26歲華裔胡立德學術界明日之星（圖）

發表：2005-10-09 19:04

美國出生的華裔子弟胡立德 (David Hu)

不過是博士班課堂的一個小計畫，一小時內就被破解的奧秘，卻造就近年連續兩篇研究成果，以第一作者身份榮登Nature雜誌封面。這是學術人一生夢想的殊榮，26歲，還自稱是「Kid」的胡立德不承認是「天才」，只是謙虛仍掩不住璀璨的光芒，反而烘托出這位學術界的明日之星。

故事是這麼發生的。3年多前美國波士頓麻省理工學院數學所博士班，一場師生間有關生物和流體力學的課堂對話，想在生物學上應用數學原理的學生，與執教流體力學的老師討論，以前的科學家認為昆蟲在水上行走主要藉製造波動來轉移動力，但是只有幾mm的超小水上昆蟲根本沒有能力製造波動，牠們又是怎麼行走的？

這個解釋無法讓大孩子般的胡立德滿足，於是下了課轉往麻省理工附近的小池塘，撈了幾隻小水黽(Water Strider)和昆蟲等回實驗室，放在水缸裡觀察一陣子，再試著用螢光劑染色，配合高速照相機的分解，真相終於大白，看看表，也不過是一個小時的時間。

胡立德表示，很多昆蟲在水面行走，主要是依靠在水表面產生波紋的表面張力。實際上，昆蟲是利用三對多毛的長足，在水中製造出螺旋狀的漩渦，藉助漩渦推力，以每秒一百個身長以上的長度前進，而人類跑得最快的運動員，也不過每秒前進五個身長的距離。

這個令人興奮的答案無法立刻召告天下，經過一年精確計算和準備，寫好研究報告投稿Nature；更有趣的是，為了驗證這個原理，手巧的同儕 (Brian Chan)製作了一隻名為「Robostrider」的機械水黽。這個機械水黽是由易開罐的罐體製成，前後兩對腳為不鏽鋼絲，而中間的一對腳由一條彈力帶和滑輪所代替。

經過數度修正，這個機械水黽果然印證了胡立德的發現，於是2003年8月7日的Nature雜誌封面，就以「The hydrodynamics of water strider locomotion」為題，再搭配昆蟲和用百裡酚藍染色的水面上所留下的行跡為底圖，非常漂亮。

胡立德指出，由於這個大發現，燃起人類在水上快速前進又能大幅節省能源的希望，全球各大媒體大篇幅報導，引起美國海軍和國防部的關切，更鼓舞他繼續往「以應用力學解開生物疑問」的領域鑽研。

胡立德再接再厲，繼續觀察這些小水昆蟲如何從水面爬上岸。由於昆蟲為了產卵或是逃避敵人追捕而上岸，大型昆蟲或許上岸容易，但幾mm的小蟲可就不好過，因為水表面有表面張力，當昆蟲的的尺寸小於表面張力時，等於橫擺在面前一座「baby喜瑪拉雅山」。

胡立德解釋，水表面的邊緣半月形是很滑的斜坡（即彎月面）。水對人類來說是平坦的，但對一隻昆蟲來說，只有幾公厘長的彎月面如同沒有摩擦力的山坡。他發現，昆蟲用腳把水面拉起來，改變水表面的形狀，藉用大自然回歸平衡的哲理，水會有一股力道 (側向毛細作用力)將不規則的表面拉平，這股力量大於昆蟲的體重，足以將昆蟲像電梯一樣直接往上送而登岸，爬升的速度最大可達每秒30個身體長度。

這個有趣的發現，再度燃起他投稿Nature的念頭，果然今年9月29日的Nature雜誌封面，再度以「ASLIPPERY SLOPE」 (非常滑的斜坡)為題，刊登他和指導教授John W.M. Bush合力研究的「Meniscus-climbing insects」 (爬彎月的昆蟲)研究報告。再次引起全球媒體關注，認為這位年輕的華裔子弟相隔兩年以如此有趣的題目，兩度贏得刊登Nature的機會，一顆明日之星開始發光。

說他是天才，他卻告訴中央社記者，他不是天才，也不願意當天才，因為當了天才就會產生懶惰的藉口。一般人稱他為天才，主要是不瞭解他在做什麼，其實在研究過程中，確實得到許多人的協助，他的周遭朋友並不儘是天才，他認為自己和一般人是一樣的。

就在Nature刊登他的報告當天，學校還替他開了記者會，包括CNN有線電視、探索DISCOVERY頻道、紐約時報都來專訪，而他的博士論文口試也在那時候通過，更棒的是，這幾天將動身前往紐約大學 (NYU)做博士後研究，並接受美國國科會 (NSF)獎助，繼續從事將數學 (流體力學)應用到生物問題的研究，等於是三喜臨門。

至於未來到NYU，他又想到了一個有趣的題目，他說，昆蟲的腳毛是不親水性的，通常跑得快的昆蟲，腳毛的密度也比較高，因此腳毛是可以改變水的形狀，而不同的昆蟲腳毛密度不一，到底和速度有何關聯性？看來未來3年的研究生活，仍然不脫水、昆蟲與力學的奧秘天堂，3年後有何發展呢？年輕的胡立德說，還沒想到那麼遠，畢竟他還是個「KID」，「I want to enjoy my life」。

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