不是資優生，也能出類拔萃

名人推薦：道頓為我們介紹了十二個孩子的故事，探討他們追求卓越的動力。
其中有一個男孩用太陽能為家庭帶來溫暖；有一個女孩認為馬幫她父親提振精神，也必然可以鼓舞失志員警；有人一心想要造機器人，最後發明了能做語言溝通的手套。
道頓介紹這些科展另類英雄的夢想，決心與勇氣，也透露他們能成功的重要因素：有全力支持的良師益友。
家長、老師，以及任何渴望一窺這些年輕科學創造力來源的人，都可以從道頓述說故事得到鼓舞與啟發。

──《出版人週刊》

第一章 全球最年輕的核融合天才
一知半解最危險！
——英國詩人波普（Alexander Pope）


第一眼看到泰勒‧威爾森（Taylor Wilson）時，印象最深刻的就是他的個頭非常小。十四歲的他只有四十三公斤，瘦小的身體藏在寬大的衣褲裡，彷彿在Ｔ恤及牛仔褲裡游泳。金髮的泰勒頂著馬桶蓋髮型，瀏海底下有一對藍眼睛。他有唱詩班男孩高亢的聲音，彬彬有禮的回答「是的，阿姨，這是我第一年參加科展」、「是的，阿姨，我來這裡很高興」之類的問題時，更惹人愛！
在二○○九年的英特爾國際科展，泰勒是我最先留意到的參賽學生之一。我本人特別喜歡小狗及神奇寶貝，因為它們都很可愛，泰勒會吸引我也是因為他很可愛。但當我開始與泰勒討論他的研究時，他竟然一連串講了幾個恐怖的詞彙，例如鈾、恐怖主義、可分裂放射性同位素等等，我才清楚發現他討厭人家說他可愛。泰勒希望大家對他認真看待。他參加科展的目的，就是想證明只要有決心，小孩子也可以做大事。我承認剛開始時，我的確半信半疑。泰勒的父母（肯尼斯與蒂芬妮）也曾如此。不過在四年前的某一天，泰勒請父母到後院欣賞他的創作後，他們對兒子的看法完全改觀。
那天，泰勒的父母很配合的跟著兒子來到後院。泰勒自豪的展示一個塑膠藥罐，裡頭塞了糖及他老爸的樹根剝離劑。泰勒從網路上得知，樹根剝離劑含有硝酸鉀，硝酸鉀若與糖混合，點火後就會爆炸。泰勒還在塑膠罐的頂端裝了引信，經過一番炫耀後，他劃下火柴。這舉動來得太快，快到泰勒父母還不知道該怎麼反應及思考。不過既然是個小罐子，即使爆炸，規模也應該不大，不是嗎？
然而不到幾秒，竟爆出轟雷巨響，連鄰居都嚇一大跳，紛紛驚慌的跑到屋外。他們往泰勒家後院望去時，發現空中出現了一朵迷你的蕈狀雲。雖說迷你，但要記得，泰勒當時年僅十歲。而且他已決心要進行一項更大的計畫，連父母都蒙在鼓裡。
自由的家庭學習風氣
泰勒沒學會製作炸彈之前，是家裡的開心果。他無時無刻不在唱歌，即使在學校也是如此。他的舞技也是一流，充滿個人特色，手腳自由轉動的靈活程度，有如直升機的旋翼葉片。泰勒的成長過程與一般小孩無異，只不過他追求自我興趣的執著程度，讓父母覺得有些極端。三歲時，泰勒迷上建築裝備。那年聖誕節，他要求的禮物是硬頂工程帽、螢光背心以及「貨真價實」的橘色工程錐（泰勒唾棄玩具），並真的利用這些裝備在家門前指揮交通。七歲時，他決定成為太空人。他房裡有一張海報，上頭列出美國航太總署及俄國人自一九三○年代起建造的每一具火箭。海報剛貼上去沒幾天，泰勒便可以把所有火箭的名字背得滾瓜爛熟。
泰勒十歲時，祖母送了他一樣禮物，現在看起來，她大概悔不當初。這禮物是一本名為《輻射童子軍》的書，內容描述一個真實故事：一九九○年代初期，一位名叫大衛‧韓恩（David Hahn）的少年在自家後院的苗圃，建了一座核反應爐。在大衛就快把整個社區用核武炸掉之前，環保署即時派人著全套防爆裝把它拆了。這本書清楚提出警訊：「小朋友，別在家裡模仿這種行為。」不過，泰勒也清楚看到這本書提出的一項事實，那就是如果小朋友真的嘗試建造核反應爐，是有可能成功的。也就是說，如果夠聰明，知道怎麼搞的話。
