什么不會被雨滴砸死”的研究，胡立德獲得了2015年“菠蘿科學獎”的物理獎。對于這項發表在《美國國家科學院院刊》上的研究，獎項說明如此介紹：“綿綿細雨對于我們來說，時常是浪漫而愜意的象征。可你有沒有想過，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難。一滴雨珠的重量可以達到蚊子體重的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‘嗡嗡作響并且毫發無損。是什么賦予了它們這種本領？”

答案在于蚊子的“不抵抗策略”和腿上的細毛。“不抵抗策略”令蚊子緩解了雨水對它的沖擊，而那些疏水性的細毛使蚊子在隨著雨滴下落的過程中與雨滴保持分隔狀態，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。

獲得這個結果并不容易。即使在細高的透明容器中，要讓幾米外的雨滴準確擊中蚊子也是不可能完成的任務，更別提還要用高速照相機捕捉這一瞬間了。胡立德團隊的方法是：在蚊子飛行高度的上方設置一道“激光封鎖線”，雨滴在穿過激光線時，便觸發高速照相機開始以每秒4000幀的速度拍攝，詳細記錄蚊子與雨滴相互作用時的每一個動作。這張照片要用1個月才能拍到，從1000張照片中挑選出1張。沒有更好的辦法。

胡立德說：“一個禮拜修改一次實驗參數，每次要改一個小地方，一直改。比如，第一個禮拜沒有激光，第四個禮拜沒有蚊子。”在舉行頒獎典禮的當天上午，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名詞的中文名稱。

他發現，每種動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值。“蚊子會傳播許多疾病，現在我們知道了雨水不能夠抑制蚊子的活動，因此，在雨天要采取其他措施來滅蚊。”胡立德說，“此外，蚊子的特征也能啟發人類去制造更強大、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”，它們不僅骨骼強壯，而且會“打太極”，它們被雨水打來打去，實際上卻毫發無損。胡立德的研究也適用于其他同類型的生物：“越是小的昆蟲，越能夠承受比其個體質量沉重得多的打擊，蒼蠅也能在狂風暴雨中活下來，但再大一點兒的昆蟲，比如蜜蜂，就可能受到雨水的傷害。”

在2015年“菠蘿科學獎”的頒獎典禮上，正待領獎的胡立德在走至舞臺中央之前，突然做了一個手勢，示意主持人向旁邊避讓一下。然后，他做了這樣一套動作：側翻接毽子，后手翻接后空翻落地，一路翻至舞臺另一側的頒獎人旁邊。接下來，在頒獎典禮之后的晚會上，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動，他每天都跑步、游泳，還練了10年空手道。在麻省理工學院讀書時，他跟著體操社團練了4年。“我還可以做那個……鞍馬。”“鞍馬”這個詞令他著實想了一下，他說，“在麻省理工學院，每個人都要去最高的樓上倒立一次。”

麻省理工學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。“如果沒有去那里，我不知道我會做什么研究—在那里，我對世界的看法就是好玩。”胡立德喜歡說“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—我的人生哲學可能和別人的不太一樣。”

胡立德喜歡動物。他說：“我現在是機械工程系的教授，也是生物系的教授，每年教兩門課。但我從來沒有修過一個生物系的學位，我對生物的學習都是憑自己的興趣。我們想用流體力學的方式來了解生物學，弄懂動物—動物要游泳、要飛，動物體內的血液和消化系統都是流體，但很少人從這個角度來研究。”

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

他們在蛇的身上發現了很多技能，其中一個是摩擦力可以讓它們爬行得很快。他們將這一研究發現運用到機器蛇的實驗，讓機器蛇跑得更快。

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毛，用攝像機拍攝出來后發現，那些毛像彈弓一樣把臟東西彈了出去。