一个人怎样才能成为一名科学家？需要什么特殊的天资、才能和品性？了解科学家以及整个科学事业的最好方法，莫过于同科学家们去交谈。在诺贝尔奖得主利昂·莱德曼指导下，来自美国精英学校伊利诺伊州数理高中(IMSA)的一群未来科学家，对15位著名科学家进行了采访，撰写了15篇传记，揭示了影响成功科学家们生活的诸多有趣的人性因素：他们怎样选择了各自的职业道路，他们在沿这条道路前进时必须克服哪些障碍，他们认为未来科学将会把社会引向何方。

由来自精英学校伊利诺伊州数理高中(Illinois Mathematics and Science Academy，IMSA)的这些前途无量的年轻学生所撰写的这15篇传记，揭示了影响成功科学家们生活的诸多有趣的人性因素：他们怎样选择了各自的职业道路，他们在沿这条道路前进时必须克服哪些障碍，以及他们认为未来科学将会把社会引向何方。这些传记也传递出，当年轻的传记作者们在探索已获认可的科学家们的独特科学兴趣时，双方所共享的那种发现的兴奋。

这些不同的传记涵盖了广泛领域中的名人及他们的学科：克利福·格尔茨(文化人类学)、玛丽一克莱尔·金(遗传学)、马文·明斯基(人工智能)、斯多利·马斯格雷夫和萨莉·克里斯滕·莱德(航天学)、斯蒂文·品克(心理学／认知科学)、舍伍德·罗兰(化学)、维拉·鲁宾(天文学)、保罗·塞瑞诺(古生物学)、乔治·斯穆特(天体物理学)、查尔斯·汤斯和爱德华·威滕(物理学)、海尔特·弗尔迈伊(地质学)、爱德华·O·威尔逊(生物社会学)和道恩·赖特(海洋学)。

这个鼓舞人心的项目完全由诺贝尔奖得主、物理学家利昂·莱德曼指导，在对美国人的科学认知水平下降存在普遍忧虑的情况下，此项目特别受到欢迎。这些令人鼓舞的传记从内容到表述都绝对引人入胜，展现了科学是一场多面而又惊心动魄的发现之旅。

在这个遗传工程学、纳米科技、手机、计算机和互联网的时代，科学素养无论对个人还是对整个社会来说，都成了一个必不可少的生存要素。这部独一无二的著作通过15位美国科学家的传记，在这方面做出了积极的贡献。这些由IMSA的高中生们所撰写的传记，描述了从古生物学直至人工智能领域的男女科学家们的科学人生。每个学生都仔细地研究和访问了一位科学家，并撰写一篇缜密而引人入胜的小传。致力于描绘每位有特色的科学家吸引人的生活、工作和独特的灵感，这些都曾激发他们在自己的领域中做出了优异的表现。这部令人信服的文集将为全世界的学生和业外人士们打开眼界，从而领悟到研究科学的乐趣和挑战。

序

引言

第一章 克利福·格尔茨——人类学的使者

第二章 玛丽-克莱尔·金——开拓的遗传学家

第三章 马文·明斯基——心灵制造者

第四章 斯多利·马斯格雷夫——太空“医生”

第五章 斯蒂文·品克——语言学的坏小子

第六章 莎莉·莱德——首位进人太空的美国女性

第七章 舍伍德·罗兰——引发争论的化学家

第八章 维拉·鲁宾——星系间的勘探者

第九章 保罗·塞瑞诺——恐龙侦探

第十章 乔治·斯穆特——科学中的印第安纳·琼斯

第十一章 查尔斯·汤斯——激光传奇

第十二章 海尔特·弗尔迈伊——用双手来“看”

第十三章 爱德华·O·威尔逊——勤奋的博物学家

第十四章 爱德华·威滕——万物之理

第十五章 道恩·赖特——描绘海洋深渊

后记

注释

参考书目

第一章 克利福·格尔茨

人类学的使者

诺厄·C·劳瑞赛拉

一对年轻的美国夫妇正沮丧地走过一个村子的广场，他们来到印度尼西亚的这个偏远村庄已有两个星期了，希望与当地居民们进行接触交流，但他们的每一次尝试都被冷落或置之不理。