泰勒從書上得知，輻射存在於生活周遭，有些有害，有些則無害。泰勒覺得輻射真是太酷了。但究竟酷在那裡，他其實也不是很清楚。或許是因為原子非常小、且看似無奇，卻又充滿神奇的力量，很像泰勒自己。無論什麼原因，泰勒都想知道更多。但首先他需要爸爸的幫忙。
「爸爸，可不可以給我一個蓋革計數器？」
泰勒的家鄉德克薩卡納是個小鎮，他的父親肯尼斯個性隨和，與街坊鄰居都很熟。其中一位鄰居，正好是鎮上災難應變辦公室的主管，業務包括負責偵測核威脅。泰勒因此認為那個辦公室裡肯定有老式的蓋革計數器，應該可以借來用用。
泰勒的這個要求跟他當時的其他要求一樣，都讓老爸肯尼斯有點擔心。不過肯尼斯愛子心切，總是不會斷然拒絕。他打了電話，果然災難應變辦公室真的有蓋革計數器，而且這位朋友保證，蓋革計數器不會對小孩造成危險（除非泰勒的創造力真到了極點）。聽他這麼說，肯尼斯放心多了，心想：順兒子的意應該沒什麼問題，畢竟在德克薩卡納這個小地方，能有什麼放射物質可以讓泰勒胡搞的！
泰勒拿到蓋革計數器後的某天，媽媽蒂芬妮載著他前往附近一個叫熱泉的小鎮，泰勒坐在車裡，直接把便當盒大小的蓋革計數器擺在大腿上。熱泉因為是美國前總統柯林頓的故鄉而聞名，最熱鬧的那條大街是三線道，兩旁古董店林立。他們來到一家古董店，走到滿布灰塵的角落，那裡擺滿華麗的衣櫃及維也納古董鐘。此時泰勒突然看見一些稱為Fiestaware的亮橘色器皿，眼睛為之一亮。他緊盯著一疊盤子直走過去。
很少人知道Fiestaware陶器上的亮橘色塗料含有鈾，因此它其實具有放射性。這種陶製品無論保存多久或是積多少灰塵，都會持續釋放出次原子粒子，蓋革計數器一偵測到，就會達達作響，響聲的頻率愈高，代表輻射源愈近及愈強。泰勒逐步走近盤子，計數器也開始響了起來。等靠近盤子只有一臂之遙時，計數器響聲大作，強度達到最高點，連老闆都伸長脖子，朝店裡後頭看究竟發生什麼事情。
「你的陶器有輻射！」泰勒得意洋洋的告訴店主，搞得他一臉困惑。之後在泰勒買了一個盤子離開時，店主才稍微鬆了一口氣。就這樣，泰勒擁有了人生中第一個具有放射性的製品，而他的蒐集癖也正式展開。
加入核融合先驅俱樂部
泰勒的輻射品收藏量在兩年內持續增加，但他仍不滿足。他不只想擁有這些東西，還想親自做實驗，而且是最具挑戰性的實驗：建造一組小型核融合反應器。
一九九○年代，有一批愛好核能的業餘專家，開始在自家車庫或地下室，試做核融合反應爐。他們自稱「核融合先驅」（fusioneer），擁有專屬網站fusor.net，讓會員交換零件及心得，就像古董車愛好者在網站上交換維修心得及引擎零件一樣。
對核融合有興趣的人，可是有分等級的。入門者稱為「搜刮客」（Scrounger），他們懂得組合零件。往上一級是「電漿俱樂部」（Plasma Club），這些人有能力建造「核融合反應爐模擬器」，製造出電漿，這是進入融合階段的踏腳石。最高等級則是「中子俱樂部」（Neutron Club），會員建造的核融合反應爐已可融合原子，產生中子。一九九九年時，中子俱樂部只有兩位成員，二○○一年加入三位新會員。泰勒在二○○七年無意間看到這份名單時，會員已增加到三十人。泰勒當時十二歲，發誓要成為第三十一位中子俱樂部的會員。
泰勒於是開始發電郵給fusor.net的會員，向他們索取多餘的零件，並提出各種問題。但是這些會員都有戒心，特別提防新會員，畢竟他們的嗜好是有風險的，而且十二歲的小朋友對輻射有興趣，似乎令人擔憂。有些人認為這個網站讓小孩陷入險境，有些人則認為與其讓小孩獨自摸索，還不如從旁提供意見，反而較為安全。然而泰勒對核物理的領悟能力，卻讓一些會員刮目相看。
