科学家是怎样炼成的

我有一位艺术家朋友，有时候他的观点令我无法赞同。他会拿起一枝花，然后说：“看，多美啊！”我会表示同意。但接下来他会说：“作为一个艺术家，我能看到一朵花的美。但你这个科学家会把它拆分一番，事情就变得索然无味了。”我觉得他这么想有点傻。

首先，他看到的美，其他人也看得到，我相信也包括我。虽然我可能不像他那样精于审美，但我可以欣赏一朵花。不仅如此，我在一朵花上看到的东西比他多得多。我可以想象其中的细胞，细胞也具有美感。美不仅存在于厘米见方的尺度，也存在于更小的尺度。

那里有复杂的细胞活动和其他进程。花进化出颜色是为了吸引昆虫为自身授粉，这个事实很有趣：这意味着昆虫能看到颜色。于是就产生了一个问题：我们拥有的这种对美的感受是否也存在于更低等的生命形式中？科学知识可以引出各种各样有趣的问题，这只会增加一朵花带给我们的兴奋、神秘和敬畏。只会增加。我不明白为什么会减少。

我一向单方面地专注于科学，在更年轻的时候，我几乎把所有精力都投入到科学中。在那段时间里，我没有时间也没有耐心去学习所谓的人文学科。即使必须学习大学里某些人文课程才能毕业，我也尽量避而远之。直到后来我年纪渐长、更有闲余时，才扩展了一些兴趣。我学习了绘画，也读了一些书，但我仍然是一个片面的人，我并不博学。才智有限，我选择把它用在特定的方向上。

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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。

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大我三岁的表哥那时正读高中。他学习代数非常吃力，因此请了一位家庭教师。当家庭教师给我表哥讲代数的时候，我可以坐在角落。我听他说起x。

我对我的表哥说：“你要做什么？”

“我想解出x是多少，比如在2x+7=15里。”

我说：“你是说4。”

“是的，但你是用算术方法解的。必须用代数方法来解。”

幸运的是，我不是在学校里而是通过阁楼里找到的姨妈的旧课本学会的代数，我明白了代数的整体思想就是解出x是多少，怎样求解并没什么分别。对我来说，无所谓“用算术解”还是“用代数解”。“用代数解”就是一套规则，如果你盲目遵从这些规则，就能得出答案——“等号两边同时减7；如果x有系数，两边就同时除以系数”，以此类推。即使你不理解自己在做什么，也可以通过一系列的步骤得到答案。之所以有这些规则，是为了让不得不学习代数的孩子可以通过考试。这也是我的表哥一直都不会解代数题的原因。

在我们本地的图书馆里有一系列数学书，包括《给实用主义者的算术》，还有《给实用主义者的代数》以及《给实用主义者的三角学》（我就是从这本书上学到了三角学，但是我很快就忘光了，因为当时我没有很好地理解）。在我13岁时，图书馆收入了《给实用主义者的微积分》。那时我已经通过百科全书知道微积分的重要和有趣，我必须学习微积分。

当我终于在图书馆里看到那本微积分书时，我非常兴奋。我到图书管理员那儿办理借阅手续，但是她看着我说：“你只是个孩子。你带走这本书做什么呢？”

这是我人生中为数不多的几次感觉尴尬和撒谎之一。我说书是给父亲的。

我把书拿回家，然后开始看书学习微积分。我认为微积分比较简单直接。父亲也开始读这本书，但是书中内容让他感到很困惑，他无法理解。因此我就试着给他解释微积分。我从没有意识到他的能力如此有限，而这让我有点困扰。这是我第一次认识到在某些方面我学到的东西比他多。