1683年，安东尼·范·列文虎克（Antoni van Leeuwenhoek）写信给伦敦皇家学会，宣布他在自己嘴里发现一种东西，非同寻常。他住在荷兰代尔夫特市，本行是经销男士服装，但是出了名地爱捣鼓显微镜，这些显微镜都是他自己制作的。

按照现代的标准，列文虎克的仪器还很原始，效果也不太稳定，但确实能用。列文虎克已经研究过黄鳝的血液、狗的精子、老年兔子的胆汁等等各种物质。现在，他又研究起牙菌斑。

列文虎克非常重视自己的口腔清洁，每天早上都要用盐搓牙，饭后用布擦干净臼齿。尽管如此，他写道，他的牙菌斑还是“厚得像面糊”。他刮了一些下来，跟雨水混和，滴了一小滴到自制的显微镜上，然后对着光观察。

样品里满是“很小很小的微型生物，都在娇滴滴地移动着”。他又拿一个老人的牙菌斑样本复制了这个实验，得到的标本更不可思议，那些生物都把“身体弓成了曲线”。由此，列文虎克揭开了一个世界，一个跟他同时代的人都不愿相信的世界。1680年，他曾跟另一位显微镜学家感叹，“很多人驳斥我；经常听到有人说，这些小动物的故事都是我瞎编的。”


Manu Prakash

去年9月，生物物理学家马努·普拉卡什（Manu Prakash）也用高倍显微镜检查了自己的一些牙菌斑样本，以此纪念列文虎克的那封信。35岁的普拉卡什身材不是很高大，一头棕色卷发，蓄着胡子，鼻梁上有个指甲盖大小的胎记。

也许是因为他不用牙线，他在自己的牙菌斑里发现了螺旋体，一种弓身移动的细菌，也就是列文虎克当年在老头嘴里看到的那种。在斯坦福大学的生物工程系，普拉卡什有自己的实验室。

他最知名的成就，就是在列文虎克的启发下，发明了一种显微镜。他对探索“微观世界”有一种与生俱来的热情。“光是书本上的知识无法满足我，”他告诉我说，“要亲眼看到才过瘾。”

两人的显微镜有一个主要区别：普拉卡什的显微镜几乎只用到了一张纸。他称之为“Foldscope”（折叠镜）。你拿到的是一组套件。纸上印着植物插图，一串串小孔勾勒出若干形状，可以撕下来，就像折纸手工一样，照着折痕组合在一起。成品近乎书签大小。

透镜是一块很小的塑料片，安在正中央，提供140倍的放大倍率。套件里另有一枚放大倍率更高的透镜，还有一组磁贴，可以把Foldscope吸到智能手机上，这样一来，你就可以用手机摄像头记录样品，非常简单。我只用15分钟，就把套件组合完毕，把镜头安上去的那一刻，就像纸鹤翅膀展开的时候一样，让人很有成就感。

Foldscope能实现高中实验室显微镜的大部分功能，但它的组件成本不到一美元。去年，普拉卡什和他的几个研究生一起，获得英特尔公司（Intel）联合创始人戈登·摩尔（Gordon Moore）的慈善基金会资助，启动了一个“大众显微镜”实验，向全球130多个国家的志愿者们免费寄出了5万套Foldscope。

与此同时，他们还创建了Foldscope Explore网站，收到套件的人可以在上面共享照片、视频和评论。卢旺达一名植物病理学家用Foldscope来研究感染香蕉作物的真菌。坦桑尼亚马赛人的孩子们用它检查牛粪里的寄生虫。秘鲁亚马逊河流域的一名昆虫学家用它发现了一个未知的螨种。有的用它给花粉编目，还有一人用它跟踪狗的月经周期。

我用我的Foldscope观察了桃肉、小指的角质层、喜马拉雅海盐，以及一根地铁柱子上的污垢。普拉卡什喜欢唆使别人去作这些观察，他自己也参与其中，频繁地向Foldscope Explore上传资料，哪怕是他自己还有七万封电子邮件没来得及读。他那牙齿刮出物的视频就挂在上面，另外还有一些照片，是一天晚上他剧烈咳嗽时，嘴里喷出的“千千万万的小东西”。

普拉卡什有很多感兴趣的领域，其中之一就是仿生学——了解特定生物的运作机制，它们的优越性以及原因，然后用这些知识来构建新的工具。“植物、昆虫、细菌和水槽下面的小虫子，它们日复一日地在那里，做着一些稀松平常的事情，但世界上任何科学家都不懂它们是怎么做到的。”他说。