終於，泰勒提出的幾個問題引起了中子俱樂部成員衛理思（Carl Willis）的注意。二十七歲的衛理思是研究生，穿著保守，戴副眼鏡，是個讓人印象很不錯的年輕人。不過他十二歲時，就曉得利用Clorox牌子的漂白粉製造生平第一顆炸藥。大學期間，他在宿舍裡把一團火藥像打雞蛋一樣快速攪拌，然後放進微波爐裡企圖烘乾。幾秒鐘後，微波爐炸成火球，宿舍的人全部緊急疏散，大家對他的實驗也因此格外擔憂。化學系的教授眼見他已成為脫韁野馬，只好開放實驗設備供他二十四小時使用，想說這比讓他在宿舍裡瞎搞還安全點。在實驗室老師的指導下，衛理思的才華瞬間起飛。二十二歲那年，他建造了一套核融合反應爐，也因此成為中子俱樂部的第十位成員。
衛理思很幸運獲得了幾位前輩的指導，慢慢培養出興趣，不過當時他生活周遭多數的大人都覺得他走上偏路，必須及時回頭。因此他看到泰勒的請求時，便強烈感覺必須幫他。衛理思開始將相關的論文用電子郵件傳給泰勒，時間一久，兩人便成為莫逆之交。泰勒的一些稀有收藏品，常讓衛理思很羨慕。不過衛理思有一項收藏是泰勒沒有的，那就是核融合反應爐。此外，衛理思是地位崇高的中子俱樂部會員，而泰勒只是初階的搜刮客而已。
衛理思知道許多搜刮客最後都會放棄，不希望看到泰勒也是如此。高壓電源供應器是建造核融合反應爐不可或缺的關鍵，也是非常昂貴的機器，全新一部造價約在五千至一萬美元之間。泰勒到處尋找這種電源供應器，但都未能成功到手，最後衛理思幫他借到了。現在，關鍵的機器已到手，剩下的問題是，其他零件該去哪裡找？
出乎意料的是，答案竟然在內華達州的雷諾市。
效法孟母三遷
雷諾市以賭場、脫衣舞俱樂部及酒吧而聞名，但這裡卻也藏了一所專收天才兒童的學校，裡頭的小孩個個神通廣大，但在一般的學校卻適應不良，他們有一個共同的陰影：因為太聰明而遭人嫉妒。
從一九九九年以來，大衛森夫婦便一直在協助這些孩子，找尋適當的輔助與資源，來超越自我。二○○六年，大衛森夫婦在內華達大學雷諾分校找到合適的校地，創立了大衛森學院，開始對外招生。
威爾森夫婦一直希望泰勒對輻射的喜好會稍縱即逝。然而過去四年，泰勒對輻射的迷戀卻與日俱增，夫婦倆開始擔心起來。不過更令人煩惱的是，泰勒對上學已逐漸不感興趣。雖然他的學校成績依舊全是Ａ，但上課時卻都在睡覺。在家裡，他收藏一大堆零件，準備組合一部核融合反應爐。他遲早會組合完成，之後打開開關……屆時怎麼辦？
與其天天在家提心吊膽，不如幫泰勒換個環境。威爾森夫婦二話不說，馬上打包搬家。沒想到來到雷諾市之後，泰勒遇到一位類似衛理思的摯友，慢慢帶領他發揮自己的專長。
生命中的貴人
布林斯米德（Bill Brinsmead）德對核武器總是展現正面的幽默感，大衛森學院也因此認為他最適合擔任泰勒的老師。看到泰勒，布林斯米德想起自己在他這個年紀時，每回上科學課總是覺得太無聊，布林斯米德大多數的老師都不知道，該如何輔導他建造夢想中的各種機器。八年級時，布林斯米德自己拼湊出一部雷射機，並且以這項作品報名參加中學的科展比賽。結果他輸給了一位女孩，她的作品是拿維他命Ｃ去餵食迷你豬，同時她的海報也做得比布林斯米德的漂亮。自此之後，布林斯米德對科展逐漸失去興趣。
如今布林斯米德低頭看著泰勒，面臨了兩個選擇。他可以把泰勒導向適合他年齡的科展實驗（例如氫動力汽車），或是從旁協助他創造一項超酷的作品。
略加思索之後，布林斯米德告訴泰勒：「小伙子，開工吧！我帶你去觀賞我的收藏品，看看有什麼可以利用的。」
晉升電漿俱樂部
布林斯米德帶泰勒進入每間庫房尋寶，看遍架子上所有的破銅爛鐵。「這個可以用……這個也可以……」布林斯米德偶爾喃喃自語，適時提供泰勒各種專業意見。經過數月的研究和焊接，他們成功組合出一部閃閃發光的金屬機器。如今一切已準備就緒，可以嘗試開機了。緊張的時刻終於來臨，實驗的結果將決定泰勒是否可以從最低階的「搜刮客」，晉升到上一級的「電漿俱樂部」。
