第一部 一個滿是好奇心的人
培養一名科學家

同上一例一樣,我現在知道他說的細節未必對——沒準兒那不是蠅而是甲殼蟲,但是他指出的那個概念卻是生命現象中極有趣的一面:生殖繁衍是最終的目的。不管過程多麼複雜,主題卻是重複一遍又一遍。


我母親對科學絲毫不懂,可她對我的影響也非常大。尤其是,她特別有幽默感。從她那兒我懂得:理解世界的最高境界是歡笑和廣博的同情心。

除了物理,我父親還教了我另一樣東西——也不知是對是錯——那就是對某些東西的毫不尊重、毫不遵守。有一次,我還很小,坐在他腿上讀新出的凹版印刷的《紐約時報》,看見一幅畫,上邊是一群教徒在向教皇叩首。我父親說,「瞧這些人,都對另一個人叩首,他們有什麼區別呢?因為這個人是教皇。」——他痛恨教皇,他說,「他只不過戴著一頂教皇的皇冠罷了。」(要是一個將軍,我爸會說是「他的肩章罷了」——反正是穿戴著的外在的東西)。接著,他說,「這教皇也是個人,他有著所有人共同的優缺點,也要吃喝拉撒,也是一個人罷了。」順便提一句,我父親是做制服的商人,所以他知道一個人穿著官服和脫去它,底下還是同樣的人。
那時我們常去卡次基山,那是紐約市的人們伏天避暑消夏的去處。孩子的父親們工作日都在紐約工作,週末才回家。我父親常在週末帶我去卡次基山,在漫步於叢林的時候給我講好多關於樹林裡動植物的新鮮事兒。其他孩子的母親瞧見了,覺得這著實不錯,便紛紛敦促丈夫們也學著做。可是這些丈夫們不理她們。她們便來央求我父親帶他們的小孩去玩。我父親沒有答應,因為他和我有一種特殊的關係,不想讓別人夾雜進來。於是,其他小孩的父親也就只好帶著他們的小孩去山裡玩了。
「我在求X的解,比如,在二X+七─十五的方程裡邊……」
他說:「那讓我們來觀察一下,牠們是不是在剛飛完時啄的次數多得多。」
他接著說,「如果從邊上看,小車的後板擦著小球,和*圖*書摩擦開始的時候,小球相對於地面來說其實還是往前挪了一點,而不是向後走。」
我家有一套《大英百科全書》,父親常讓我坐在他的膝上,給我唸裡邊的章節。比如有一次唸到恐龍,書裡說,「恐龍的身高有二十五英尺,頭有六英尺寬。」父親停頓了讀書,對我說,「唔,讓我們想一下這是什麼意思。這也就是說,要是恐龍站在門前的院子裡,那麼牠的身高足以使牠的腦袋湊著咱們這兩層樓的窗戶,可牠的腦袋卻伸不進窗戶,因為牠比窗戶還寬呢!」就是這樣,他總是把所教的概念變成可觸可摸,有實際意義的東西。
我父親培養了我留意觀察的習慣。一天,我在玩馬車玩具。在馬車的車斗裡有一個小球。當我拉動馬車的時候,我注意到了小球的運動方式。我找到父親,說:「嘿,爸,我觀察到了一個現象。當我拉動馬車的時候,小球往後走;當馬車在走,而我把它停住的時候,小球往前滾。這是為什麼呢?」
「那麼,光子是預先就包含在原子之中的嘍?」他問。
從某種意義上說,我是上癮了——就像一個人在孩童時嘗到什麼甜頭,就一直念念不忘。我就像個小孩,一直在找前面講的那種奇妙的感受。儘管不是每次都能找到,卻也時不時地能做到。
「那,」他問,「它從哪兒來的呢?怎麼就鑽出來了呢?」
我想他對我的成績是很滿意的。一次,我從麻省理工學院回家,他說,「現在你在物理方面懂得多了。我有一個百思不得其解的問題。」
我說,「你指的是四。」
他說,「那是隻黑頸鶇呀!你爸怎麼什麼都沒教你呢?!」
我一直是個相當一門心思做科學的人,尤其在年輕的時候更是心無旁騖。在那時候,我既無時間也無耐心來學習人文方面的東西。大學課程有人文方面的必修課,我也是絞盡腦汁逃避。一直到我年紀比較大了,比較放鬆了,我才有了些閒暇,學了點繪畫,做了些閱讀。儘管如此,我還是非常專門的一個人,沒有廣博的知識。我只有很局限的智www.hetubook.com.com力,只好把它用在某一個特定的方面。