他们在这里做什么？他们是人类学者，一心想尽可能地多了解一些该地区的地理、风俗、历史、政治、日常活动、仪式和宗教影响等，这必须与当地居民进行密切交流，所以这两位人类学者感到泄气。此时，其中一位叫希尔德雷德·格尔茨(Hildred Geertz)的人类学者注意到广场边一个大棚屋的后面有一小群人，兴奋的叫喊声正从聚集的人群中传出。

这对美国夫妇慢慢地走过去，略感好奇。人群被圈子中心的活动深深吸引着。“是斗鸡！”克利福·格尔茨(Clifford Geertz)轻声说。当地人显然是这项活动的爱好者，此时他们正为每一只公鸡呐喊助威。在斗鸡场的中心附近有几小堆当地的货币。

当格尔茨夫妇走得更靠近时，人群外围突然有人大喊了一声，这吓了他们一跳。他们听出了pulisi一词——这是巴厘岛语言中的警察！斗鸡在这里是非法的，于是人群慌忙四处逃散。他们该怎么办？克利福很快想到他和妻子是合法的旅行者，不必害怕当地的警察，他们是不会卷入麻烦的，但是某种原因促使他也加入到逃散的人群中。他抓住希尔德雷德的手臂，和一小群当地人一起奔逃。跑了五分钟左右，他感到有人在用力拉他的胳膊，是一个当地人在催促他们往位于两个村庄的房子之间的一条小巷里跑。他跟着这位新向导，新向导在一个栅栏围墙中找到一扇门，赶快让这对美国人进去。不久，他们就和一群当地人坐在一起了，其中一位还抱着一只刚才格斗过的公鸡。这群人，尽管还气喘吁吁，现在却放松多了，大笑着，还就刚才如何逃脱了警察的追逐开着玩笑。

尽管格尔茨掌握的当地语言有限，现在很清楚他和妻子也被认为参加了这次越轨的行动了。于是这些当地人开始询问他们为何来此地、是否和警察有纠葛之类的问题。正如他们后来所发现的，斗鸡的社会、政治、经济作用对当地人的生活方式是至关重要的。这就像他们在美国去参加棒球赛或者去影院看电影一样重要。克利福用这个故事去说明，参与当地的活动如何有助于人类学家理解当地居民以及被他们接纳和欢迎。

对做研究工作的人类学家来说，这是已变得寻常的那种经历中的一个事例。格尔茨夫妇在巴厘岛研究当地的人民，而当地人开始信任他们并与他们配合。格尔茨夫妇想了解当地人怎样过日常生活，彼此间如何交往以及他们的生存环境究竟如何。他们对这里人们的结婚风俗、性情、服饰风格和对世界的看法感兴趣。由于极其好奇，他们俩都深入到巴厘岛的文化之中，观察他们周围的一切。

美国军人权利法案提供的教育

作为他那个时代中最多产的人类学家之一，克利福·格尔茨博士被认为是人类学的使者，他毕生致力于研究、发现和认识。格尔茨于1926年8月23日出生于加利福尼亚州的旧金山市，他的童年是在加利福尼亚的农村度过的，正值经济大萧条时期。在读完中学之后，他加入了美国海军。1946年服役结束后的那个夏天，他在旧金山市漫无目的地游荡。由于不确定今后做什么，他就去征求一位以前的高中英语老师的意见。那个时候，美国人开始认识和理解大学教育的真正价值，于是这位老师就建议他去俄亥俄州的安季奥克学院上大学，这所学院贯彻的是让学生半工半读的教育制度。童年时代的他从来没有真正考虑过接受大学教育，但是作为前海军的一员，美国军人权利法案能够在财政上支持他的学业。此法案为超过200万曾经在美国军队中服役的退伍军人提供大学学费。  安季奥克学院吸引格尔茨的部分原因是他当时乐意离开加利福尼亚。被安季奥克学院录取以后，他决心要成为一名著名作家。安季奥克学院位于俄亥俄州的黄泉，是一所地处乡村的小型文理教育学院，校园里只有不到1000名大学生。在黄泉的这段时间里，他认真学习。他比许多学生的年龄都大，二战时期又在美国海军服过役，格尔茨的视角与从高中毕业就进大学的学生大不相同。不过这也是他真正发现自我的一段人生历程，他可以去体验和评价不同的生活方式，直到最后发现一条似乎适合他的道路。

在大学的这四年中，格尔茨利用学院选课的灵活性，把课程安排到最满，从而学习了各种各样的学科。因为他想成为一名作家，他认为他应该主修英语。作为勤工俭学计划中的工作部分，他在《纽约邮报》(New York Post)做勤务工。这个工作打消了他对于进入新闻界的渴望。最终他觉得英语对人有太大的限制，然后就把他的主修转到哲学。