一切就緒後，布林斯米德把氬氣灌入反應爐裡，然後打開開關。在此同時，泰勒從窗口往爐內望去。起初他只看到柵極的鎢絲逐漸發紅。但隨著電壓慢慢增大，泰勒看到柵極周圍出現藍色的薄霧，旋在半空中，有如幽靈一般。這不就是電漿嗎！泰勒趕緊拍了幾張照片存證，然後張貼在Fusor.net網站上。沒多久馬上有人回應恭喜他，衛理思是第一人，之後陸續有許多恭賀的留言。就這樣，泰勒正式成為電漿俱樂部的會員，並且開始贏得同儕的尊重。
第三十一位中子俱樂部成員
過了幾天，泰勒與布林斯米德重新檢查機器，鎖緊各部位的螺絲，並且調校了幾個零組件，準備第二回的實驗。不同的是，這次他們不是從小窗口往爐內看，而是直接躲在鉛牆後面。這是因為這回，爐內充填的氣體改為氘。氘是可進行核融合的氣體，氬氣則不是。這表示只要一切順利，泰勒不僅能製造藍色電漿球，還可以讓球體內的原子進行核融合。
核融合聽起來場面應該很熱鬧，但實際上卻是頗為安靜的過程，不會出現大霹靂或爆炸聲響。泰勒和布林斯米德在鉛牆後面唯一聽得到的聲音，是來自電源的一點劈啪聲，以及一旁電腦的幾聲嗶嗶響而已。只有在他們關掉電源，從鉛牆後頭走出來之後，根據反應爐旁擺的一個稱為「氣泡劑量計」的小玩意兒，才會知道實驗是否成功。
如果泰勒在劑量計裡看到氣泡，就表示他已經製造出中子，這也意味著他成功的讓氘原子進行核融合了。換句話說，經過四年的零件蒐集、擔心父母反對、遠離家鄉，泰勒終於可以說，這一切辛苦都是值得的。
泰勒拿起氣泡劑量計，結果只看到一顆氣泡。他打開反應爐再試一次。這回劑量計裡出現五顆氣泡，看來應該足夠取信任何人了。
那天晚上，泰勒將他的突破證明，公布在Fusor.net網站上。沒多久，該網站隨即宣布他是全世界第三十一位，成功建造核融合小型反應爐的業餘核能玩家，同時也是最年輕的一位。泰勒的父母得知這個好消息後，馬上帶他到外頭吃晚餐慶祝。他的老師則建議他，以該項作品報名參加幾個星期後即將舉行的地區科展。
進軍英特爾國際科展
科展開幕那天，泰勒和布林斯米德用推車把反應爐推到會場，許多學生紛紛過來一探究竟，但卻看不出這究竟是什麼玩意兒。他們倆把參賽作品取名為〈二‧五百萬電子伏中子通量下的次臨界中子擴增機〉，然而大家還是一頭霧水，乾脆叫它是「核反應堆」，這名稱立刻傳遍會場。當下，所有參賽者都意識到，自己頂多只能得到亞軍而已。畢竟在科展上拿核反應爐參賽，有如開著法拉利超級跑車參加小型賽車比賽一樣，穩拿冠軍的。
頒獎典禮上，泰勒果然得到了冠軍，同時獲得二○○九年英特爾國際科展的決賽資格。
與泰勒見面後不久，我無意間看到《輻射童子軍》這本書。四年前，就是這本書開啟了泰勒的輻射之旅。讀著讀著，我才發覺該書的主角大衛‧韓恩簡直就是泰勒的翻版。青少年時期的大衛特別沉迷於放射性，並決心以一切代價建立一座核反應器。這段經歷基本上與泰勒完全相同。但自此之後，他們兩人的機遇大不相同。大衛的興趣完全被穿防爆衣的消防人員澆熄了，泰勒則有幸繼續下去，而且會有一個快樂的結局。
泰勒曾經像大衛一樣，有可能誤入歧途，變成父母最深的擔憂。不過泰勒並未走上歧途，其中最重要的關鍵就是「親友的支持」。大衛孤單、憤怒、無所事事，但又滿腦子鬼主意，他的「壯舉」遲早會釀成難以收拾的災難。
泰勒的命運則完全不同。他並非獨力建造核融合反應爐，而是碰到一些貴人。例如研究生衛理思，教導泰勒必要的專業知識；布林斯米德提供零件，幫他組合反應爐；大衛森夫婦，特別照顧那些遭美國教育界遺忘的天才，設立了一家專門的學校來培育他們的獨特天分。最重要的功勞則屬於泰勒的父母，他們展現了無比的耐心，他們從沒有擋了他的路，即使每一次他們都直覺想替泰勒踩剎車，但最後還是讓他適性發展。
這些人願意將懷疑擱置一旁，相信只要給予機會，孩子一定能夠成就大事。聽完泰勒的故事之後，我相信他已經可以闖出一片天。他的身旁有太多人默默在鼓勵他。他們完全相信泰勒，也在他身上下了賭注！
此刻，泰勒只需要贏得英特爾國際科展，就能證明這些貴人的抉擇是對的。
（摘自本書第一章）

