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胡立德,科学家,华裔。
他的研究非常“另类”:
人和动物的尿、袋熊的屎、猫舌头、狗甩水……
2016年,他的3项研究,
上:胡立德在办公室(图片来自 New York Times ,摄影:Melissa Golden)下:在2015年搞笑诺贝尔奖颁奖典礼上
然而他先后两次获得了在哈佛大学颁发的
“搞笑诺贝尔奖”,
颁奖者都是货真价实的诺贝尔奖得主。
此外,他还获得了“中国版搞笑诺贝尔奖” ——
胡立德的父母是第一代移民,
对他说的最多的话是要对万物保持好奇心。
中国文化的底蕴、父母的引导、对自然的热爱,
都给他带来不同的思路,
做跟别人不一样的研究,走别人没走过的路。
9月中旬,一条与胡立德视频连线,
聊了聊他看似搞笑、实则深刻的研究,
以及好奇心教育对一个人的长远影响。
(图片来自 New York Times ,摄影:Melissa Golden)
胡立德在2015年搞笑诺贝尔奖颁奖典礼上。搞笑诺贝尔奖有近三十年的历史,每年评选一次,在哈佛大学颁发。口号是:“研究先让你笑,然后思考。”(图片来自网络)
胡立德也留过长发,会梳着和女儿一样的羊角辫出门,“科学家应该在所有地方做实验,甚至发型”。如今刚过不惑之年的他,虽然发际线在后退,心里却仍保持着少年时旺盛的好奇心。
他最近的两篇学术论文是关于袋熊……的粪便:“为什么袋熊的大便是方形的?”这一发现让他再次获得了2019年的搞笑诺贝尔奖。在颁奖大会上,胡教授和队友们一脸认真地宣布:“现在终于证明,圆形的通道也能生产出方形的物品!”众人哄笑。
袋熊和它的方形粪便。研究发现,袋熊大肠的肠壁厚度不均,其中有两个地方比较硬,粪便经过时就会被挤压出棱角。
现在,胡立德与范佳、一儿一女生活在美国南部。一条近日与他们进行了一次视频连线。
采访时,一家四口都在,哥哥还把在家门口捡到的一只蝉壳拿来“秀”了一番,以及胡立德从番茄树上抓下来存在泡菜罐子里的虫。范佳说,孩子们从小看着爸爸匪夷所思的行为长大,对一切也充满了好奇。
“为什么哺乳动物的排尿时间是21秒”——这个发现让我第一次获得搞笑诺贝尔奖。
有一个日本的泌尿医生看到后说,哦这个很厉害。平时他们会用一个很贵的机器来测量人尿的速度,但现在他们可以从排尿时间来判断一个人的膀胱是否健康。
我跟它虽然互不喜欢,但它的甩水能力让我惊讶。我就开始利用高速摄像机研究狗甩水的速度,以及其他不同体积的动物的甩水能力,再延伸到对生活中洗衣机甩干衣服的思考。
被雨滴击中的蚊子。因为蚊子会随着雨滴倾斜身体或随雨滴一同下落,故而不会被雨滴砸死。
有时候我会和儿子一起在外面看下雨,他会被蚊子叮。在我看来,蚊子在下雨天飞是很奇怪的事情。因为一只蚊子和一滴雨滴差不多大,但雨滴比蚊子重50倍,而且它们的速度很快。蚊子被雨滴撞到,就像人被车子撞到,但它们绝大多数情况下都毫发无伤。所以我就开始研究蚊子为什么不会被雨滴砸死。
蚊子的研究有助于微型飞行器的开发(图片来自 Harvard University)
你研究动物要想,做这个事最厉害的是谁?在清洁上,猫就是最厉害的。猫一天睡16个钟头,但它们会花3个小时清洁身体。因此我们开始研究猫的舌头。
从左到右,这些舌头属于:猫、北美野猫、美洲狮、雪豹、老虎和狮子
其实很多公司想要让机器人来做厨房的工作,如果开发做炒饭的机器,温度一定要高,而且饭锅需要上下左右地摇,而不是像洗衣机那样滚。
正在动物园测量排尿的学生们
一条点击卡片,了解更多胡立德有趣的研究小程序
在我的新书《如何水上漂和飞檐走壁?》(How to Walk on Water and Climb up Walls:Animal Movement and the Robots of the Future)里,读者可以读到这20年来最有趣的仿生科学研究,以及科学家是如何提问,如何做实验,寻找答案和解决问题的。
幼年胡立德与父母合影
正在体操表演的胡立德
进入麻省以后,本科阶段我试了5个不同的专业,哲学系、生物系、数学系……真的考虑很多,在想什么专业是最好的,后来我决定走自己的路。
