爲什麼哺乳動物排尿時間都是21秒?他靠這個發現獲搞笑諾貝爾獎
來源:一條
胡立德,科學家,華裔。
他的研究非常“另類”:
人和動物的尿、袋熊的屎、貓舌頭、狗甩水……
2016年,他的3項研究,
被列入“美國最浪費的20個科學項目”名單中。
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![上:胡立德在辦公室(圖片來自 New York Times ,攝影:Melissa Golden)下:在2015年搞笑諾貝爾獎頒獎典禮上](http://n.sinaimg.cn/tech/crawl/116/w550h366/20200930/d884-izwfpys8901317.jpg)
上:胡立德在辦公室(圖片來自 New York Times ,攝影:Melissa Golden)下:在2015年搞笑諾貝爾獎頒獎典禮上
然而他先後兩次獲得了在哈佛大學頒發的
“搞笑諾貝爾獎”,
頒獎者都是貨真價實的諾貝爾獎得主。
此外,他還獲得了“中國版搞笑諾貝爾獎” ——
菠蘿科學獎3次。
胡立德的父母是第一代移民,
對他說的最多的話是要對萬物保持好奇心。
中國文化的底蘊、父母的引導、對自然的熱愛,
都給他帶來不同的思路,
做跟別人不一樣的研究,走別人沒走過的路。
9月中旬,一條與胡立德視頻連線,
聊了聊他看似搞笑、實則深刻的研究,
以及好奇心教育對一個人的長遠影響。
自述 胡立德 編輯 餘璇
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![(圖片來自 New York Times ,攝影:Melissa Golden)](http://n.sinaimg.cn/tech/crawl/116/w550h366/20200930/7349-izwfpys8901525.jpg)
(圖片來自 New York Times ,攝影:Melissa Golden)
佐治亞理工大學是美國三大理工院校之一,胡立德是學校裏唯一的一位跨機械工程系和生物系的教授。
不過他看起來既不威嚴也不冷酷,踩着拖鞋上課,和學生疊羅漢拍照,甚至翻着空翻上臺領獎,最愛的遊戲是超級瑪麗。
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因爲要做仿生學的研究,實驗室裏養了不少動物:火蟻、蛇、蚊子、袋熊……有時候好幾天不去實驗室,蛇就會打破玻璃櫃,從門縫底下游出去。“有一些同事他們怕死了,走在外面看到蛇,就會喊:哇!這是胡立德的研究。然後我會去把它們抓回來。”
說起蛇,胡立德的妻子範佳還記得當年兩人去參加朋友聚會,他帶着一條2米多的蛇,掛在脖子上,大搖大擺地走進來:“這和帶着一條狗沒有兩樣。”
![胡立德在2015年搞笑諾貝爾獎頒獎典禮上。搞笑諾貝爾獎有近三十年的歷史,每年評選一次,在哈佛大學頒發。口號是:“研究先讓你笑,然後思考。”(圖片來自網絡)](http://n.sinaimg.cn/tech/crawl/116/w550h366/20200930/bd52-izwfpys8901735.jpg)
胡立德在2015年搞笑諾貝爾獎頒獎典禮上。搞笑諾貝爾獎有近三十年的歷史,每年評選一次,在哈佛大學頒發。口號是:“研究先讓你笑,然後思考。”(圖片來自網絡)
胡立德也留過長髮,會梳着和女兒一樣的羊角辮出門,“科學家應該在所有地方做實驗,甚至髮型”。如今剛過不惑之年的他,雖然髮際線在後退,心裏卻仍保持着少年時旺盛的好奇心。
他最近的兩篇學術論文是關於袋熊……的糞便:“爲什麼袋熊的大便是方形的?”這一發現讓他再次獲得了2019年的搞笑諾貝爾獎。在頒獎大會上,胡教授和隊友們一臉認真地宣佈:“現在終於證明,圓形的通道也能生產出方形的物品!”衆人鬨笑。
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袋熊和它的方形糞便。研究發現,袋熊大腸的腸壁厚度不均,其中有兩個地方比較硬,糞便經過時就會被擠壓出棱角。
現在,胡立德與範佳、一兒一女生活在美國南部。一條近日與他們進行了一次視頻連線。
採訪時,一家四口都在,哥哥還把在家門口撿到的一隻蟬殼拿來“秀”了一番,以及胡立德從番茄樹上抓下來存在泡菜罐子裏的蟲。範佳說,孩子們從小看着爸爸匪夷所思的行爲長大,對一切也充滿了好奇。
以下是胡立德的自述。
換尿布提供的靈感
我是胡立德,平時教書,做研究,寫科普書,週末和我的兩個小孩一起下棋、擊劍。
![模仿狗、人類和犀牛排尿的實驗](http://n.sinaimg.cn/tech/gif_image/260/w640h420/20200930/f936-izwfpys8901998.gif)
模仿狗、人類和犀牛排尿的實驗
9年前有一天,我在給兒子換尿布,他突然就開始尿了,於是我量了量他尿的時間和我自己尿的時間,竟然差不多。我繼續去到動物園去看,結果發現從小狗到大象,哺乳動物排尿的平均時長都是21秒,哪怕膀胱的大小差了100倍!