单看昆虫，目前已经命名的昆虫约有90万种，仍然有待鉴定和描述的还有几百万。Foldscope的推广使用让普拉卡什看得更多、听得更多。“现在，我的眼镜和耳朵遍布全世界，它们都在帮我观察小东西。”他跟我说。

普拉卡什希望，这些“眼睛和耳朵”能有他们自己的发现。他和项目主要合作者吉姆·齐布尔斯基（Jim Cybulski）计划，要在2016年夏天之前，让Foldscope上架销售。让普拉卡什心心念念的是那些没有电力或现代卫生设施的地区，那里的人们可能从来没有直接观察过微观世界。

普拉卡什特别想把套件送到这些人手里。去年10月，印度承诺推出全国性的Foldscope计划。普拉卡什将前往印度，向那里的教师、学生、医务工作者和护林员演示这种仪器。护林员们最关切的是珍稀动物的生存问题，至于Foldscope对他们会有什么帮助，还真不好说。“科学教育与全球健康之间关系密切，”普拉卡什告诉我说。“除非你让人们对微观世界产生好奇心，否则人们看待疾病的思维模式就很难改。”

Foldscope这个想法成型于2011年，当时普拉卡什在泰国。“我去野外观测站，里面有台很贵重的显微镜，”他说。“大家都不敢碰它。他比操作员五个月的薪水还要贵。这样一台显微镜摆在丛林里，显得相当浪费。”

三年后，他和当时还是他学生的齐布尔斯基一起，拿着Foldscope原型，去尼日利亚拉各斯的疟疾研究中心做研究。有一天，他们从城里驱车向北，找了一所学校。当时已经放学了，但普拉卡什说服学生们留下来，看他展示Foldscope。他们从一个孩子身上抓了一只正在吸血的蚊子，放到纸质载玻片上，塞到Foldscope里。

那个被咬的男孩接过显微镜，举到眼前，通过透镜观察起来。一个小型LED灯（也包含在套件里）充当光源。“他第一次意识到，这就是他的血，蚊子就是用它那根细小的喙吸走他的血。”普拉卡什说。“疾病就是这么传播的，通过这些血、从他身上吸的血来传播的——这种联系建立的一刻，绝对是震撼人心的一刻。”这次示范达到了预期的效果。男孩说，“我真得在蚊帐里睡觉才行。”

在节俭科学的频谱上，哈佛大学化学教授乔治·M.怀特塞兹（George M. Whitesides）站在相对复杂的一端，他研究的是微流体。他跟人协作，创造了一系列只有邮票大小的医用检测试纸。试纸上面都印有拒液性的蜡线，可以把一滴血液或唾液分成多股，顺着试纸流过，然后和一组化学试剂混合，以不同的色彩代表不同的检测结果。

其中一种试纸可以诊断肝脏毒性——艾滋病、肺结核、糖尿病和心脏疾病治疗中的一种常见副作用。另一种检测手段正在开发，可以确定患者有没有成功接种破伤风或麻疹疫苗。去年，怀特塞兹参与创办的一家公司已经在美国食品和药物管理局（FDA）注册了这种肝毒性检测工具，最近还开始把它销往海外。

那些节俭科学工具会在发展中世界遇到各种问题，但发明者并不是总能预见到。早前，怀特塞兹的小组就有一个微流体发明遇到问题，只得改变包装。原先的设计适合美国开空调的实验室，但使用它的印度实验室是用吊扇降温的。

克里斯托弗·查尔斯（Christopher Charles），是一名在柬埔寨工作的加拿大研究人员，2008年，他也碰到了类似的难题。缺铁性贫血是当地一个严重的卫生问题。在炊具里面放一小块铁锭可以降低贫血的发生率。但查尔斯很难说服大家采用这个办法。后来他得知，鱼在柬埔寨是好运的象征，他就把设计改成了一条微笑的鱼。后来，这种铁锭迅速普及，当地的贫血率也下降了46%。

普拉卡什很清楚，经实验室验证的发明要变成实用工具，还得迈过几道坎。他在印度长大，小时候感染了潜伏性结核病，而像他这样的人占到印度总人口的三分之一。他告诉我说，降低成本对Foldscope尤为重要。“这个1美元的数字不是随机的。”他说。“从1美元到10美元再到100美元，越往上，受众越稀少。”