我当时有参加体操队。体操队的朋友们很有意思,有一些人毕业后直接去太阳马戏团工作。我看着他们,就明白其实选择什么样的工作都可以。做体操跟做科学,同样需要创造力。
我想这样的主意如果你学了,一辈子都不会觉得无聊。
好奇心和独立
我做的都是仿生的研究,因为从小受爸爸妈妈影响,觉得大自然有很多秘密可以教我们。虫子为什么可以在水上行走,蛇怎么“飞”,鱼死掉了为什么还可以游泳……
小时候,我们一家人经常去露营,去钓鱼。有一次在高速公路上,我爸爸看到边上躺着一只鹿,这只鹿身体还有点温暖,可能晚上被撞了。他就想把这个鹿带回家解剖一下,全家可以吃鹿。后来我们费了好大力气,终于把这头鹿装进车子里面,让它“坐”在我妹妹的旁边,一连坐了3个小时。那是我第一次解剖那么大的动物。
我爸爸花了20年,在院子里种了二十三四棵水果树。他用各种奇怪的方法来养树,比如在树上贴一点肥皂,防止鹿来啃树,也会“喂” 厨余垃圾给他的树吃。
我特别感谢我的父母给我保有了我的好奇心,没有让我觉得好奇心是不赚钱的。
我的太太范佳,她是成都人,研究生时来的美国,现在是一名数据科学家。
有一些社会行为规范,我太太觉得我没有,“让人匪夷所思”。不过我们会比较理性、科学地对待一些问题,这样生活没有那么心累。
我们俩结婚之前,都是那种特别以自我为中心的人。结婚时我们差不多三十岁,但自我感觉和行为习惯差不多只有23、24岁。用我太太的话说,“养小孩10年,就突然老化15岁”。养小孩成为我们自己成长的一部分。
养小孩是两个人的合作。我太太在厨房是老大,每天做晚餐,一顿三四个菜,都是川菜,她通常会等孩子睡了后,再工作2~3个小时。我会接小孩、洗衣服、给院子割草、洗碗、倒垃圾。
在周末空余时间,我会跟小孩一起下棋、击剑。总的来说,华裔非常重视教育,对孩子的要求也比较严格,但我们肯定没有北京、上海的一些家长那么夸张。
好奇心和独立,如果你有了这两个东西,什么问题都可以面对。
最后来做个有趣的小测试吧!
D 都一样
2.淋湿的狗摇摆几次可以甩干身上的水分?
D 摇到头晕都干不了
3.蚊子会被雨滴砸死吗?
B 不会
4.蜜蜂如何清理自己满是花粉的身体?
E 不清理
5.下雨时,走路和跑步哪个能让你的头少淋点儿雨?
1.为什么哺乳动物平均排尿时长是21秒?
答:泌尿系统是一个很简单的系统,由膀胱和尿道组成,尿道长度和膀胱直径的比例约为18:1。假设一条尿道是一条高速公路,尿液分子就是汽车,路越宽,通过的车越多。以大象为例:大象的尿道直径为3厘米,跟人的手腕一样粗,流量自然更大。另外,更长的尿道受到地球引力作用也更大。大象的尿道有1米长,尿液分子下落的速度也更快。
2.淋湿的狗摇摆几次可以甩干身上的水分?
答:4次。一只30公斤的狗,它的毛发里可以藏半公斤水。这些水分会吸收它身体的热量,消耗掉它一天进食量中1/5的能量。所以让身体保持干燥,对哺乳动物来说非常关键。1秒钟,狗可以甩水4次,去掉身体70%的水分,其加速度几乎是地球重力加速度的20倍,比赛车转弯的加速度还要大。此外,他们的毛发也很容易干。
3.蚊子为什么不会被雨滴砸死?
答:蚊子在被雨滴砸中时,会做一套高难动作缓和冲击力。如果砸中的是翅膀,蚊子就会向那一侧倾斜50度,让水滴顺翅膀滑走。而如果正中身体,蚊子则迅速随着水滴一起下落。由于蚊子体表有大量的疏水细毛,它并不会和水滴融为一体,在下落过程中也能自由调整姿态,很快就能和雨滴侧向分离,恢复正常飞行。根据计算,假如落在地面的蚊子被雨滴砸中,力道相当于蚊子自身体重的10000倍,足以致命;但在空中被砸到的蚊子,力道就只有体重的50~300倍,很容易恢复过来。
4. 蜜蜂是如何清理自己满是花粉的身体?
答:一只蜜蜂每天要采的花粉是它自己重量的1/3。在这个过程中,它整个身体都可以被花粉覆盖。但它两分钟内就可以把自己完全清洁干净。首先,蜜蜂的毛之间的距离,跟一颗花粉的直径一样,这样花粉会被卡在毛发的表层,比较容易清洁。其次,因为蜜蜂身体的毛很硬,这些毛就像弹簧一样。每次它用腿刷毛,毛会把灰尘弹开。
5.下雨时,走路和跑步哪个能少淋点儿雨?
答:如果你跑得快,淋在头上的雨会少一点,因为你在雨中停留的时间会比较短,但是砸脸上的雨就会更多。