Hope Jahren出生於美國明尼蘇達州的寒冷小鎮。幼年，她在父親掌管的社群學院實驗室玩耍，陪伴能幹而嚴厲的母親種菜和學習英語文學。讀本科時為了支付學費，她打了十來份工，最終進入研究型實驗室求學打工、獲得學位、拿到教職，從零開始搭建自己的實驗室。她曾三獲富布萊特獎，斬獲兩枚地球科學領域的青年研究者獎章——到目前為止，僅有四名科學家獲此殊榮，她是其中唯一一位女性。

Jahren說，“我在實驗室工作了20年，留給我的就是兩種故事：不得不寫的故事和我想寫的故事”，“然而，到目前為止，我都找不到一份學術雜誌，能讓我說說科研背後的努力和艱辛。”2016年，她出版了自傳《實驗室女孩》，記錄了友誼與愛情，生活與事業，都不能與“實驗室”相分離。這本書詩意而優美，榮獲多項圖書獎，今天的展卷專欄特摘選Jahren讀博時研究美洲樸種子的人生體驗片段，以饗讀者。

撰文 | Hope Jahren （挪威奧斯陸大學教授）

譯者 | 蔣青（中科院南京地質古生物所助理研究員）

使自己成長為一名科學家需要耗費很長時間。風險最大的步驟是，你得明白什麼樣的人才是真正的科學家，然後向著通向這個方向的獨木橋搖搖晃晃地踏出第一步。這座獨木橋以後會變成一條大道，會變成一條高速路，也許有一天還會指引你找到歸宿。一名真正的科學家不做別人安排好的實驗，她會設計自己的實驗，從中獲得全新的知識。這是從“照別人說的做”到“告訴自己怎麼做”的蛻變，這種蛻變通常發生在你攻讀學位、撰寫論文的過程中。從各方面看，它都是一個學生所要處理的最困難、最可怕的事。做不了或不想做的人都會被淘汰出局，退出博士專案。

就在成為科學家的那一天，我站在實驗室看太陽昇起。我確信自己發現了不同尋常的東西。我等著全新的一天嘀嗒指向一個合適的鐘點，好讓我打電話告訴某個人我的發現，儘管我不太清楚應該打給誰。

我讀博期間研究的是一種學名為 Celtis occidentalis 的樹，也就是人們熟知的美洲樸。它遍佈北美洲，其貌不揚，和香草冰激凌一樣隨處可見。美洲樸是北美本地物種，如今廣泛種植在城市中。歐洲人征服新世界時造成了不計其數的損失，美洲樸的種植則是彌補這些損失的一種應對措施。

數百年來，甲蟲和人一樣，從歐洲移民到美國，走下船舶和碼頭，登陸新英格蘭的港口。1928 年，一種長著六條腿的強壯甲蟲，把自己藏身在無數榆樹的樹皮下，離開荷蘭，去開拓新的疆域。這一期間，它們把一種致命的真菌帶進每一棵樹的輸導組織。這些樹不得不逐一關閉自己維管系統中的管道，以減少感染。然而尚未使用的養分還貯存在樹的根系中，所以它們這樣做會把自己活活餓死。直到今天，荷蘭榆樹病仍然在美國和加拿大的土地上肆虐，每年致死榆樹數萬棵，總致死量已達數百萬之巨。

而美洲樸鮮有敵手。人們發現，它既能抵擋早期的霜凍，又能忍受晚期的乾旱，一年下來甚至連葉子都少不了幾片。榆樹能長到20米高，而接替它們的美洲樸只有10米高，永遠都沒有辦法長得像前者那麼雄偉。後者只向周圍索取適量的東西，向我們收取適度的敬意，謙卑得如同它們的身形。