“爲什麼哺乳動物的排尿時間是21秒”——這個發現讓我第一次獲得搞笑諾貝爾獎。
有一個日本的泌尿醫生看到後說,哦這個很厲害。平時他們會用一個很貴的機器來測量人尿的速度,但現在他們可以從排尿時間來判斷一個人的膀胱是否健康。
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我第一次見到我太太的時候,她帶着前男友送的情人節禮物——一隻咖啡色的貴賓犬。
我跟它雖然互不喜歡,但它的甩水能力讓我驚訝。我就開始利用高速攝像機研究狗甩水的速度,以及其他不同體積的動物的甩水能力,再延伸到對生活中洗衣機甩乾衣服的思考。
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被雨滴擊中的蚊子。因爲蚊子會隨着雨滴傾斜身體或隨雨滴一同下落,故而不會被雨滴砸死。
有時候我會和兒子一起在外面看下雨,他會被蚊子叮。在我看來,蚊子在下雨天飛是很奇怪的事情。因爲一隻蚊子和一滴雨滴差不多大,但雨滴比蚊子重50倍,而且它們的速度很快。蚊子被雨滴撞到,就像人被車子撞到,但它們絕大多數情況下都毫髮無傷。所以我就開始研究蚊子爲什麼不會被雨滴砸死。
我的很多研究是從生活中獲得的啓發。這些發現,可以影響不同的領域。
![蚊子的研究有助於微型飛行器的開發(圖片來自 Harvard University)](http://n.sinaimg.cn/tech/crawl/116/w550h366/20200930/38f2-izwfpys8902479.jpg)
蚊子的研究有助於微型飛行器的開發(圖片來自 Harvard University)
本科時我曾幼稚地以爲,幾乎所有的科學問題都已經有了答案。後來讀到博士才發現,人類只是解答了很小一部分自然的奧祕,許多看似簡單的問題,往往最難解答。動物自然而然的行爲和身體形狀背後,往往有着很深的科學道理。
你研究動物要想,做這個事最厲害的是誰?在清潔上,貓就是最厲害的。貓一天睡16個鐘頭,但它們會花3個小時清潔身體。因此我們開始研究貓的舌頭。
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![從左到右,這些舌頭屬於:貓、北美野貓、美洲獅、雪豹、老虎和獅子](http://n.sinaimg.cn/tech/crawl/79/w550h329/20200930/911e-izwfpys8902814.jpg)
從左到右,這些舌頭屬於:貓、北美野貓、美洲獅、雪豹、老虎和獅子
世界上有30多種貓科動物,獅子的舌頭跟人頭一樣大,家貓的舌頭跟人的小拇指一樣大。它們的舌頭上都有290多個舌突起,每個舌突起上有一個小吸管,可以自然地吸收唾液,貓咪們每次舔自己,就會有一些唾液作用在毛髮上,水不會被浪費。因此,貓只需要3勺唾液,就能把自己弄得很乾淨。相比之下,人洗一次澡需要10升水。
我們還從貓舌頭獲得的靈感,設計了一把仿生的梳子——用3D打印機打印了40根類似於貓舌突起一樣的齒,放在柔軟的硅膠上。這把梳子不會纏住頭髮,並且非常好清潔。
![在菠蘿科學獎頒獎典禮上,胡立德扮演成貓咪上臺領獎](http://n.sinaimg.cn/tech/crawl/112/w550h362/20200930/a196-izwfpys8902901.jpg)
在菠蘿科學獎頒獎典禮上,胡立德扮演成貓咪上臺領獎
中國人很看重喫飯,像我父母會自己做豆漿、包子、餃子。我最近的研究,就是炒飯的方法。我們去炒飯店,用高速攝像機拍大廚炒飯的技術,用那個溫度炒飯,你真的不能停下來,要極速把這個飯一直在空中“飛”,不然就會燒焦。