第一章 全球最年輕的核融合天才
一知半解最危險！
——英國詩人波普（Alexander Pope）


第一眼看到泰勒‧威爾森（Taylor Wilson）時，印象最深刻的就是他的個頭非常小。十四歲的他只有四十三公斤，瘦小的身體藏在寬大的衣褲裡，彷彿在Ｔ恤及牛仔褲裡游泳。金髮的泰勒頂著馬桶蓋髮型，瀏海底下有一對藍眼睛。他有唱詩班男孩高亢的聲音，彬彬有禮的回答「是的，阿姨，這是我第一年參加科展」、「是的，阿姨，我來這裡很高興」之類的問題時，更惹人愛！
在二○○九年的英特爾國際科展，泰勒是我最先留意到的參賽學生之一。我本人特別...

前言

創造奇蹟
活了這麼大把年紀，我終於領悟到一件事情，
那就是與事實相比，至今所有科學發現只不過是處於起步階段，尚未成熟。
不過，人生中最寶貴的東西就在於此。
——馬克吐溫


眼前的蟑螂隻隻如手機般大小，郵局快遞寄來時還活著。
十五歲的崔斯坦‧威廉斯（Tristan Williams）把一整包蟑螂倒進箱子後，開始在蟑螂背上編號，總共從1號編到20號。他用雞飼料及吃剩的食物餵蟑螂，但卻慢慢發現有一種食物牠們始終不吃，那就是Krispy Kreme牌的甜甜圈。崔斯坦開始納悶起來——難道蟑螂發現這牌子的甜甜圈裡，有某種不為人知的祕密？這個問題雖然值得深入探究，但此時崔斯坦卻有其他要務必須先完成。
時值三月，科學展覽會（簡稱科展）競賽季即將展開，有一系列的活動讓各家好手一展高下，對此崔斯坦滿心期待，沒有什麼事能更吸引他。四眼田雞的崔斯坦今年讀高二，他絕頂聰明、卻毫無運動細胞，很小就立志朝科學發展。從幼稚園開始，崔斯坦就經常參加科展競賽，成績極為優異，除了小學五年級那次之外，年年得第一。他究竟有何獲勝祕訣？答案當然是「昆蟲」。
崔斯坦在小一時，發現螞蟻非常討厭樟腦的味道，於是發明了樟腦驅蟲劑，成功的讓蒼蠅遠離他妹妹的馬。到了小六，他從書上得知球潮蟲（pill bug）習慣吃含鉛、鎘等有毒化學物，於是進行了一項實驗，證明這種蟲可用來清理有毒廢棄物垃圾場。九年級時，他聽到母親抱怨食物儲藏室裡有麵粉甲蟲出沒，於是想出了利用油瓜當驅蟲劑的辦法。崔斯坦在這方面的聰明才智無與倫比，他的臥房裡擺滿了各種比賽獎盃和藍絲帶。他努力往上爬，在郡級和州級比賽不斷得名；今年，崔斯坦更決心要以他的作品角逐科展的最高榮譽。
這次他想利用蟑螂來得名。更明確的說，他想用的是「馬達加斯加蟑螂」。他從書上得知，這種昆蟲有兩大絕活：敏銳的嗅覺、以及受威脅時會發出很大的嘶嘶聲。崔斯坦家位於美國新墨西哥州拉斯克魯塞斯市，離美墨邊境僅八十公里，常可見到警察定期在高速公路及學校查緝毒品。他聽說緝毒犬非常昂貴，每隻須花費兩千千美元來訓練。崔斯坦於是靈機一動，心想可否訓練馬達加斯加蟑螂，讓牠們聞到某些氣味時便發出嘶嘶聲？如果訓練成功，執法單位便可以捨棄昂貴的緝毒犬，改用便宜許多的蟑螂來緝毒。
參加科展的天才就是有這種稍縱即逝的絕妙靈感，崔斯坦衷心期待的就是這一刻。然而絕妙靈感只是第一步，崔斯坦必須先解決一連串的棘手難題，他的實驗計畫才有可能著手進行。首先是毒品的使用。他知道爸媽絕不可能同意他私藏大麻，即使純粹用在實驗上也不行。除此之外，依照規定，要在科展上使用非法物品，必須先經過冗長的文書申請作業，獲准後才可使用。為了避免麻煩，崔斯坦想要以其他氣味代替毒品，讓他一樣可以證明他的觀點。想著想著，他不經意看到桌上有一枝墨水筆，隨手拿了起來，打開筆蓋，聞聞筆尖的墨水。「這個味道可以，」崔斯坦心想。
他開始精心設計實驗內容，擬定各種參數。一切就緒之後，崔斯坦準備應付下一個更棘手的難題：蟑螂可以訓練嗎？不過凡事總得試試才知道。他決定展開行動。
崔斯坦把手伸進箱子，抓出一號蟑螂，放進塑膠碗裡，以防牠跑掉。接著他取下墨水筆的筆蓋，用筆尖在蟑螂前方略微揮動，再以手指戳一下蟑螂，看看牠是否會發出噓聲。崔斯坦不斷揮筆、戳蟑螂，一直重複，想知道蟑螂是否會單純因為聞到墨水的氣味，而發出噓聲。在重複了八十五次之後，一號蟑螂終於學會了，這證明崔斯坦的假設正確無誤。此刻的他，無比興奮，一口氣訓練了二十隻蟑螂，詳實記錄所有結果，並寫了一份報告，說明如何將此發現應用在毒品檢測上。他知道警察不大可能以蟑螂取代緝毒犬，但以往也有一些更奇特的發明獲得重視，他的發現應該也有成功的機會才是。
數星期後，崔斯坦在當地一場科展裡公開他的實驗，雖然在會場上沒有引起很大的注意，但卻讓評審留下深刻的印象。結果崔斯坦拿到冠軍，取得進入州級競賽的資格。他後來在州競賽裡同樣獲得勝利。皇天不負苦心人，經過十年的各種實驗之後，崔斯坦終於可以在全國競賽裡大展身手了。