我對美洲樸感興趣，是因為它們的果實很奇妙。這些果子貌似蔓越橘，但是如果你撿起一顆並且試圖捏扁它，就會發現它硬得像塊石頭。這主要是因為，它就是一塊石頭：紅色的果皮下有一層比牡蠣殼更硬的外殼。這層木質化的結構是種子堅固的壁壘，幫助它們從動物肚裡穿腸而過仍毫無損傷，經歷雨淋曝曬也不會腐壞，並且在種子萌發前的數年內與無情的真菌對抗。我們能在許多考古遺址的沉積物中找到大量的朴樹果核化石，畢竟每棵朴樹一生能結出數百萬顆種子。我希望發明出一種方法，讓我從這些果核化石中知道間冰期美國中西部的夏日均溫。

至少在最近的 40 萬年間，冰川都在週期性地從北極向外擴張，然後再回退，進進退退有如鐘擺般規律。在北美大平原無冰川覆蓋的短暫時段裡，植物和動物會遷移、遷徙、雜交、嘗試新的食物和棲息地。但在這個短暫時段中，夏天有多熱呢？是和今天的盛夏一樣悶熱嗎？還是天氣微溫，恰好維持不飄雪？如果你曾經在美國中西部生活過，就會明白區分這兩種氣溫條件很重要。對於那些生活在海岸邊，以動物皮毛遮風避雨、逐水草而居的人而言，這兩者的區別就更大了。

每一顆種子外面包裹的內果皮，都由樹的精華凝結而成，我和我的論文導師能夠想出特定溫度下關於內果皮形成的各種化學反應。我們有關“特定溫度下果實‘化石化’”的整個理論是全新的，但它也有些難以捉摸，因為我們還未為一些簡單的問題找到答案。我設計了一系列實驗，試圖把一個大問題分解成一串獨立的小任務。第一個小任務就是研究清楚朴樹種子到底是如何形成的，以及它的具體組成是什麼。

為此，我在明尼蘇達州和南達科他州的幾棵美洲樸之間來回巡視，對比寒冷和（較）溫暖環境下的果實情況。我計劃在一年內定期收集朴樹的果實。回到加利福尼亞的實驗室後，我要把幾百顆這樣的果實切成如紙片那樣的薄片，然後用顯微鏡照相，再對其加以描述。

當我把朴樹的果核放在顯微鏡下放大 350 倍觀察時，我發現它光滑的外表下實則是蜂窩狀的結構，其中充填著又硬又脆的物質。我把幾個朴樹果核浸入一種酸中，觀察接下去會發生些什麼。如果以桃核為參照，我敢肯定，這些浸泡朴樹果核的酸液至少能溶解35立方分米的桃核。填充在蜂窩結構裡的物質溶解了，只剩下白色的網眼狀格架。而當我把這些細小的白色結構放進真空室並加熱到1500攝氏度時，它會釋放出二氧化碳。這說明，白色格架中一定含有有機物——真是又一層謎一樣的物質。

一棵樹會長出一顆種子，先在外部紡出一層線網，再在這層網的外面套上一層骨架，最後還要往網眼裡塞入桃核一樣的成分。完成這些工序後，樹就為種子提供了保護，給予它更好的萌發成材的機會，恐怕還能保證它順利擁有90代樹子樹孫。如果我們想從這些種子化石中得到一些長期的氣候資料，那麼很顯然，這個白色網眼格架就是儲存資訊的保險櫃。一旦知道種子這個最基本部分的組成，我就能步入正軌。

正如每種岩石的形成過程各不相同，每種岩石的崩裂分解過程也迥然各異。從岩石中辨別出不同成巖礦物的方法之一，是把一塊樣本充分搗碎再暴露在 X 射線下。只要拿近了看，就會發現鹽罐裡的每一粒鹽都呈現為完美的立方體。如果接著把其中的一粒碾成極細的粉末，那其實也是把它分成了千百個更小的完美立方體。鹽永遠保持立方體，因為組成純淨食鹽的原子互相繫結成化學鍵，搭成正方形的晶格，由此形成了數不盡的立方體。這個結構的任何裂痕，都會沿著化學鍵的薄弱點斷開，從而碎出更多的小立方體。其中，每一個原子的排布都是體內最小結構單元的重複。