「因為有虱子在做怪,」他說,「虱子在吃羽毛上的蛋白質。虱子的腿上又分泌蠟,蠟又有蟎來吃,蟎吃了不消化,就拉出來黏黏的像糖一樣的東西,細菌於是又在這上頭生長。」
「是。」我說。
又有一次,我長大了一點,他摘了一片樹葉。我們注意到樹葉上有一個C形的壞死的地方,從中線開始,蔓延向邊緣。
我們地區的圖書館有一套數學叢書。第一本叫《實用算術學》,還有《實用代數學》、《實用三角學》(我從那本書學了三角學,不過我並沒有真的理解它,所以很快就忘了)。在我大約十三歲的時候,圖書館進了《實用微積分學》。那時我已經從《大百科全書》上得知微積分學非常重要也非常有趣,所以我覺得該學會它。
我問表哥:「你在幹什麼?」
「唔,」他說,「如果是那樣,那麼在剛飛完時,牠們應該很勤快地啄,而過了一會兒後,就該緩下來了——你明白我的意思嗎?」
當我在書架上看到那本《實用微積分學》時,我大為興奮。可當我在借書的時候,圖書管理員瞧了瞧我,說:「你這小傢伙,借這書幹啥?」
父親並不滿意我的回答。我也始終未能教會他不懂的東西。從這方面來說他沒有成功:他送我上大學去尋找答案,可他卻沒能找到。
我跑回去把球又放在車上,從邊上觀察。果然,父親沒錯——車往前拉的時候,球相對於地面確實是向前挪了一點。
「不,光子並沒有預先存在。」
我問他那是什麼問題。
最後他說:「你看,只要哪兒有食物,哪兒就會有某種生物以之為生。」
我沒有接觸過其他人的父親,所以在當時我並不懂得我父親有多麼了不起。他究竟是怎麼學會了科學最根本的法則:對科學的熱愛,科學深層的意義,以及為什麼值得去探究?我從未問過他,因為我當時以為所有的父親都理所應當地知道這些。
我父親就是這樣教育我的。他用許多這樣的實例來討論,沒有任何壓力,只是興趣盎然的討論https://www.hetubook.com.com。他在一生中一直激勵我,使我對所有的科學領域著迷,我只是碰巧在物理學中建樹多一些罷了。
我說,「我不知道牠叫什麼。」
過了一會兒,我又幫著把小瓷片重新堆起來。這次我們變出了些複雜點兒的花樣:兩白一藍,兩白一藍……我母親忍不住說,「唉,你讓小傢伙隨便玩不就是了?他愛在哪兒加個藍的,就讓他加好了。」
他問:「牠為什麼要這樣做呢?」
我說,「大概是牠飛翔的時候弄亂了羽毛,所以要啄著把羽毛再梳理整齊吧。」
我想像居然有這麼這麼大的動物,而且居然都由於無人知曉的原因而滅絕了,覺得興奮新奇極了,一點也不害怕會有恐龍從窗外扎進頭來。我從父親那兒學會了「翻譯」——學到的任何東西,我都要琢磨出它們究竟在講什麼,實際意義是什麼。
我試圖解釋光子數是不守恆的,它們是由電子的運動而產生的。不過,我解釋不清楚。我說,「比方說,我現在說話發出的聲音,它並不預先就存在於我之中啊。」(這好比有一次我的小孩突然聲稱他不能說「貓」這個詞了,因為他的「詞彙袋」用完了。就像人並沒有一個會被用完的「詞彙袋」,原子也沒有一個「光子袋」。)
幸運的是,我學過代數,不過並非通過學校的教育,而是讀了我阿姨家閣樓上的一本舊教科書。我弄懂了代數的最終目的不過就是找出X是什麼——不管你用什麼方法。對我來說,「算術法」和「代數法」是沒什麼區別的。「代數法」僅僅是一連串的步驟,你可以不加理解地教條式地盲從:「從方程的兩邊都減去七;然後兩邊都除以X前邊的因數」,之類之類。這些步驟可以引導你得到答案,即使你根本對所做的沒有任何理解。這些步驟的發明是為了讓所有的學生都能通過考試而已。所以,我的表哥一直沒有真正領會代數。
其實,情況正相反。我爸是這樣教我的——「看見那鳥兒了麼?」他說,「那是隻斯氏鳴禽。」(我那時就猜出其實他並不知道這鳥的學名。)他接著說,「在義大利,人和-圖-書們把牠叫做『查圖拉波替達』,葡萄牙人叫它『彭達皮達』,中國人叫它『春蘭鵜』,日本人叫它『卡塔諾.特克達』。你可以知道所有的語言是怎麼叫這種鳥的,可是終了還是一點也不懂得牠。你僅僅是知道了世界不同地區的人怎麼稱呼這隻鳥罷了。我們還是來仔細瞧瞧牠在做什麼吧——那才是真正重要的。」(我於是很早就學會了「知道一個東西的名字」和「真正懂得一個東西」的區別。)
