Tôi có “Phòng thí nghiệm” của riêng mình từ khi còn là một đứa trẻ. Đó không phải là phòng thí nghiệm theo nghĩa tôi có thể đo đạc hay làm những thí nghiệm quan trọng. Thay vì, tôi có thể chơi đủ trò: tôi làm một cái môtơ, tôi làm một linh kiện mà nó sẽ ngừng hoạt động khi có cái gì đó đi ngang qua tế bào quang điện, tôi bày trò linh tinh với sêlen. Tôi cứ nghịch ngợm vớ vẩn suốt. Tôi làm mấy tính toán cho một giàn đèn, một dãy những công tắc và bóng đèn mà tôi sử dụng như những điện trở để điều khiển điện áp. Nhưng tất cả những thứ đó đều mang tính ứng dụng. Tôi chưa bao giờ làm cái gì kiểu như các thực nghiệm trong phòng thí nghiệm.
Tôi cũng có một cái kính hiển vi và rất thích quan sát mọi thứ dưới cái kính này. Nó đòi hỏi sự kiên nhẫn: Tôi để một vật ở dưới kính hiển vi và quan sát nó không nghỉ. Tôi nhìn thấy rất nhiều điều thú vị, giống như mọi người nhìn thấy – tảo cát di chuyển chầm chậm ngang qua tấm kính, và vân vân.
Một hôm, tôi quan sát một paramecium (động vật nguyên sinh) và nhìn thấy thứ gì đó chưa được mô tả trong các sách mà tôi tìm được ở trường phổ thông – thậm chí là ở đại học. Những sách này luôn đơn giản hóa mọi thứ để cho thế giới thực trở nên giống hơn với cái thế giới mà họ muốn có. Khi nói về hành vi của động vật, họ luôn bắt đầu bằng: “Paramecium cực kỳ đơn giản; hành vi của nó rất giản đơn. Nó xoay xoay cái cơ thể hình chiếc dép lê của mình khi chuyển động trong nước cho đến khi
va phải cái gì đó, lúc ấy nó bật lại, xoay một góc, rồi bắt đầu một hành trình mới.”
Điều này không hoàn toàn đúng. Trước hết, như mọi người đều biết, các paramecium luôn tiếp hợp với nhau – chúng gặp nhau và trao đổi nhân. Chúng quyết định thời điểm làm điều đó như thế nào? (không cần bận tâm; đấy không phải là quan sát của tôi.)
Tôi quan sát các paramecium này va vào vật gì đó, bật lại, xoay một góc và lại di chuyển. Có ý tưởng cho rằng đó là một chuyển động mang tính cơ học, giống như một chương trình máy tính – thực tế không có vẻ gì như thế cả. Chúng di chuyển những khoảng cách khác nhau, bật ngược lại những đoạn khác nhau, xoay những góc khác nhau trong những trường hợp khác nhau; không phải khi nào chúng cũng xoay sang bên phải, mà rất tuỳ hứng. Chuyển động dường như hoàn toàn ngẫu nhiên, vì bạn không biết chúng sẽ va phải cái gì; bạn cũng không biết tất cả những hóa chất mà chúng cảm nhận, hoặc những thứ khác.
Một trong những điều tôi muốn quan sát là chuyện gì sẽ xảy ra với paramecium ở trong nước khi nước bị khô đi. Người ta cho là paramecium có thể hóa khô thành một dạng hạt cứng. Tôi nhỏ một giọt nước lên tấm kính ở dưới cái kính hiển vi của mình. Trong giọt nước đó có một paramecium và ít “Cỏ” - ở kích thước cỡ như paramecium “Cỏ” giống một mạng lưới các sợi mảnh (như trong trò chơi jackstraws - ND). Khi giọt nước bốc hơi, trong khoảng mười lăm hoặc hai mươi phút, paramecium rơi vào tình trạng ngày càng bị o ép: nó tiến lui, tiến lui rất nhiều lần cho đến khi hầu như không di chuyển được nữa. Nó bị kẹp giữa những cái “Que”, gần như kẹt cứng.
nói đến: paramecium mất đi hình dạng của nó. Nó có thể gập mình lại giống như con trùng biến hình. Nó bắt đầu ép mình vào một trong những cái que và bắt đầu phân chia thành hai nhánh cho đến khi việc phân chia đã đi được nửa đường, thì tại thời điểm ấy, nó quyết định rằng đó không phải là ý hay, và quay lui.
Thành thử cảm tưởng của tôi về những động vật này là hành vi của chúng đã bị đơn giản hóa quá mức trong các cuốn sách. Nó không hoàn toàn có tính cơ học hay là một chiều như vẫn nói trong sách. Họ nên mô tả hành vi của những động vật đơn giản này một cách đúng đắn. Chừng nào chưa biết số chiều trong hành vi ngay cả của một động vật đơn bào, chừng ấy chúng ta chưa có khả năng hiểu biết đầy đủ hành vi của các động vật phức tạp hơn
Tôi cũng thích thú quan sát những con bọ. Khi khoảng mười ba tuổi, tôi có một cuốn sách về côn trùng. Cuốn sách nói rằng loài chuồn chuồn không có hại gì cả; chúng không cắn. Ở quanh chỗ chúng tôi, ai cũng biết là “Chuồn chuồn kim”, chúng tôi gọi như vậy, rất nguy hiểm khi chúng cắn. Vì thế mỗi khi chúng tôi ra ngoài trời đâu đó chơi bóng chày hoặc trò gì khác mà thấy một trong những con này bay lởn vởn xung quanh thì mọi người chạy vội đi tránh, vừa vẫy tay vừa la lên: “Có chuồn chuồn kim! Có chuồn chuồn kim!.”