不同的礦物具有不同的化學式。一個化學式可以反映礦物所含的原子數目和種類，還可以告訴我們這些原子是如何結合的。即使礦物被碾成細粉，不同的礦物也會從形狀上反映出各自的區別。如果有人能觀察到一小撮礦物粉末的細小形態——哪怕是一塊成分複雜的醜陋岩石的異質性粉末——就能據此推理出它的化學式。

但是，如何才能看清這些細小晶體的形狀呢？海浪撞上燈塔時，會生成一道反向傳播的漣漪。這道反射波紋的大小和形狀，同時負載著海浪和燈塔的資訊。如果我們坐在遠方一條拋錨的小船上，假設我們對撞擊海浪的規模、能量、發生時間、行進方向都瞭如指掌，那麼我們就能從反射波掠過船的形式，推斷出燈塔的底座是圓是方。這和我們推斷細小礦物粉末形狀的工作很相似：只要用X射線這樣的短波電磁波產生反射波紋，即發生“衍射”就可以。膠片能記錄下波紋的峰值，而這些紋樣的間隔和頻率，就能讓我們重建使它們折返的障礙物的形狀。

X射線衍射實驗室在學校的另一頭，從我的實驗室過去需要穿過整個校園。1994 年秋天，我獲得許可，得以在這個實驗室裡使用一段時間X射線源。我非常期待去那裡做分析，這種心情就和看棒球比賽前的快樂期待一模一樣：什麼都可能發生，但可能要等上好一陣子才能見證真相的揭示。

我考慮再三，最終決定預約晚上的時間段使用機器，但也許不是最好的選擇。有個奇怪的博士後在那個實驗室工作，他為人陰沉，讓我很不舒服。我見過他因為被看了一眼或有人問他一個小問題而大發雷霆，還特別喜歡嚇唬那些進入他“勢力範圍”的落單女性。於是我陷入了兩難境地：如果白天去實驗室，肯定會撞見他，但也許周圍會有其他人給我當“肉盾”；如果晚上去，很有可能可以獨享實驗室，但如果不巧他來了，那我顯然是個活靶子。最終，我申請輪午夜的班次，並且隨身攜帶一把19.05毫米的棘輪扳手。其實我不知道，如遇萬一，我該怎麼拿扳手防身，但只要感受到它在我衣服後面口袋裡的分量，我就會安心很多。

到達X射線衍射實驗室後，我先把一塊玻璃載玻片放到桌面上，再往上面蓋一層環氧樹脂固定劑，然後把研磨好的朴樹果核粉末撒上去。我把薄片放入衍射儀，小心地調整所有東西的朝向，隨後開啟X射線源。我接上記錄紙帶，默默祈禱看不見的墨盒裡墨水夠用，希望它可以堅持用到記錄完整個程式。接下來，我就只能坐著慢慢等了。

當一個實驗做不成的時候，往往攪得再天翻地覆也還是不行。同樣，有些實驗卻是你想搞砸都砸不了的。無論我重複測量幾次，X射線儀讀出的衍射角度都會在同一個地方出現一個清晰且明確的峰值。

我和我的導師本以為會看到一個陡然拔高的明確峰值，這與我們現在看到的綿長、低平的墨線截然不同。它清楚地表明：這裡的礦物是蛋白石。我呆立著，緊盯著讀數，心裡知道自己不會、別人也不會誤解這個結果。它是蛋白石，而且我以前聽說過它。我可以牢牢鎖定並證明它是實際存在的。我看著圖表，心想：一小時前還完全不知道的東西，現在已經確切知道了。我回想這個過程，慢慢領會到我的生活剛才發生了怎樣的改變。

這些粉末的成分是蛋白石！我是這個無限膨脹的宇宙中唯一知道這件事的人！這個遼闊、寬廣的世界有著多到難以想象的人，而我——儘管渺小，儘管不完美——卻是特別的。我不僅是一束奇異的基因，還是存在主義意義上的獨特個體，因為我發現了創世以來的微小細節，因為我看到和領悟到的東西不曾有人發現。蛋白石就是加固每一粒朴樹種子的礦物成分！在我打電話告訴別人之前，這份實在的知識是為我一人持有的私有物。這個知識是不是有價值是另一個問題，可以留待以後討論。我站在那兒，消化這份天啟，我的人生掀開了新的一頁。我的第一個科學發現熠熠生輝——畢竟，就連最便宜的塑膠玩具，新出廠時也會閃閃發亮。