另一个关键要素，是在用户和用户社群里培养主人翁意识。“它是一个模块化工具，你可以把它拆开，再组装起来，这个非常重要。”他说。他举了“树莓派”的例子，这是一种信用卡大小的计算机，可以让用户自己编程，成本只有五美元。普拉卡什希望效仿树莓派基金会的一些做法，让自己的发明实现规模化——从小规模做起，专注于用户社群，让用户获得最好的体验。”

不过，他的Foldscope梦会不会实现，现在还不好说。怀特塞兹评价说，这个主意“相当不错”，做教育工具绝对有前，但在课堂以外的用处还有待观察。（在拉各斯的时候，普拉卡什和齐布尔斯基就发现，当时的Foldscope还不能诊断疟疾，因为透镜太简单，识别不出致病寄生虫。）

密歇根大学信息学院教授外山健太郎（Kentaro Toyama）也对Foldscope的用途持谨慎态度，他是《极客异端：从技术崇拜手中挽救社会变革》一书的作者。山健教授指出，Foldscope这样的工具能否成功，取决于用户拿它做什么用，到头来，这不是普拉卡什可以控制的。“至少在目前的全球化经济中，让人赚钱的技能，是那些市场愿意花钱购买的技能。”外山说。“创造奇迹的不是创新技术；而是开拓人类能力的努力。”

一童一电脑也许就可以作为前车之鉴，这家非营利性机构成立于2005年，目标是生产低成本、低能耗的电脑，由发展中国家的组织和政府采购，并分配给学校。但是，这些地方的老师往往不知道怎么把机器和教学结合起来，软件经常出毛病也让人烦恼。

针对秘鲁、尼泊尔和乌拉圭的研究显示（只有乌拉圭的采购量足够所有小学生人手一台），这种电脑对提升学生的阅读和数学能力没什么作用。这家公司也一直没能把价格控制在100美元以下。2009年，它裁掉了一般员工。

普拉卡什指出，Foldscope在概念上跟廉价电脑差别很大——它采用模拟制式，简单，立足使用经验而不是信息。但一童一电脑开启了一种新的思维方式，这一点他表示赞许。有一个叫韦恩·沃塔（Wayan Vota）的人创办了一个网站，专门跟踪该项目的新闻，一直坚持到去年。他说：“第一个冲上山的总要被打下来。”

马努·普拉卡什出生在印度的马瓦纳，一个出产甘蔗的偏远小镇。当初爷爷教他游泳没别的办法，就是把他扔进河里。“那不是个风光秀丽的地方，”普拉卡什说。“一些地方堆满了垃圾。”但就是在马瓦纳，他第一次爱上了昆虫，尤其是水生昆虫。

7岁的时候，他就用哥哥的眼镜制作了生平第一台显微镜。过了三年，他的母亲苏西玛接了份工作，去800公里外兰普尔的一所社区学院教政治学。他的父亲布里吉则留下来经营房地产生意，苏西玛给自己和两个儿子在兰普尔租了间公寓。

之前，这间公寓的房客是个化学老师。“他在屋里设了个科学实验室，还不交房租，”普拉卡什说。“房东把他赶了出去，没收了他的实验器材，因为不知道怎么处置，就全都堆在了屋子里。”于是，普拉卡什和哥哥对燃烧产生了兴趣；

有一次，他们用金属丝搭了一个三米高的印度魔王拉瓦那像，然后把它炸毁。他们也做过一些更实用的项目。施乐公司曾在兰普尔开了一间工厂，每年都要赞助一场模型制作大赛。普拉卡什带领团队连续四年夺冠，为妈妈捧回大奖——要么是一个茶壶，要么是一盒精致的餐具。

他的参赛作品包括邮轮模型；还有结构相当准确的兔子骨架。（“它们的骨头基本跟人一样多，”普拉卡什说。）他的同学会提前一年来找他，要求加入他的参赛队。“虽然我比大家都要矮一个头，但我是老大。”他说。

18岁时，普拉卡什入读坎普尔的印度理工学院，主修计算机科学。2001年的一天，麻省理工学院的教授尼尔·格申费尔德（Neil Gershenfeld）来做讲座。两个学生缠着他不放，表达了去美国深造的愿望。格申费尔德跟校长讨论了两人的情况。“我本来想带那个讨人喜欢、口才好、能说会道的学生，”格申费尔德说。“他劝我选另一个。那个人就是马努。”

普拉卡什于2002年来到麻省理工。他大部分的博士研究都是在格申费尔德的比特和原子研究中心（Center for Bits and Atoms）完成的，这是一个跨学科计划，拥有充裕的资金和一大批疯狂的天才发明家——“一个能让马努一展所长的地方，”格申费尔德这样形容。