《紐約時報》風聞他的實驗後，給了他一個「蟑螂神童」的封號。許多電視台蜂擁到他家，拍攝蟑螂現場發功的畫面。崔斯坦甚至聽說，附近羅沙拉摩斯市（原子彈誕生地）的科學家也採用相同原理，訓練了一窩會聞炸彈的蜜蜂。至此，崔斯坦還必須跨越最後一道障礙，才能在科展圈裡永久留名，那就是搭飛機前往俄亥俄州克里夫蘭市，參加英特爾國際科展。
英特爾國際科展堪稱是科展中的超級盃，每年至少吸引五十個國家、超過一千五百位高中生來參加比賽，角逐價值四百萬美元以上的獎品和獎學金。崔斯坦知道英特爾國際科展是科展界裡最頂尖的比賽，競爭想必非常激烈。但一直到真正踏入比賽大廳，在一排又一排的比賽攤位繞了一圈之後，他才赫然發現，他的競爭對手竟然如此厲害。在大廳一角，有位戴眼鏡的女孩展示如何合成一種藥物，來減緩癌細胞的生長。在另一個展示間裡，三位來自巴西的男生，展示一隻類似電影「魔鬼終結者」的生物手臂，現場觀眾為之驚訝不已。在另一個角落裡可以看到，基因改造植物似乎可望徹底解決全球飢餓問題。這些都還只是崔斯坦看得懂的實驗作品。有些參賽作品，例如〈利用P450酵素的交互作用，以擴增內生動情素：誘發動情的創新機制〉，單單是標題就已經讓他暈頭轉向了。
看了所有參賽作品後，崔斯坦開始冒汗。與這些堂皇的科學作品相較，他訓練出來的蟑螂根本難登大雅之堂。儘管多年來苦心進行實驗，儘管忍受了同學對他的蟑螂作品百般嘲諷，崔斯坦看來終究要空手而歸了。他根本一點勝算也沒有。
真是如此嗎？
菁英聚集英特爾科展
很多人都參加過科展。實驗培養皿、馬鈴薯時鐘、吸引眾人目光的蘇打火山……這些都是科展會場裡必備的東西。記得小學五年級的時候，我的參展作品是一張硬紙板，上面貼著從家裡後院挖來的小石頭。雖然沒有得名，但我卻對自己的作品感到自豪。當時的夢想是長大之後成為科學家。
二十幾年後，我來到紐約當了記者。某天上網時突然看到《紐約時報》的一篇文章，報導崔斯坦以及他訓練出來的嗅毒蟑螂。看到他這麼有創意，努力不懈，且對科展抱持如此崇高的理想，我無比的感動。科展有如高智商學生的「星光大道」節目，讓崔斯坦這樣聰明的小孩有大顯身手的機會。我熱情的為崔斯坦喝采，但更加深入挖掘後，卻很遺憾的發現，英特爾國際科展根本不覺得他值得獲獎。怎麼會這樣呢？這個競賽真是如此嚴酷嗎？
二○○九年五月十日，我搭機前往內華達州雷諾市，參加該年的英特爾國際科展。抵達會場後，我閒逛一番，隨即了解為什麼「訓練蟑螂」會落選。在展場上，首先讓我震驚的作品是一座核融合反應爐，它用太陽產生能量的原理來融合原子。往下走幾個攤位，我赫然看到一位學生利用基因改造技術，繁殖出所謂的「智慧毛毛蟲」，牠可是神通廣大，可以做一些跟毛毛蟲完全無關的事。隔壁攤則是一位學生的奈米科技實驗，已獲得五項專利，並且有一家公司捧著一千兩百萬美金準備投資。每參觀一個隔間，我都必須隨時提醒自己，這些實驗的設計者都是「小朋友」，而非大人。許多大人也跟我一樣，看完一個個超現實的三面隔間實驗室之後，莫不留下深刻的印象。
南密西西比大學生物科學教授貝利班尼（Larry Bellipanni）四十年來參加過無數科展，專門研究學生的參賽作品。他表示：「科學家多年來無法解決的許多難題，現在正由高中生在解答。」亞利桑納大學醫學院教授耶格爾（Andrew Yeager）擔任科展評審已三十年，他也認同貝利班尼教授的看法，並且補充說道：「這些參賽實驗的複雜程度，許多皆已超越碩士、甚至博士階段的研究水準。」科展會場也是找尋創意人才的好地方。美國國家衛生研究院的代表、聯邦政府機構、頂尖大學以及許多組織，都會親臨各個科展隔間，找尋科學界的明日之星及創新的實驗概念，每次都滿載而歸。
以防止墜機為例，二○○九年美國全美航空公司的一架飛機由於引擎遭受鳥擊而故障，最後迫降在哈德遜河上。為此，航空界的工程師更加倍努力，希望發明一套野鳥雷達系統，來避免類似問題再發生。不過現在有一位學生已想出一個更為簡單的方法。住在南卡羅萊納州希爾頓希德市，年僅十七歲的史黛恩（Katie Stine）設計了一具網狀金屬圓錐，放置在飛機引擎前端，可以讓空氣自由通過，但把所有外來障礙物導引開來。由於無法實際在飛機上測試，史黛恩想到利用網球發球機來模擬相同的情況。她把發球速度設定在每小時一百六十公里，然後密集朝圓錐體發射，模擬鳥擊的情況。她的實驗原型獲獎無數，或許很快便可申請專利。其實這種成就在科展上隨處可見。平均每五個科展項目中，就有一個正在申請專利。