週末過去了,父親們都回城裡做事去。孩子們又聚在一起時,一個小朋友問我,「你瞧見那隻鳥兒了嗎?你知道牠是什麼鳥嗎?」
首先,他所領略的美也同樣能被我和其他人看到。儘管在藝術美學上我不如他那麼訓練有素、品味細緻,但是一朵花的美麗我總還是會欣賞的吧!其次,我從這朵花裡領略的比他要多的多。我能想見花裡邊的一個個細胞,它們也很美。美不僅存在於肉眼可觀的度量空間,而且也存在於更細微的度量空間。在這微量空間中,細胞有著精妙複雜的功能和過程。花的漂亮顏色在進化史上的功能是吸引鳥兒替它們傳播花粉,這也意味著鳥兒必須能看見顏色。這就又提出了一個新問題:我們的美感是不是在其他低等一點的動物也有呢?這些有趣的問題都是在有了科學知識之後才能提出的,它們在視覺美感之上又增加了一層神祕和奇妙,讓人更驚歎不已。我覺得科學只會增加並豐富美,絕不會減少它。
現在,我知道鳥腿上未必有虱子,虱子腿上也未必有蟎。他的故事在細節上未必對,但是在原則上是正確的。
在那時,比我大三歲的表哥正在上中學。他對代數頭痛之極,所以請了一個補習教師。當補習教師在給他上課時,我被允許坐在一邊。我會聽到表哥在念叨X。
「對。」我說。
「這,誰都不知道。」他說,「一個普遍的公理是運動的物體總是趨於保持運動,靜止的東西總是趨於保持靜止,除非你去推它。這種趨勢就是慣性。但是,還沒有人知道為什麼是這樣。」你瞧,這是很深入的理解,他並不只是給我一個名詞。
「瞧和*圖*書這枯黃的C形,」他說,「在中線開始時比較細,在邊緣時比較粗。這是一隻蠅,一隻黃眼睛、綠翅膀的蠅在這兒下了卵,卵變成了像毛毛蟲似的蛆,蛆以吃樹葉為生。於是,牠每吃一點就在後邊留下了壞死的組織。牠邊吃邊長大,吃的也就越多,這條壞死的線也就越寬。直到蛆變成了蛹又變成了黃眼睛、綠翅膀的蠅,從樹葉上飛走了,牠又會到另一片樹葉上去產卵。」
我覺得別扭,於是說了謊。我說是為我父親借的。這次是我一生中為數極少的幾次撒謊的場合之一。
他又接著說:「瞧,那鳥兒總是在啄牠的羽毛,看見了嗎?牠一邊走一邊在啄自己的羽毛。」
他說:「當原子從一個狀態躍遷到另一個狀態時,它會發散出一個叫光子的粒子。」
不難發現,鳥兒們在剛飛完和過了一會兒之後啄的次數差不多。我說:「得啦,我想不出來。你說道理在哪兒?」
在我出生前,我父親對母親說,「要是個男孩,那他就要成為科學家。」當我還坐在嬰兒椅上的時候,父親有一天帶回家一堆小瓷片,就是那種裝修浴室用的各種顏色的玩藝兒。我父親把它們堆疊起來,弄成像多米諾骨牌似的,然後我推動一邊,它們就全倒了。
可我父親回答道,「這不行。我正教他什麼是序列,並告訴他這是多麼有趣呢!這是數學的第一步。」我父親就是這樣,在我還很小的時候就教我認識世界和它的奇妙。
我回家開始用它學微積分。對我來說,它似乎很簡單明瞭。我父親也開始讀它,卻弄得糊裡糊塗。於是我開始向他解釋。我從來沒想到他的智力也是很有限的,所以有點失望。這是我第一次意識到,在某些方面,我已經學得比他多了。
「明白。」
「是。不過你用的是算術法,可該用的是代數法。」
我的一個朋友是位藝術家,他和我常常在一個問題上看法不同。他會拿起一枝花,說:「看這花多漂亮。」我很同意。可緊接著他會說,「我作為一個藝術家,可以看到一枝花是多麼美麗。可你們科學家總是把它分解支離,弄得乾巴、枯燥無味。」我覺得他有點頭腦不清。
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