我只是一個訪客，所以不會觸碰實驗室裡的其他東西。我只是站立著，望向窗外，等候太陽昇起，直到幾滴淚水滑過我的臉龐。我不知道自己哭是不是因為仍未為人妻、未為人母，又或者因為自己缺乏作為女兒的感覺——抑或是因為記錄紙帶上那條完美曲線所展現的美，而且我永遠可以指著它說：這是我的蛋白石。

我以往的工作都是為了這一天，等的也是這一天。解開這個秘密後，我也能證明一些東西，至少最終讓自己明白：真正的研究是什麼樣的。但是，這個時刻既令人心滿意足，也同時最讓我感到孤獨。在某一個更進階的層面，意識到自己能開展好的科學研究的同時，我也明白，最終，我永遠沒有機會變得和自己認識的任何一個女性一樣，我將無例可循。

在那之後的幾年中，我將在自己的實驗室為自己構築起全新的“正常”形象。我將擁有一個兄弟，他比我的任何親生兄弟都更親：無論早晚，一天中的任何時間我都可以給他打電話，和他聊的話題也可以比我和任何同性朋友聊的都羞於啟齒。我們會樂此不疲地向對方展露自己的異想天開，不停地提醒對方“你真是個活寶”。我會培養新一代學生，其中一些只求引人注目，但也有少數幾個能開發出我在他們身上看到的潛能。但在那個夜晚，我只是用手掌抹去臉上的淚滴。竟然為別人看來無關緊要或者極其無聊的事情流淚，這令我難堪。我凝視窗外，看著清晨第一縷陽光灑向校園。我不知道，世界上還有誰見過如此美麗的日出。

那天中午之前，我就知道會有人告訴我：你的發現並不特別。事實上，確實有一位比我年長和睿智的科學家告訴我，他以前就預測到過我現在發現的東西。當他向我解釋，我觀察到的東西並非真正的天啟，只是印證了一種明顯的假設時，我禮貌地聆聽。他說什麼都沒關係。沒什麼能改變發現一個秘密後又可以短暫持有它的那種鋪天蓋地的甜蜜——就在剛才，宇宙把這個秘密給了我！我有一種直覺，既然它給了我一個小秘密，那麼總有一天它還會給我一個大秘密。

當朝陽把舊金山海灣的霧氣染成紅霞，我也擺脫了低迷情緒。我走回平常工作的那幢樓，準備開始新的一天。清冷的空氣中有一股桉樹的香氣。後來，這種味道也總能讓我記起伯克利。這時的校園仍是一片死寂。我走進實驗室，驚訝地發現燈還亮著。接著我看見比爾，他正端坐在房間中央一把舊的草坪躺椅上，一邊收聽著他那臺小收音機裡剌剌亂響的聊天節目，一邊盯著空空的牆壁發呆。

“嘿，我在麥當勞的垃圾箱裡找到了這把椅子，”他對步入實驗室的我說，“看著能用。”他仍然端坐在椅子上，帶著滿意的神情打量著這把椅子。

見到他，我真的非常高興，我還以為要再獨自度過至少好幾個小時才能等到可以說話的人。

“我喜歡它，”我對他說，“能躺著坐嗎？”

“今天不行，”他說，“明天也許行。”他想了想又加了一句：“也不一定。”

我站在一旁，思忖著，怎麼從這傢伙嘴裡冒出的每句話都有點兒怪。

我不顧自己北歐人的天性，決定把我迄今做過的最重要的事情告訴他。“嘿，你見過蛋白石的X射線圖嗎？”我抓著自己的讀數條問他。

比爾把收音機夠到自己身前，摳出9伏電池，直接讓它閉嘴——收音機的開關鍵早壞了。然後他抬頭看向我。“我就覺得在這兒坐著會等到什麼，”他對我說，“原來等的是這個。”

