26岁华裔胡立德学术界明日之星（图）

发表：2005-10-09 19:04

美国出生的华裔子弟胡立德 (David Hu)

不过是博士班课堂的一个小计划，一小时内就被破解的奥秘，却造就近年连续两篇研究成果，以第一作者身份荣登Nature杂志封面。这是学术人一生梦想的殊荣，26岁，还自称是“Kid”的胡立德不承认是“天才”，只是谦虚仍掩不住璀灿的光芒，反而烘托出这位学术界的明日之星。

故事是这么发生的。3年多前美国波士顿麻省理工学院数学所博士班，一场师生间有关生物和流体力学的课堂对话，想在生物学上应用数学原理的学生，与执教流体力学的老师讨论，以前的科学家认为昆虫在水上行走主要藉制造波动来转移动力，但是只有几mm的超小水上昆虫根本没有能力制造波动，牠们又是怎么行走的？

这个解释无法让大孩子般的胡立德满足，于是下了课转往麻省理工附近的小池塘，捞了几只小水黾(Water Strider)和昆虫等回实验室，放在水缸里观察一阵子，再试着用萤光剂染色，配合高速照相机的分解，真相终于大白，看看表，也不过是一个小时的时间。

胡立德表示，很多昆虫在水面行走，主要是依靠在水表面产生波纹的表面张力。实际上，昆虫是利用三对多毛的长足，在水中制造出螺旋状的漩涡，借助漩涡推力，以每秒一百个身长以上的长度前进，而人类跑得最快的运动员，也不过每秒前进五个身长的距离。

这个令人兴奋的答案无法立刻召告天下，经过一年精确计算和准备，写好研究报告投稿Nature；更有趣的是，为了验证这个原理，手巧的同侪 (Brian Chan)制作了一只名为“Robostrider”的机械水黾。这个机械水黾是由易开罐的罐体制成，前后两对脚为不锈钢丝，而中间的一对脚由一条弹力带和滑轮所代替。

经过数度修正，这个机械水黾果然印证了胡立德的发现，于是2003年8月7日的Nature杂志封面，就以“The hydrodynamics of water strider locomotion”为题，再搭配昆虫和用百里酚蓝染色的水面上所留下的行迹为底图，非常漂亮。

胡立德指出，由于这个大发现，燃起人类在水上快速前进又能大幅节省能源的希望，全球各大媒体大篇幅报导，引起美国海军和国防部的关切，更鼓舞他继续往“以应用力学解开生物疑问”的领域钻研。

胡立德再接再厉，继续观察这些小水昆虫如何从水面爬上岸。由于昆虫为了产卵或是逃避敌人追捕而上岸，大型昆虫或许上岸容易，但几mm的小虫可就不好过，因为水表面有表面张力，当昆虫的的尺寸小于表面张力时，等于横摆在面前一座“baby喜玛拉雅山”。

胡立德解释，水表面的边缘半月形是很滑的斜坡（即弯月面）。水对人类来说是平坦的，但对一只昆虫来说，只有几公厘长的弯月面如同没有摩擦力的山坡。他发现，昆虫用脚把水面拉起来，改变水表面的形状，藉用大自然回归平衡的哲理，水会有一股力道 (侧向毛细作用力)将不规则的表面拉平，这股力量大于昆虫的体重，足以将昆虫像电梯一样直接往上送而登岸，爬升的速度最大可达每秒30个身体长度。

这个有趣的发现，再度燃起他投稿Nature的念头，果然今年9月29日的Nature杂志封面，再度以“ASLIPPERY SLOPE” (非常滑的斜坡)为题，刊登他和指导教授John W.M. Bush合力研究的“Meniscus-climbing insects” (爬弯月的昆虫)研究报告。再次引起全球媒体关注，认为这位年轻的华裔子弟相隔两年以如此有趣的题目，两度赢得刊登Nature的机会，一颗明日之星开始发光。

说他是天才，他却告诉中央社记者，他不是天才，也不愿意当天才，因为当了天才就会产生懒惰的藉口。一般人称他为天才，主要是不了解他在做什么，其实在研究过程中，确实得到许多人的协助，他的周遭朋友并不尽是天才，他认为自己和一般人是一样的。

就在Nature刊登他的报告当天，学校还替他开了记者会，包括CNN有线电视、探索DISCOVERY频道、纽约时报都来专访，而他的博士论文口试也在那时候通过，更棒的是，这几天将动身前往纽约大学 (NYU)做博士后研究，并接受美国国科会 (NSF)奖助，继续从事将数学 (流体力学)应用到生物问题的研究，等于是三喜临门。

至于未来到NYU，他又想到了一个有趣的题目，他说，昆虫的脚毛是不亲水性的，通常跑得快的昆虫，脚毛的密度也比较高，因此脚毛是可以改变水的形状，而不同的昆虫脚毛密度不一，到底和速度有何关联性？看来未来3年的研究生活，仍然不脱水、昆虫与力学的奥秘天堂，3年后有何发展呢？年轻的胡立德说，还没想到那么远，毕竟他还是个“KID”，“I want to enjoy my life”。

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