我的第一个科学发现熠熠生辉

2020-04-02 07:09霍普·洁伦
世界博览 2020年5期
关键词:朴树美洲射线

实验室女孩

使自己成长为一名科学家需要耗费很长时间。最大的风險在于,你得明白什么样的人才是真正的科学家,然后向着通向这个方向的独木桥摇摇晃晃地踏出第一步。这座独木桥以后会变成一条大道,会变成一条高速路,也许有一天还会指引你找到归宿。一名真正的科学家不做别人安排好的实验,她会设计自己的实验,从中获得全新的知识。这是从“照别人说的做”到“告诉自己怎么做”的蜕变,这种蜕变通常发生在你攻读学位、撰写论文的过程中。从各方面看,它都是一个学生所要处理的最困难、最可怕的事。做不了或不想做的人都会被淘汰出局,退出博士项目。   就在成为科学家的那一天,我站在实验室看太阳升起。我确信自己发现了不同寻常的东西。我等着全新的一天嘀嗒指向一个合适的钟点,好让我打电话告诉某个人我的发现,尽管我不太清楚应该打给谁。

谜一样的物质:美洲朴的果实我读博期间研究的是一种学名为 Celtis occidentalis 的树,也就是人们熟知的美洲朴。它遍布北美洲,其貌不扬,和香草冰激凌一样随处可见。美洲朴是北美本地物种,如今广泛种植在城市中。欧洲人征服新世界时造成了不计其数的损失,美洲朴的种植则是弥补这些损失的一种应对措施。它既能抵挡早期的霜冻,又能忍受晚期的干旱,一年下来甚至连叶子都少不了几片。榆树能长到 20 米高,而接替它们的美洲朴只有 10 米高,永远都没有办法长得像前者那么雄伟。后者只向周围索取适量的东西,向我们收取适度的敬意,谦卑得如同它们的身形。我对美洲朴感兴趣,是因为它们的果实很奇妙。这些果子貌似蔓越橘,但是如果你捡起一颗并且试图捏扁它,就会发现它硬得像块石头。这主要是因为,它就是一块石头:红色的果皮下有一层比牡蛎壳更硬的外壳。这层木质化的结构是种子坚固的壁垒,帮助它们从动物肚里穿肠而过仍毫无损伤,经历雨淋曝晒也不会腐坏,并且在种子萌发前的数年内与无情的真菌对抗。我们能在许多考古遗址的沉积物中找到大量的朴树果核化石,毕竟每棵朴树一生能结出上百万颗种子。我希望发明出一种方法,让我从这些果核化石中知道间冰期美国中西部的夏日均温。每一颗种子外面包裹着内果皮,都由树的精华凝结而成,我和我的论文导师能够想出特定温度下关于内果皮形成的所有化学反应。我们有关“特定温度下果实‘化石化”的整个理论是全新的,但它也有些难以捉摸,因为我们还未为一些简单的问题找到答案。我设计了一系列实验,试图把一个大问题分解成一串独立的小任务。第一个小任务就是研究清楚朴树种子到底是如何形成的,以及它的具体组成是什么。为此,我在明尼苏达州和南达科他州的几棵美洲朴之间来回巡视,对比寒冷和(较)温暖环境下的果实情况。我计划在一年内定期收集朴树的果实。回到加利福尼亚的实验室后,我要把几百颗这样的果实切成如纸片那样的薄片,然后用显微镜照相,再对其加以描述。