參加科展的學生，都希望自己的作品有朝一日可以改變世界，而這絕不是異想天開。一九九一年，美國航太總署發射伽利略號太空船到木星時，曾貼著九五一號小行星（Gaspra）的軌道進行自動拍照，當時使用的資料即是由美國麻州牛頓市一位十七歲學生馬德拉斯（Claudine Madras）蒐集的。治療自閉症、阿茲海默症等疾病的部分方法，也是某些科展學生的貢獻。佛羅里達州根茲維市的十七歲少年凱爾‧瓊斯（Kyle Jones），發現一種稱為共軛亞麻油的物質，能在三天內殺死百分之九十的結腸癌細胞。著名的安德森癌症中心隨即以他的研究為基礎，進一步進行各種實驗。田納西州亞科雅市的十六歲學生泰勒‧瓊斯（Taylor Jones），發明了一種殺菌燈，可以在販賣機發送瓶裝飲料的同時，殺死瓶身上潛藏的微生物。這項發明已申請專利，不久之後，我們從販賣機購買飲料將更加安全。
除了癌症療方和更乾淨的飲料罐之外，參加科展的學生還有很多發揮空間。有些專家堅信，美國的未來完全掌握在這些孩子身上。根據國際教育統計中心最近的一份報告顯示，美國十五歲學生的科學成績，遠遠落後中國、日本、加拿大、捷克及其他十八個國家的學生。負責研究國家安全威脅解決方案的哈特拉德曼委員會（Hart-Rudman Commission）表示，美國數學和科學教育的失敗「對美國帶來的威脅高於……任何潛在的常規戰爭。」就連比爾‧蓋茲也憂心美國的科學教育。他在一場州長高峰會上表示：「我到國外旅行，看到他們的高中生，再看看我們自己的高中生，相較之下，我對美國下一代的工作能力感到無比憂心。」
高中的科展不像運動一樣，很少吸引熱情粉絲。不過這個現象正在改變。二○○九年，美國總統歐巴馬宣布：白宮將開始舉行年度科展，期望將美國「在國際科學及數學競賽的排名，從中等提升到頂尖，預計在未來十年內達成目標」。畢竟誠如歐巴馬總統所言：「如果獲得美國大學運動協會（ＮＣＡＡ）比賽冠軍，可以來白宮接受表揚。同樣的，年輕學子如果在實驗、設計、軟硬體的研發等方面有非常傑出的成就，也應該獲得認同。科學家和工程師理應與運動員和演藝人員一樣，成為大眾榜樣。白宮現在這麼做，就是要起示範作用。我們要讓年輕學子知道，科學可以很酷！」
十二個感人的故事
走在二○○九年英特爾國際科展的會場裡，一排排的實驗發明讓我瞠目結舌。其實我訝異的不只是實驗的複雜程度，更是背後感人的故事。許多學生都是為了解決生活中的難題，而想出這一個個傑出的實驗。
有一位男同學全家住在廢棄的拖車裡，生活非常困苦，沒熱水、沒暖氣。於是他利用一九六七年份龐蒂克舊車上的散熱器，搭配六十九個汽水鋁罐及家裡附近找來的垃圾，設計了一套太陽能熱水器。
另外有個女孩，她的小表妹有自閉症，於是她寫了一個電腦程式，幫助表妹讀書、寫字以及與他人互動。這個軟體非常成功，如今已在全國各級學校使用。
離科展會場不遠的一個小鎮，日前曾發生莫名其妙的自殺潮，當地警察為此疲於奔命。有一位科展學生於是訓練了一群「療癒系馬兒」，有效幫助創傷症候群的人遠離悲傷。
除了應付複雜的粒子物理學和熱力學之外，參賽學生在出了實驗室後，甚至會遭遇一些難以招架的棘手問題。有位女孩發現，知名的杜邦公司排放致癌化學廢料到水溝裡，女孩竟然因此遭聯邦調查局懷疑為恐怖份子，而受到調查。
有些學子則幸運多了，因為自己的科研成就而獲得各種意外的收穫，例如高達四十二萬美元的獎金、返校後可與足球隊獎杯並排陳列的科展獎杯、在「早安美國」節目上邀請女友參加畢業舞會等等。
在追尋他們人生裡的高潮與低潮時，我看到的不僅是這些學子改變世界的能力，同時也了解到這些人生經驗，為他們留下了不可磨滅的印記，左右他們未來的志向。透過科展，有兩位在少年感化院裡的男生發現，自己竟然如此聰明。透過科展，有一位罹患痲瘋病的女孩發現，只要願意尋找，即使是最可怕的疾病，也有光明的一面。
科展給了這些孩子信心、勇氣和希望。
參加二○○九年英特爾國際科展的學子實在了不起，我決定留下來好好觀察一番。在五天的行程裡，我看著他們布置自己的參展作品、回答評審的問題，然出席頒獎儀式，等待比賽成績揭曉——是否美夢成真，成為科展明星，或者黯然鎩羽而歸。
這屆英特爾國際科展，共有一千五百六十二位學子報名，我從中挑選六位印象最深刻的學生，把他們的故事寫成本書六個章節。另外五章則記錄過往的得獎學生，他們的故事早已是科展界的傳奇。為了驗證這些學子的故事是否只是傳言，我決定前往他們家裡或實驗室參訪，結果總是讓我無比訝異。
科展永遠充滿驚喜，但這並不保證結果都令人滿意。本書介紹的參展選手，有些得名，有些失敗。但不管輸贏，科展讓所有孩子都改變了。雖然我只是旁觀者，在場邊為這六位選手加油，但我得說，科展也改變了我。
這個世界雖然充滿壞消息，例如全球暖化、核擴散、科學教育的沉淪等等，但是科展永遠為我們帶來希望。科展讓我們深信這個世界或許不如想像的那麼糟。
撰寫本書的過程中，我深刻認識到這些孩子如此勤勞、謙遜又令人心疼。他們改變了我對青少年的所有看法，他們的能耐讓我刮目相看，也讓我了解，一個人只要有心，無論是八歲還是八十歲，都可以創造奇蹟。