發現朴樹果核中含有蛋白石後，我的下一個目標是識別出一種方法，計算出蛋白石在種子中形成時的溫控條件。組成朴樹種子格架的物質確實是蛋白石，但填充在空隙中的酥脆礦物卻是一種名為文石的碳酸鹽，蝸牛殼中也含有這種成分。我們很容易在實驗室中用沉澱結晶法制備純淨的文石。把兩瓶過飽和溶液混合，澄清的溶液中就會沉積出大量晶體，就像雲中凝結的霧滴。晶體的同位素化學性質嚴格受控於溫度，這意味著，只要測量單個晶體中的氧同位素指紋，我們就可以求出溶液混合時的準確溫度。如果讓我在實驗室裡做這個，那麼做一百次都不會失手，因為實在太簡單了。我的下一個任務是證明該形成過程也能發生在樹木體內，還要證明即使發生在果實中，即使讓文石晶體成形的溶液是樹的汁液，整個過程也基本相同。

指導我的教授把這個想法寫成了一份15頁的申請，投給了美國國家科學基金會。負責審閱的同行喜歡這個點子，於是我們拿到了基金。就這樣，1995年春天，我重回中西部，為了完成研究而尋找合格的朴樹。我選中了三棵已經成年的美洲樸，它們生長於南普拉特河（South Platte River）岸邊，就在科羅拉多州的斯特靈城（Sterling）附近，在距離它們不到一天車程的地方有一個住處，那兒的朋友一直歡迎我去。這個地方擁有全世界最藍最廣闊的天空。在那樣的天空下，我思索著如何把河流的成分和夏日的朴樹種子成分聯絡起來，計算出這個季節的平均溫度。對獲得成功滿懷信心的我，用警戒線把三棵樹圍起來，開始像準爸爸般密切地關注它們，因為期望寶寶降生而欣喜，卻只能眼巴巴地旁觀。我也像準爸爸一樣，在忙碌中心存困惑：因為在那個特別的夏天，三棵美洲樸都沒有開花結果，周圍的朴樹也沒有。

在這個世界上，沒有什麼事情能像糾結於“樹為什麼不開花”這個問題那樣暴露人類的無助和愚蠢。不習慣與人親近？什麼話！它們到最後都不願意按照我的設想開花結果，實在太難以令人接受。我去找自己在科羅拉多州洛根縣（Logan County）唯一的朋友巴克（Buck）分析情況。巴克在高速路岔 路口的一家酒吧工作。坦白說，我去那裡，與其說是為了喝啤酒，還不如說是為了吹冷氣。但巴克還是檢查了我身份證上的出生日期。他不情願地承認，我“作為一個老女人保養得很得法”，我把這句話當作邀請，之後開始頻繁進出這家酒吧。夏天慢慢過去，巴克也越來越困惑，因為我押寶美洲樸的贏面還不 及他刮彩票中獎的機率。不過，儘管我以前很可笑地給他宣講過彩票統計學，他也忍住了沒有刮我鼻子。

巴克在附近的一個農場長大，因此我心裡有種說不清的感覺，彷彿他是這一整場美洲樸不結果災難的同謀，或者至少他該為此擔負一定責任。“可是為什麼它們不開花？為什麼偏偏是今年？”我催促巴克回答這兩個問題。我仔細研讀過這個地方的氣候資料，並沒有發現今年的天氣有什麼特殊之處。

“有時候就是會發生這種事。這兒的什麼人本該告訴你這個。”他話語裡的同情都是冷冷的。牛仔很少這樣說話。

我確信，這些樹的表現預示著我未來事業的曲折。我很恐慌，想象自己站在流水線旁，拔掉肉豬分屍後豬頭臉頰上的豬毛，拔完一個又來一個，拔完一個又來一個，每天工作6小時，就像我童年夥伴的母親一樣，迴圈不止地工作20年。“那還不夠，”我回答道，“肯定有原因。”