X 射线衍射实验室

X 射线衍射实验室在学校的另一头,从我的实验室过去需要穿过整个校园。1994 年秋天,我获得许可,得以在这个实验室里使用一段时间 X 射线源。我非常期待去那里做分析,这种心情就和看棒球比赛前的快乐期待一模一样:什么都可能发生,但可能要等上好一阵子才能见证真相的揭示。我考虑再三,最终决定预约晚上的时间段使用机器,但也许不是最好的选择。有个奇怪的博士后在那个实验室工作,他为人阴沉,让我很不舒服。我见过他因为被看了一眼或有人问他一个小问题而大发雷霆,还特别喜欢吓唬那些进入他“势力范围”的落单女性。于是我陷入了两难境地:如果白天去实验室,肯定会撞见他,但也许周围会有其他人给我当“肉盾”;如果晚上去,很有可能可以独享实验室,但如果不巧他来了,那我显然是个活靶子。最终,我申请轮午夜的班次,并且随身携带一把 19 毫米的棘轮扳手。其实我不知道,如遇万一,我该怎么拿扳手防身,但只要感受到它在我衣服后面口袋里的分量,我就会安心很多。到达 X 射线衍射实验室后,我先把一块玻璃载玻片放到桌面上,再往上面盖一层环氧树脂固定剂 ,然后把研磨好的朴树果核粉末撒上去。我把薄片放入衍射仪,小心地调整所有东西的朝向,随后打开 X 射线源。我接上带状记录纸,默默祈祷看不见的墨盒里墨水够用,希望它可以坚持用到记录完整个程序。接下来,我就只能坐着慢慢等了。当一个实验做不成的时候,往往搅得再天翻地覆也还是不行。同样,有些实验却是你想搞砸都砸不了的。无论我重复测量几次,X 射线仪读出的衍射角度都会在同一个地方出现一个清晰且明确的峰值。我和我的导师本以为会看到一个陡然拔高的明确峰值,与我们现在看到的绵长、低平的墨线截然不同。它清楚地表明:这里的矿物是蛋白石。我呆立着,紧盯着读数,心里知道自己不会、别人也不会误解这个结果。它是蛋白石,而且我以前听说过它。我可以牢牢锁定并证明它是实际存在的。我看着图表,心想:一小时前还完全不知道的东西,现在已经确切知道了。我回想这个过程,慢慢领会到我的生活刚才发生了怎样的改变。这些粉末的成分是蛋白石!我是这个无限膨胀的宇宙中唯一知道这件事的人!这个辽阔、宽广的世界有着多到难以想象的人,而我——尽管渺小,尽管不完美——却是特别的。我不仅是一束奇异的基因,还是存在主义意义上的独特个体,因为我发现了创世以来的微小细节,因为我看到和领悟到的东西不曾有人发现。我站在那儿,消化这份天启,我的人生掀开了新的一页。我的第一个科学发现熠熠生辉——毕竟,就连最便宜的塑料玩具,新出厂时也会闪闪发亮。我只是一个访客,所以不会触碰实验室里的其他东西。我只是站立着,望向窗外,等候太阳升起,直到几滴泪水滑过我的脸庞。我不知道自己哭是不是因为仍未为人妻、未为人母,又或者因为自己缺乏作为女儿的感觉——抑或是因为带状记录纸上那条完美曲线所展现的美,而且我永远可以指着它说:这是我的蛋白石。我以往的工作都是为了这一天,等的也是这一天。解开这个秘密后,我也能证明一些东西,至少最终让自己明白:真正的研究是什么样的。但是,这个时刻既令人心满意足,也同时最让我感到孤独。在某一个更进阶的层面,意识到自己能开展好的科学研究同时,我也明白,最终,我永远没有机会变得和自己认识的任何一个女性一样,我将无例可循。在那之后的几年中,我将在自己的实验室为自己构筑起全新的“正常”形象。我将拥有一个兄弟,他比我的任何亲生兄弟都更亲:无论早晚,一天中的任何时间我都可以给他打电话,和他聊的话题也可以比我和任何同性朋友聊得都羞于启齿。我们会乐此不疲地向对方展露自己的异想天开,不停地提醒对方“你真是个活宝”。我会培养新一代学生,其中一些只求引人注目,但也有少数几个能开发出我在他们身上看到的潜能。但在那个夜晚,我只是用手掌抹去脸上的泪滴。竟然为别人看来无关紧要或者极其无聊的事情流泪,这令我难堪。我凝视窗外,看着清晨第一缕阳光撒向校园。我不知道,世界上还有谁见过如此美丽的日出。

作者: [美] 霍普·洁伦 出版社: 后浪丨北京联合出版公司原作名: Lab Girl译者: 蒋青 出版年: 2019-12页数: 376定价: 68.00元

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