P17-20

新千年给人们带来了种种新的希望：有希望治愈恶性肿瘤了，有希望实现世界和平了，也有希望为我们的子孙后代紧迫地去保护我们的环境了……然而，其中的许多希望是否会实现，却取决于我们的学生能受到何种类型的教育……他们在艺术和人文学科方面要有坚实的基础，要有合乎道德的领导能力，对于解决重大问题要有奉献精神。除此之外，他们还需要得到深入的数学、科学以及技术教育。伊利诺伊州充分地认识到有必要去鼓励有天资的学生以数学和科学为业，培养数学和科学方面的专长，以根本改变整个伊利诺伊州的教与学。有鉴于此，IMSA创建了。

在撰写本书时，这一学校已有15年的历史，已经有2400多个学生从这里毕业。他们中有超过60％的人以数学或科学为主业。IMSA的学生以及全体教员通过独特的Center@IMSA网络课程，为成千上万伊利诺伊州的其他学生和教师的发展和提高服务。

作为一个培养学生、教师以及决策者能力的学习机构，IMSA力求促进教与学以及推动教学改革。学校采用寄宿制，招收该州10年级到12年级的学生。通过一个既丰富又严格的学习计划，为他们提供了一些以培养能力为驱动力、以探究为基础、以解决问题为中心的综合性教学课程。简言之，IMSA正在把学生培养成为有创见、有道德的领导者，他们将具有种种能力，能够细致谨慎而又大胆勇敢地面对他们的未来，从而有助于他们决定各种社会的命运。

IMSA的“学生探究和研究计划”是学校为学生提供的独一无二的良机之一。它为学生提供了在课内外的学习经历，以探索能激发起强烈兴趣的问题。学生们在许多科学领域中做真正的研究，精心完成有独特见解的创造性工作，发明新产品和新的服务方式。通过讲演、刊印以及协作，世界各地的学生、指导教师、学者、研究者和发明家都能分享这些成果。作为本计划的一部分内容，一部传记著作《星光璀璨——美国中学生描摹大科学家》撰写并出版了。

1998年，我作为“伟大的思想”项目的首任驻校学者来到了IMSA。我们的目标是通过种种正规的和非正规的渠道，将世上一些出众的思想引入IMSA，与该校的学生、老师以及其他人分享。撰写这本“传记”是一种渠道，据此学生们可以对美国一些最杰出的科学家的生活做调查和研究。

在IMSA的创始人、校长马歇尔(Stephanie Pace Marshall)博士的极力推动下，我向该校同学发出了邀请，号召他们通过调查研究和访谈去编写本书：为他们最喜爱的科学家立传并编纂出版。这一消息不胫而走，不久我们就有了15名满腔热情的作者，急切地想参与这一项目，其中有一名还是邻近的巴达维亚高级中学的学生。与我一起从事这一尝试的还有职员朱迪思·谢普勒(Judith Scheppier·)博士和教员内尔·克拉克(Neil Clark)博士。他们分别是IMSA“探究计划”的协调者和英语教师。我们从科学领域(比较宽泛意义上的)中收集了100多名可能的候选学者，这样就有了一张名单。

这些学生按他们最感兴趣的领域，各自在该名单中选取5位到10位科学家。又花了4个多月的时间，通过大量的访问、对话、讨论，加上初步的调研，他们终于把各自的立传对象瞄定于一位候选者。这一学习过程是丰富多彩的。我们也一起讨论了本书的读者面，并且认定本书该是写给这些学生的同龄人——初中和高中的学生看的。不过，如果学生们的父母亲、甚至(外)祖父母也要看的话，我们也并不介意。

我们还就这本书的实质内容和采访技巧进行过讨论。在采访以前。每个作者都已阅读了自己要撰写的那位科学家本人的以及与其相关的书籍和文章，能够真正把握这位科学家的主要贡献。如果有些科学家的研究工作还对社会产生影响的话，那么我们还鼓励作者们对此作探究。

所有这一切使我回想起我在高中时的经历。当时我读过诸如德克鲁伊夫(Paul Dekruif)撰写的《微生物猎手》(Microbe Hunters)和《饥饿战士》(Hunger Fighters)，那是有关生物学家的两本传记。也读过有关化学家的书，如伯纳德·贾菲(Bernard Jaffe)所著的《坩"埚》(Crucibles)。在培养我的兴趣以及造就我的科学研究方面，这些书都曾起过十分重要的作用。

