科学家是怎样炼成的:与父亲的故事
来自:科学家是怎样炼成的
在我出生前,父亲告诉母亲:“如果生个男孩,他会成为科学家。”[3]当我还是个坐在高脚儿童椅里的小孩时,父亲拿了一堆不同颜色的小块浴室瓷砖(次等品)回家。我们在一起玩,父亲把瓷砖像多米诺骨牌一样竖直摆在儿童椅的桌板上,然后我会推动一端让所有瓷砖都倒下。
玩了一段时间后,我也会帮忙摆瓷砖。很快,我们开始用一种更复杂的方式摆瓷砖:两块白色一块蓝色,两块白色一块蓝色,如此这般。母亲看到这个情景,说道:“别难为可怜的孩子了。他想放蓝色的就让他放吧!”
但父亲说:“不行,我要让他知道什么是模式和模式的有趣之处。这是一种初等数学。”可以说,他很早就开始带我认识世界,告诉我世界多有趣。
我们家里有一部《大英百科全书》。在我还是个小男孩的时候,父亲总是让我坐在他的腿上,给我读《大英百科全书》。比如,我们会读关于恐龙的内容。在讲到霸王龙时,书里会写“这种恐龙有 25 英尺高,头有 6 英尺宽”。
这时父亲会停下来对我说:“现在我们来看看这是什么意思吧。这就是说,如果恐龙站在我们的前院,它的身高足以让它把头伸到这里的窗户。”(当时我们在二楼。)“但是它的头太宽了,因此没法把头伸进来。”他会尽可能把读给我的所有东西“翻译”得现实一点儿。
想到世界上曾经有这等庞然大物,我非常兴奋,十分感兴趣。不仅如此,这些动物还都灭绝了,而且没人知道原因。我不害怕会有一头恐龙从窗子钻进来,但我从父亲那里学到了“翻译”的能力:努力搞清楚所有我读到的东西到底是什么意思,说的到底是什么。
我们过去经常去卡茨基尔山,这是纽约人夏季经常去的地方。所有的父亲都是工作日待在纽约,然后周末返回这里。周末,父亲会带我在林中漫步,然后告诉我曾经在树林中发生的趣事。别人的母亲看到我们后,觉得这样很不错,认为自家的丈夫也应该带着儿子散步。她们开始说服丈夫们这样做,但起初毫无进展。随后她们又想让我父亲带着所有孩子散步,但是他并不愿意,因为他只与我有特别的关系。结果就是,下个周末别人的父亲也要带着自己的孩子散步了。
到了下周一,父亲们都回去工作后,我们这些孩子在田地里玩耍。一个孩子问我:“看见那只鸟了吗?那是什么鸟?”
我说:“我完全不知道这是一种什么鸟。”
他说:“那是一只褐喉画眉。你爸什么都没教你!”
但事实恰恰相反。父亲是这样教我的:“看到那只鸟了吗?”他说,“那是斯潘塞莺。”(我知道他也不知道这鸟的真名。)“意大利语里叫‘Ciutto Lapittida’,葡萄牙语里叫‘Bom da Peida’,中文里叫‘钟隆达’,日语里叫‘Katano Tekeda’。你可以用全世界所有语言说这种鸟的名字,但是完事之后,你对这种鸟依然一无所知。你只知道不同地方的人怎么称呼这种鸟。我们来看看这只鸟,看看它在做什么——这才有意义。”(我很早就明白了知道一个东西叫什么和了解这个东西之间的区别。)
他说:“比如,看那只鸟一直在啄自己的羽毛。看到了吗?它一边走来走去,一边啄自己的羽毛。”
“看到了。”
他说:“你觉得鸟为什么要啄自己的羽毛?”
我说:“它们可能在飞的时候把羽毛弄乱了,所以它们啄羽毛是为了梳理整齐。”
“好吧。”他说,“如果是这样的话,它们刚刚飞过之后应该啄得更勤。那么它们在落到地上一阵子后,就不会啄得那么勤了——你明白我的意思吗?”