普拉卡什在微流体气泡逻辑领域小有名气，因为他证明，小水滴是可以用来储存、携带和处理信息的，就像计算机电路里面的电子一样。在这个研究中心，他结识了两个人，他们的研究后来都成了Foldscope的灵感来源。一个是埃里克·德尔曼（Erik Demaine），麻省理工历史上最年轻的教授，折纸数学领域的开辟者。

另一个是数学家约翰·布什（John Bush），他和普拉卡什合作了不少论文，其中有两篇是关于北极水鸟红颈瓣蹼鹬的摄食机制。在摄食时，红颈瓣蹼鹬的喙可以进行一种快速的夹镊动作，让含裹食物的水滴变成非球面形状，喷射到它的嘴里。普拉卡什仿造了这样一个喙，想用它把聚合物塑造成Foldscope镜片。

2008年，他在图书馆的逾期滞纳金已经累积到几千美元，麻省理工因此扣住了他的学位证书。尽管如此，哈佛学会还是给了他一个职位，在那里，他认识了苏菲·杜蒙（Sophie Dumont），一个来自魁北克的生物物理学家。苏菲把自己的车借给他，还借了他一些钱，让他把能找到的书都还回去；最后麻省理工把博士学位给了他。

三年后，他和苏菲在德里结婚。他们的生活就是不断工作，也可以说是不断玩乐，就看你怎么看了。苏菲是加州大学旧金山分校的教授，研究细胞分裂机制。工作日，他们都在各自的实验室里。周末在家，他们还是各搞各的研究。“厨房现在已经变成实验室了，”苏菲告诉我说。“餐桌是个实验室。浴室也是个实验室。哎，浴室一直都是个实验室。”要他们说几个跟科学无关的休闲形式，那真是难为他们了。

“我们对音乐一窍不通，”普拉卡什说，当时已经是下午，他还在吃着早午餐，穿的洞洞鞋上装饰着橡胶小毛毛虫和大黄蜂，他点了个辣炒鸡蛋。“我们上次去看了邦·乔维（Bon Jovi）的演唱会，那也是我们第一次看演唱会。”他老婆纠正他：“不是邦·乔维。是比利·乔（Billy Joel）！”

苏菲的包里带着自封袋，用来存放普拉卡什找到的各种标本——公寓附近针叶树上的一只吹沫虫，炒鸡蛋里的一只飞虫。他不停地用Foldscope四处观察，杜蒙告诉我说，有时还会引起不必要的注意。有几次，他不得不为机场安检人员示范Foldscope。

“一开始，我说这是显微镜，他们都是一副难以置信的样子。”他说。“到最后，他们都兴奋得不得了。”杜蒙还提起其他一些事，比如有一次，普拉卡什被要求离开旧金山的一座公园，因为有人举报他存在可疑行为。“总体上讲，人们对科学的态度没有用对地方。”他说。

今年早些时候，普拉卡什坐在自己的办公室里，接到了律师们打来的电话。他的办公室在斯坦福大学科学与工程方院的地下。虽然实验室是全新的，但看上去已经用了很久了。黑色的台面上满是乱七八糟的物件——钳、管子、夹钳，一个水族箱里装满了淡玉米糖浆。

在普拉卡什的办公室里，一只死海绵摆在他桌上，就像一大团肥皂泡。律师们是想知道，他要成立的那家独立公司叫什么好——这家公司将负责Foldscope的规模化生产，日后还会涉及其他节俭科学工具。律师们还让他想一句使命宣言。这让普拉卡什有些不知所措，“要我用一句话要解释我们所做的一切！”他说。

在实验室里，机械工程专业学生劳雷尔·克鲁（Laurel Kroo）正在研究三叶虫化石的复眼，希望改善Foldscope的镜头设计。

而机械工程师哈里普莉亚·穆坎达拉扬（Haripriya Mukundarajan）则忙着捣鼓一个半透明的盒子，里面全是活蚊子。她和普拉卡什一道，正在开发一种针对疾病暴发的预警系统，就是在明信片上覆盖化学凝胶小珠，让饥饿的蚊子误以为是人肉，前来取食凝胶。

只要这些昆虫携带有病原体——比如疟疾或登革病毒，它们就会在凝胶上留下痕迹。“它们叮咬你的时候，其实是在往你体内吐东西。”穆坎达拉扬说。志愿者们把明信片在户外放置一周，然后扔进信箱，寄到一个实验室。普拉卡什和穆坎达拉扬计划，明年在肯尼亚设立第一个实地考察点。