在1999年秋季到2001年春季的那些日子里，我们的每一位学生都与他们各自的科学家通过电话访谈了一小时，录下了他们之间的交谈，而且随后通过频繁的电子邮件加深了解。幸运的是，入选的大多数科学家我都认识。因此就能预先通知他们学生的电话就要来了。接着是写出初稿，编辑和改写。(幸好，所有的电脑都从未失灵过！)

这是一次趣味盎然的历程，我们现在有了一本非常出色的作品，它有15章，涵盖了从克利福·格尔茨(Clifford Geertz)的文化人类学到爱德华·威滕(Edward Witten)的弦论在内的形形色色的科学领域。我们认为本书是很独特的。本书的作者们都是一些崭露头角的年轻科学家。要引起有才智的年轻人的兴趣并激励他们去想象科学家的生活。则非这些作者们莫属了。

美国现在确实是处于十字路口。我们必须在我们的年轻人中重新点燃敬畏之意识、惊奇之意识，以及对可能性的想象力，鼓励他们去探索自然界中的奥秘，去开始思考他们热切求索的问题，去解决令人困惑的难题，以及坚持不懈地尽力去理解事物。这是我们的天职。

就正在出现的知识而论，我们现在正处于一个令人惊异的时代。这是年轻人的想象力必须被重新点燃的一个时代，我们希望阅读本书的那些孩子会成为未来的科学家。对于他们来说，这些伟大的美国科学家令人鼓舞的生活与科研故事，无疑会使他们领悟到在2l世纪成为一名科学家的可能性和奇妙之处。

我们真挚地感谢我们的这15位科学家：克利福·格尔茨博士，玛丽一克莱尔·金(Mary Claire King)博士，马文·明斯基(Marvin Minsky)博士，斯多利·马斯格雷夫(Story Musgrave)博士，斯蒂文·品克(Steven Pinker)博士，莎莉·莱德(Sally Ride)博士，舍伍德·罗兰(Sherwood Rowland)博士，维拉·鲁宾Vera Rubin)博士，保罗·塞瑞诺(Paul Sereno)博士，乔治·斯穆特(George Smoot)博士，查尔斯·汤斯(Charles Townes)博士，海尔特·弗尔迈伊(Geerat Vermeij)博士。爱德华·威尔逊(Edward Wilson)博士，爱德华·威滕博士，以及道恩，赖特(Dawn Wright)博士。他们都花了大量的宝贵时间来参与这一项目。他们乐于提供照片和图表，他们也在繁忙的潜心研究与旅程安排之中抽出时间来接受采访和回答后继的问题。

好多人阅读了我们的草稿，并发表了评论。他们是IMSA的教职员内尔·克拉克(Neill Clark)、唐纳德·多施(Donald Dosch)、约翰·埃格布雷希特(John Eggebrecht)、吉恩·斯特尼茨基(GeneSkonicki)，以及苏珊·斯泰尔Susan Styer)。此外，还有普林斯顿大学的雷纳·雷德曼(Rena Lederman)以及哈佛大学的玛格丽特·盖勒(Margaret Geller)。协助本书编辑工作的有The Write Stuff的琳达·雷甘(Linda Regan)、克里斯蒂娜·克雷默(Christine Kramer)、阿特·麦钱特(Art Merchant)、麦克·彼得里欣(Mike Petryshyn)，以及杰奎林·库克(Jacgueline Cooke)。丹尼斯·克恩克(Denise Koehnke)、珍妮·莫勒(Jeannie Mowrer)以及辛迪·麦格雷尔(Cindy MeGrail)的秘书工作也非常出色。

IMSA以及我们的“伟大的思想”项目由州政府和私人资助。我们要感谢伊利诺伊州、IMSA教育促进基金会，以及该基金的捐赠人和支持者。为扶植这些项目，他们为我们创造了种种条件。

利昂·菜德曼

利昂·莱德曼

在前面，我们看到了山巅之上的实验室和人造卫星对于宇宙的创生和演化，是如何为我们给出了一个条理清晰的解释。在这浩瀚的、似是混沌的凝聚之中，我们的地球以某种方式形成了，且达到了其异常卓越的天造地设。