其實很多公司想要讓機器人來做廚房的工作,如果開發做炒飯的機器,溫度一定要高,而且飯鍋需要上下左右地搖,而不是像洗衣機那樣滾。
![正在動物園測量排尿的學生們](http://n.sinaimg.cn/tech/crawl/116/w550h366/20200930/f7b2-izwfpys8902981.jpg)
正在動物園測量排尿的學生們
這些實驗聽起來搞笑,實際挺難的。比如要量一個動物排尿的容積,你可能會想把杯子放在它底下,它肯定認爲你很奇怪,不會尿,或者逃跑。而研究蚊子的時候,爲了讓它們活着,我們只能每天把胳膊伸進玻璃櫃裏讓它們飽餐一頓。
2016年5月,我意外發現自己上了電視。有個美國參議員列了一個名單,把我的3項研究都歸到當年“最浪費的20個科研項目”中,我突然成了“最浪費科學家”。
其實我的大部分實驗都很便宜。再說,當你還不知道結果時,怎麼能說研究的過程是浪費呢?
從此,我決定把科普作爲自己的第二職業,到處做演講,還寫書,向大衆介紹我們的科學研究。
在我的新書《如何水上漂和飛檐走壁?》(How to Walk on Water and Climb up Walls:Animal Movement and the Robots of the Future)裏,讀者可以讀到這20年來最有趣的仿生科學研究,以及科學家是如何提問,如何做實驗,尋找答案和解決問題的。
有些東西是錢不能比的
當科學家是一條很長的路。
本科、研究生、博士後、副教授,差不多15年,沒有太穩定,明年不知道在哪。其他的朋友都已經開始賺錢了,我還在上學。但我的父母對我說,如果你可以做一個科學的貢獻,那真的是錢不能比的。我覺得賺的錢夠自己生活,就夠了。
![幼年胡立德與父母合影](http://n.sinaimg.cn/tech/crawl/117/w550h367/20200930/2419-izwfpys8903060.jpg)
幼年胡立德與父母合影
我父母都是移民,他們讀研究生的時候從臺灣來到美國,壓力都很大,我媽媽說她是“背水一戰”。他們是搞化學研究的。
我出生的時候,他們每天還在讀書,每天去實驗室,所以我一出生進入的就是科學的世界。
5、6歲的時候,媽媽週末會帶我去實驗室。我還記得她教我做細菌培育實驗,把唾沫吐在一個瓶子裏,細菌會越長越多。
後來我考進了馬里蘭州的“天才班”。那是從小學四年級開始,在每個學校招成績最好的人,一個班招20個。
![天才班時的胡立德(第二排左一)](http://n.sinaimg.cn/tech/crawl/116/w550h366/20200930/ab2d-izwfpys8903146.jpg)
天才班時的胡立德(第二排左一)
當時在天才班,我們有一個比較大的項目,就是寫自己的書。我都無法想象一個10歲的小孩,真的可以寫出200頁的書。我記得那是我第一次熬夜,自己定題目,自己做研究,自己打字、畫圖。我媽媽看我那麼用功,她也沒有睡覺,起來幫我把照片貼起來,第二天她還要上班。但她從來不抱怨。
我的父母把我養得很自由,大部分時間讓我自己玩,自己學。我最深刻的記憶就是小時候我媽媽在讀書,我看她讀那麼多書,我也讀。她不會和我說這個東西太難了不要做,如果要做,就自己做。
考大學的時候,我拿了兩份offer,其中有一份來自卓克索大學醫學院。在美國,大部分的學生都希望能考進醫學院,未來當醫生,但我最後還是選擇了麻省理工,想做基礎的科學研究。其實我爸爸是一個很傳統的人,我很怕他會說我,但他沒有。
![正在體操表演的胡立德](http://n.sinaimg.cn/tech/crawl/482/w550h732/20200930/b665-izwfpys8901284.jpg)
正在體操表演的胡立德