“樹不需要理由，它們就這麼做了，就這樣，”巴克突然拔高音調，“實際上它們什麼都沒做，它們不過是樹，不過是樹罷了。媽的，它們又不是什麼活物，又不像你和我。”他最終還是受夠了，我和我的問題惹惱了他。

“我的老——天——爺——啊，”他倍感受挫，又加了一句，“不過是樹罷了。”

於是我離開了這家酒吧，再沒有回去過。

回到加州時，我的心中充滿了失敗的苦澀。“瞧，如果我有輛車，而且我能把它開過康科德大橋（Concord Bridge），我就會說，讓我們放火燒了其中一棵樹，”比爾一邊說，一邊用實驗室的漏斗把樂事薯片袋子裡剩餘的殘渣集中起來，“我們要讓其他樹都看著，等燒一會兒再問問它們，是不是還不想開花。”

比爾已經是我導師實驗室的固定成員。他會在每天下午4點左右出現，然後在實驗室裡待上8到10小時，具體時間依他的精力狀態和我們的需求而定。我們一週只付他10小時的工資，但他不計較這個。而且令人意外的是，他很樂意在每天晚上我們一起工作時，聽我花大把時間唸叨我的樹。我最後一次去往科羅拉多前，比爾攛掇我買一把BB槍，花幾個下午打這些樹的葉片和樹枝。

我拒絕了，並且對他說：“我不同意的理由，不是我是個種樹的，而是我覺得這法子沒用。”

“但能讓你好受些，”他很堅決，“相信我。”

在科羅拉多的那個夏天，我收集資料的計劃徹底破滅，但這整件事教會了我對科學的最重要理解：做實驗不是為了讓全世界按你設想的運轉。到了秋天，我一邊舔舐自己的傷口，一邊從這場災難的瓦礫堆中制定出一個更好的新目標。我要用一種新方法研究樹木，不是從外及裡，而是由裡到外。我決定了！我要研究清楚它們為什麼不開花，試著瞭解它們生命運作的邏輯，這樣就能讓它們更好地為我所用。與按照我自己的邏輯行事相比，這麼做是更佳的選擇。

從過去到現在，小至單細胞微生物，大到恐龍、雛菊、樹木、人，為了延續下去，地球上的一切生命都必須完成 5 件事：生長、繁殖、修復、儲能和自御。25歲時，我就已經預見，自己將在生育孩子這件事上經歷坎坷，甚至都不會真正經歷到。讓生育力、資源、時間、渴望和愛情集中在我頭上簡直無法想象，儘管大多數女性最終都會步入這樣的軌跡。在科羅拉多，我只關心那些樹沒表現出的狀態，卻沒有觀察它們在做什麼。那個夏天，開花結實這類事肯定讓位於其他事了，而我卻沒有注意到。樹木當時一直在做某事：當我開始正視這個事實時，我就離問題的真相不遠了。

形成一種新的思維模式已經是當務之急：也許我可以學著像植物那樣看世界，把我擺在和它們一樣的生境中，思索它們的運作機制。作為離它們世界最近的局外人，我能離它們的內部世界多近呢？我開始想象一門全新的環境科學，它所基於的世界，不是一個從我們的角度出發、存在著植物的世界，而是從植物的視角出發、存在著我們的世界。我想到自己工作過的各個實驗室，想到那些給我帶來過許多歡樂的美妙儀器、試劑和顯微鏡……我到底可以為以上那種古怪的探索訴求創建出一門怎樣的“硬科學”呢？

這種探索方式奇異變態得魅惑人心；除了擔心“不夠科學”之外，還有什麼能阻止我嗎？我知道，如果我告訴別人我在研究“當一株植物是什麼感覺”，那麼一些人會取笑我，另一些人恐怕會跟著我一探究竟。也許，紮實的工作能夠穩固尚不堅實的科學地基。我覺得不確定，但這是我第一次感受到甜蜜的刺痛，而這種既緊張又興奮的感覺將伴我一生。這是個新點子，我的第一片真葉。就像世界上所有大膽的幼苗一樣，我將繼續前進，從無到有地創造它。