我们也考察了地球这颗行星：从大气层顶端所发生的化学变化到海洋最深处黑暗底部的种种现象。我们探索了在人类出现以前，离现在亿万年之久出没在地球上的生物的构造和行为。我们察看了我们科学的基础结构，以及随着我们对分子的理解和控制的不断深化而在医学和测量方面带来的种种好处。这些知识使我们得到的一个收获是，随处可见的激光，它已有了多种多样的用途。分子生物学迅猛发展的例子印证了我们已掌握了生物体的结构，这是另一个例证。第三个例证是我们知道了生物中的一个分支——软体动物的结构与机能。我们考察了一些新的领域，如我们的大脑是如何运作的，人们是如何组织他们的社会的。我们也壮着胆子去看了一下在最本质的层次上探究物理学基本定律的努力，也随着宇航员和科学家们对环绕地球的太空进行了最具浪漫色彩的个人探险。

我们的这些学生作者，他们各自挑选了自己心爱的科学家，给我们描述了种种奇妙的学科。不过，他们还有一个任务，那就要让我们得知：这些科学家们当初是如何从学生(就像本书的作者们现在一样)成长为世界闻名的科学家的。本书的引言用来描述科学这一艰巨复杂的事业，而正如本书正文所表明的那样，从事这一事业的科学家们性格各异，才能不同，思想风格也多种多样。如果真要对这些选出的科学家们做出公正的评价的话，那么我们都要为他们各自写一本书了。概要性介绍的难处在费恩曼的《物理学讲义》(Lectures on Physics)的一个出人意料的段落中，给出了最中肯的阐释。在评述想象电磁场的困难时，他概述了对科学想象的评论：

我们[物理学家]不允许自己真正地去想象任何与自然界中的已知定律有明显矛盾的东西，因此，我们的那种想象(莱德曼：这也许是与诗人或艺术家的想象的不同之处)就相当困难。物理学家必须有构想前所未见、前所未闻的事物的想象力。与此同时，新的思想又要受到钳制，恕我直言，就是受到来自于我们对大自然应该是怎样的认识所带来的一些条件的限制。创立新的东西又必须与我们以前所见到的一切相一致，那确实是一个特别难解决的问题。

费恩曼的这段论述对本书所描述的所有科学家显然都是适用的。往往是由于受到以前知识的束缚，科学上的所有突破性发现最初都会遭到质疑，这一点不足为奇。也许这就解释了我们所描述的科学家中为何有许多人在很年轻时就做出了重大的发现。音乐家和艺术家的创造力随着经历而提升，与此不同，科学家则往往在刚投入研究时，就做出了最好的工作。

太多的知识包袱会带来障碍。伟大的物理学家沃尔夫冈·泡利(Wolfgang Pauli)给了我们最意味深长的表白。他在40岁时抱怨道：“啊呀！我知道得太多了。”

这里所描述的科学家们有点太谦恭了，他们没有赞颂自己的科学生涯。像许多其他活动一样，科学的活动也有不同的阶段：有挫折、有艰辛、有失败，也有灰心。不过，这些阶段也常常穿插着另外一些阶段：紧张地投入、满足、欣喜，还有欢呼雀跃。本书的真正目的是邀请青年读者们去考虑一下从事科学研究工作。科学家热爱他们所从事的工作，而常常使他们惊奇的是：他们甚至还能以此谋生！科学研究工作的独特之处在于科学家是在一座知识大厦上添砖加瓦，这是一座3000多年来一直在建造的丰碑。我们在这里添加了几块砖，在那里增加一条梁，也许再去新建一座小塔。这座由来自世界各地的科学家们在各个时期建造起来的丰碑，表达了人类对于理解这一宇宙以及人类在其中地位的渴望。不过，它也是希望的源泉：因为它对人类的福祉和人类的完善是至关重要的。科学家乐于相互沟通，我们同属于一个国际大家庭。在美国的一座大型实验室的自助餐厅里，我们能看到一位巴基斯坦的物理学家正在与来自南非、日本以及美国新泽西州的同行们热烈地讨论。在欧洲的一间实验室中有这样的一块标牌：官方语言——结结巴巴的英语。虽然既无隐秘的暗号，亦无一色的T恤衫，在所有的科学家之间也有一条相互理解的纽带。我深信本书中描绘的全体科学家，都会与我一起热烈地欢迎新一代的科学家们。