進入麻省以後,本科階段我試了5個不同的專業,哲學系、生物系、數學系……真的考慮很多,在想什麼專業是最好的,後來我決定走自己的路。
我當時有參加體操隊。體操隊的朋友們很有意思,有一些人畢業後直接去太陽馬戲團工作。我看着他們,就明白其實選擇什麼樣的工作都可以。做體操跟做科學,同樣需要創造力。
我本科的導師、導師的導師,也都獲過搞笑諾貝爾獎。用應用數學來分析“怎麼拉牀單是不會有皺紋”,“扎馬尾辮的人跑步時頭髮是怎麼甩動的”……他們都認爲,所有的生活都可以當作科學來研究。
我想這樣的主意如果你學了,一輩子都不會覺得無聊。
好奇心和獨立
我做的都是仿生的研究,因爲從小受爸爸媽媽影響,覺得大自然有很多祕密可以教我們。蟲子爲什麼可以在水上行走,蛇怎麼“飛”,魚死掉了爲什麼還可以游泳……
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![少年時和家人一起露營](http://n.sinaimg.cn/tech/crawl/116/w550h366/20200930/3083-izwfpys8901505.jpg)
少年時和家人一起露營
小時候,我們一家人經常去露營,去釣魚。有一次在高速公路上,我爸爸看到邊上躺着一隻鹿,這隻鹿身體還有點溫暖,可能晚上被撞了。他就想把這個鹿帶回家解剖一下,全家可以喫鹿。後來我們費了好大力氣,終於把這頭鹿裝進車子裏面,讓它“坐”在我妹妹的旁邊,一連坐了3個小時。那是我第一次解剖那麼大的動物。
我爸爸花了20年,在院子裏種了二十三四棵水果樹。他用各種奇怪的方法來養樹,比如在樹上貼一點肥皂,防止鹿來啃樹,也會“喂” 廚餘垃圾給他的樹喫。
我特別感謝我的父母給我保有了我的好奇心,沒有讓我覺得好奇心是不賺錢的。
![胡立德與妻子範佳](http://n.sinaimg.cn/tech/crawl/482/w550h732/20200930/549e-izwfpys8901589.jpg)
胡立德與妻子範佳
我的太太範佳,她是成都人,研究生時來的美國,現在是一名數據科學家。
有一些社會行爲規範,我太太覺得我沒有,“讓人匪夷所思”。不過我們會比較理性、科學地對待一些問題,這樣生活沒有那麼心累。
我們倆結婚之前,都是那種特別以自我爲中心的人。結婚時我們差不多三十歲,但自我感覺和行爲習慣差不多隻有23、24歲。用我太太的話說,“養小孩10年,就突然老化15歲”。養小孩成爲我們自己成長的一部分。
![疫情期間,和孩子們在家裏運動](http://n.sinaimg.cn/tech/crawl/482/w550h732/20200930/bda6-izwfpys8901795.jpg)
疫情期間,和孩子們在家裏運動
養小孩是兩個人的合作。我太太在廚房是老大,每天做晚餐,一頓三四個菜,都是川菜,她通常會等孩子睡了後,再工作2~3個小時。我會接小孩、洗衣服、給院子割草、洗碗、倒垃圾。
在週末空餘時間,我會跟小孩一起下棋、擊劍。總的來說,華裔非常重視教育,對孩子的要求也比較嚴格,但我們肯定沒有北京、上海的一些家長那麼誇張。
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太太跟我說:“爲什麼小孩問你那麼多問題,而不是問我?”因爲我真的會給他們一個真的答案。
我兒子最近問的是,男生爲什麼要跟女生喜歡親,我問他:“你要跟女生親了嗎?”他說不要不要。我說等以後你的身體會變化,你就會覺得這個事情很美麗。
有時候小孩子問的問題真的很深,我也不知道答案,但是可以給他們一個角度討論。如果可以保持他們的好奇心,我覺得那我已經成功了。
我覺得所有的小孩創造力都很大,如果我小孩未來選了科學,那也是很好的路。
好奇心和獨立,如果你有了這兩個東西,什麼問題都可以面對。