“明白。”
他说:“我们来看看它们刚落地时会不会啄得更勤。”
不难发现,已经在地上走了一阵的鸟和那些刚刚落地的鸟没有太大区别。于是我说道:“我放弃了。鸟为什么要啄自己的羽毛?”
“因为虱子正骚扰着它们,”父亲说,“虱子会吃从鸟的羽毛上掉落的小片蛋白质。”
他继续说:“每只虱子的腿上都有一些蜡状物,小螨虫会吃这些蜡。螨虫无法完全消化这些食物,因此它们会从尾部分泌一种糖类物质,而细菌就以此为生。”
最终他说:“所以你看,哪里有食物源,哪里就会有发现它的某种生命。”
现在,我知道实际上可能不一定有虱子,虱子的腿上也不一定就长有螨虫。这个故事在细节上未必正确,但父亲告诉我的事情在原则上是对的。
还有一次,当我大一点的时候,父亲从树上摘下一片叶子。这片叶子有个缺口,我们通常不会关注这种东西。叶子受到了某种损坏,它上面有一条棕色的 C 形细线,从中间某处开始一直弯曲着延伸到边缘。
“看看这条棕色的线,”他说,“它在起始处很窄,延伸到边缘时逐渐变宽。这些都是因为一只苍蝇,一只黄眼睛绿翅膀的蓝色苍蝇来到这里,并在叶子上排了一个卵。然后当卵孵出了蛆(一种像毛毛虫一样的生物),蛆就一直吃这片树叶,它就是这么获取食物的。它一路吃下去,就在叶子上留下了这条棕色痕迹。蛆不断生长,痕迹也越来越宽,直到蛆在叶子边缘长得够大了,它就会变成苍蝇(一只黄眼睛绿翅膀的蓝色苍蝇),飞走后在另一片叶子上产卵。”
我依然知道这些细节并不完全准确,叶子上的虫子甚至可能是一只甲虫,但是父亲努力向我解释的概念正是生命的有趣之处:整件事情的意义就是繁殖。无论生命这件事有多复杂,它的重点就是“再来一遍”!
如果不是和父亲多多相处,我就意识不到他有多么非凡。他如何学到科学的深层原理并感受到对科学的热爱?他如何知道科学背后的东西并相信科学值得我们为之努力?我从来没有真正问过他,因为我一直以为这就是父亲们都知道的事。
父亲教我学会观察。有一天,我在玩一辆“快递货车”,这是一辆带环绕轨道的小货车。车里有一个球,当我拉动货车的时候,我注意到球的移动方式。我找到父亲,问他:“嘿,爸爸,我注意到一些东西。当我拉货车的时候,球会滚到货车的后部。当我一直拉着车然后忽然停止时,球又会滚到车的前部。为什么会这样?”
“这个嘛,没人知道。”他说,“总的原则是,移动的东西趋向于一直移动下去,而静止的东西趋向于一直静止,除非你使劲推动它们。这种趋向叫‘惯性’,但没人知道为什么会这样。”这次他给了我一个深刻的见解。他没有仅仅告诉我名字。
他接着说:“如果你从侧面看,你会发现是你拉动的货车后部与球摩擦,而球则静止不动。事实上,球由于摩擦力相对地面向前移动了一点儿。它并没有向后移动。”
我回到小货车那里,重新把球放好,开始拉车。从侧面观察,我发现父亲说的确实没错。相对于路面,球果然向前移动了一点儿。
父亲就这样用举例和讨论的方式教育我,没有压力,只有令人愉快的有趣对话。这在我余生中一直激励着我,让我对科学的所有领域都充满兴趣。(只是我刚好更擅长物理而已。)
可以说,我被深深吸引住了,就像有人在孩童时期得到一件很棒的东西,他就会永远想着如何再得到它。我总是像孩子一样,寻找那些待我发现的奇妙事物,可能不是每次都有,但隔段时间就有所发现。