另一个学生乔治·科里尔（George Korir）正在捣鼓一件造价5美元的原型，这是一种手摇化学装置，基础部件是一个Kikkerland公司出产的音乐盒，它用打孔纸卷来设定歌曲演奏程序。

在科里尔改造过的盒子里，孔眼会告诉盒子该分配什么化学物质——每个音符对应一种液体。给以恰当的孔眼和化学品，它就可以检测水或土壤中的污染。科里尔来自肯尼亚，2012年就来到普拉卡什的实验室。他也在试验各种方法，想用这个盒子在偏远地区检测疟疾。（目前还没有成功。）

普拉卡什和律师们结束通话，最终还是没有敲定名字或使命宣言。他开始往纸箱里装设备——一捆黑色橡胶管，一部真空泵——准备回家做实验。注意到时间以后，他大喊一声“谁想踢足球？”就冲了出去。实验室的周五足球赛已经开始了。

在球场边，我和吉姆·齐布尔斯基在一颗桑树下坐下来。在普拉卡什的实验室里，齐布尔斯基所做的海外Foldscope研究是最多的，比普拉卡什都要多。他看上去疲惫不堪。再过几周，他就要进行博士论文答辩，课题是节俭科学，而且，他最近刚从肯尼亚回来，在那里试验新版Foldscope，一种经过调整、更适用于医学诊断的版本。

2014年，他在加纳用原来的Foldscope检查血吸虫病，但遇到了问题。这种疾病影响全球2亿多人，由寄生扁虫引起。用Foldscope可以检测到尿样中的血吸虫卵，但齐布尔斯基说，样本污染太难避免，而且整天都眯眼看一个针孔，实在太累眼了。

最新的医用版Foldscope成本10美元，内置一个投影仪，卫生工作者不用把它举到眼前，可以跟整个团队一起观察。齐布尔斯基在肯尼亚的检测结果发现，有54名儿童感染了血吸虫，占到实验组的一半人左右，但对他来说，这个消息给人以希望。“现在有了诊断结果，他们都可以得到治疗了。”他说。

有时候，齐布尔斯基不得不跟在普拉卡什这个“堂吉诃德”后面，当他的“桑丘·潘萨”。虽然普拉卡什喜欢热情地赞美Foldscope，称它是细菌理论教学的最好工具，但靠那个标准镜头，你很难看到尺寸小于两微米的任何东西，而细菌通常只有不到一微米大。

去年，在坦桑尼亚的一所学校，齐布尔斯基说服卫生主任，嘱咐他不要让学生用Foldscope寻找手上的微生物。他担心孩子们看不到任何东西，然后误以为自己的手非常干净。（在样品细菌浓度比较大的情况下，比如牙菌斑里面，就没有这样的问题了。）

在同一所学校，齐布尔斯基还发现了另一个问题：教师们都把Foldscopes当成贵重的易碎物品，每次一上完课，就要从学生手里收上去——这跟他和普拉卡什的本意背道而驰。

太阳落山了，足球混战也结束了。普拉卡什跑过来，手里拿着什么东西。“看看这个再走，”他说。“你的Foldscope呢？”我拿出我的显微镜。他往载玻片上放了一个很细小的东西，插到透镜下面，递给我。我把它举到眼前。“你觉得这是什么？”他问。

不放大的话，看着就像颗海盐。但当明亮的镜头进入视野时，可以发现它是个囊状物，里面隐约能看到一颗细长的头颅。“未萌芽”一词浮现在我的脑海。

“我还在看。我看到很多腿。是蜘蛛蛋吗？”

“很接近了，”普拉卡什说。“这绝对是节肢动物。来，我们一起看看。”他用磁铁把我的Foldscope吸到他手机上，对好镜头，然后打开相机。

经过对焦图像逐渐清晰起来。“太不可思议了，”，他感叹说。齐布尔斯基俯身来看。普拉卡什慢慢平移镜头，把这个动物扫视了一遍。“这是个蚂蚁幼虫，”他说。“蚂蚁小时候就是这样的。这是内脏。这些都是腿。我们可以坐在这里，看着它发育成一只真正的蚂蚁。”

我们没有等下去。普拉卡什约了老婆，这会儿已经迟到了。在回实验室的路上，他注意到一队蚂蚁穿过道路，立刻指给我们看。这很可能不是搬家，他说，因为蚂蚁嘴里都没叼蚜虫。他蹲下身，仔细观察起来。接着，记起有事在身，他又站起来，继续往前走去。

翻译 / 雁行


Source ：《newyorker》