前言

創造奇蹟
活了這麼大把年紀，我終於領悟到一件事情，
那就是與事實相比，至今所有科學發現只不過是處於起步階段，尚未成熟。
不過，人生中最寶貴的東西就在於此。
——馬克吐溫


眼前的蟑螂隻隻如手機般大小，郵局快遞寄來時還活著。
十五歲的崔斯坦‧威廉斯（Tristan Williams）把一整包蟑螂倒進箱子後，開始在蟑螂背上編號，總共從1號編到20號。他用雞飼料及吃剩的食物餵蟑螂，但卻慢慢發現有一種食物牠們始終不吃，那就是Krispy Kreme牌的甜甜圈。崔斯坦開始納悶起來——難道蟑螂發現這牌子的甜甜圈裡，有某種不為人知...

不是資優生，也能出類拔萃
目錄

前言 創造奇蹟

第一章 全球最年輕的核融合天才

第二章 來自印第安的太陽能男孩

第三章 勇敢面對痲瘋病的女孩

第四章 仰望星空的感化院少年

第五章 開朗少女馴馬師

第六章 對抗杜邦的小小環境化學家

第七章 破碎家庭之女 vs. 科學兩人團隊

第八章 讓失聰少女溝通無礙的手套神通

第九章 找出蜂群消失原因的小辣妹

第十章 啟迪自閉兒的才女

第十一章 在家自學，造就出下一個比爾‧蓋茲

第十二章 科展中的超級盃

第十三章 得獎者是……

終局 科展結束後，人生才要開始

不是資優生，也能出類拔萃
目錄

前言 創造奇蹟

第一章 全球最年輕的核融合天才

第二章 來自印第安的太陽能男孩

第三章 勇敢面對痲瘋病的女孩

第四章 仰望星空的感化院少年

第五章 開朗少女馴馬師

第六章 對抗杜邦的小小環境化學家

第七章 破碎家庭之女 vs. 科學兩人團隊

第八章 讓失聰少女溝通無礙的手套神通

第九章 找出蜂群消失原因的小辣妹

第十章 啟迪自閉兒的才女

第十一章 在家自學，造就出下一個比爾‧蓋茲

第十二章 科展中的超級盃

第十三章 得獎者是……

終局 科展...