Một hôm, tôi ở ngoài bãi biển, khi ấy tôi mới đọc xong cuốn sách nói rằng chuồn chuồn không cắn. Một con chuồn chuồn kim xuất hiện, mọi người la lối và chạy tán loạn, nhưng tôi vẫn ngồi đó. “Đừng lo!” Tôi nói. “Chuồn chuồn kim không cắn đâu!” một con đậu xuống chân tôi. Mọi người hét ầm lên, thật nhộn nhạo, bởi vì cái con chuồn chuồn kim ấy đang đậu ở chân tôi. Và tôi vẫn ngồi đó, khoa học diệu kì bảo rằng con chuồn
chuồn ấy sẽ không cắn đâu
Chắc bạn nghĩ rằng cái kết của câu chuyện này sẽ là tôi bị chuồn chuồn cắn, thế nhưng nó đã không cắn. Cuốn sách đã đúng, tuy nhiên tôi hơi bị toát mồ hôi.
Tôi cũng có một cái kính hiển vi cầm tay nho nhỏ. Nó là một kính hiển vi đồ chơi, tôi đã lấy ra bộ phận phóng đại và cầm nó trên tay như một cái kính lúp, cho dù đó là một kính có độ phóng đại bốn hoặc năm mươi lần. Nhưng chỉ cần khéo léo một chút là bạn có để nắm bắt được tiêu điểm của nó. Vì vậy, tôi có thể đi loăng quăng và quan sát mọi thứ ngay trên đường phố.
Hồi học sau đại học ở Princeton, một lần tôi lấy nó ra khỏi túi và quan sát mấy con kiến đang bò loanh quanh trên cây thường xuân. Quá phấn khích, tôi đã phải kêu to lên. Cái tôi nhìn thấy là một chú kiến và một con bọ chét đang được lũ kiến chăm sóc. Bọn kiến khiêng những con chét từ cây này sang cây khác nếu cái cây mà lũ bọ trú ngụ đang bị chết dần. Đổi lại bọn kiến nhận được nước hoa quả đã tiêu hóa một phần của lũ bọ, thứ được gọi là “Dịch ngọt”. Tôi đã biết điều đó; bố tôi đã kể cho tôi về nó, nhưng tôi chưa bao giờ nhìn thấy.
Vậy là con bọ này và chắc chắn rồi, một chú kiến tìm đến, dùng chân vỗ nhẹ con bọ - bốn xung quang con bọ, vỗ, vỗ, vỗ, vỗ, vỗ. Hết sức thú vị! Rồi dịch được tiết ra từ lưng con bọ. Bởi vì giọt dịch được phóng đại, nên trông nó như một quả bóng lớn long lanh rất đẹp, giống như quả bóng bay, do sức căng mặt ngoài. Bởi vì kính hiển vi không xịn lắm, nên giọt dịch này có một chút màu sắc do quang sai màu ở thấu kính. Thật là lộng lẫy!
Con kiến tóm quả bóng này bằng hai chân trước, nhấc nó lên khỏi con bọ, và giữ nó. Ở kích cỡ (tí xíu) đó thế giới là khác lạ đến mức bạn có thể tóm nước lên và giữ nó. Có lẽ bọn kiến có
chất béo hoặc chất nhờn ở chân để không phá vỡ sức căng mặt ngoài của giọt nước khi chúng giữ nó. Rồi con kiến dùng miệng phá vỡ bề mặt giọt dịch và sức căng bề mặt ép giọt dịch đổ thẳng vào bụng nó. Thật tuyệt vời khi nhìn thấy tất cả những điều này đang diễn ra!
Phòng tôi ở Princeton có một cái cửa sổ chìa ra ngoài với khuông cửa hình chữ u. Một hôm, mấy chú kiến xuất hiện trên khuông cửa và bò vẩn vơ một chút. Tôi tò mò muốn biết làm thế nào để chúng tìm được những thứ muốn tìm. Tôi tự hỏi, làm thế nào để chúng biết nơi cần đến? Chúng có thể nói cho nhau biết nơi có thức ăn, giống như loài ong, hay không? Chúng có chút cảm nhận nào về hình học không?
Tất cả những điều này đều rất nghiệp dư; ai cũng biết câu trả lời, nhưng tôi thì không. Thế nên, điều đầu tiên tôi làm là kéo một sợi dây ngang qua chữ u của ô cửa sổ và treo lên dây một miếng bìa cuộn lại trong có ít đường. Chủ ý của việc này là cách biệt chỗ đường ấy với lũ kiến để chúng không tìm thấy đường một cách tình cờ. Tôi muốn mọi thứ đều dưới tầm kiểm soát.
Tiếp đó, tôi cắt nhiều mảnh giấy nhỏ, tạo nếp gấp để có thể lấy những con kiến lên và chuyên chở chúng từ nơi này đến nơi khác. Tôi để những mảnh giấy có nếp gấp này ở hai chỗ: một số treo trên dây cạnh tấm bìa có đường, còn những mảnh khác ở gần lũ kiến tại một vị trí nhất định. Tôi ngồi ở đó cả buổi chiều, đọc sách và quan sát, cho tới khi một con kiến đi vào một trong những cái phà bằng giấy tí xíu của tôi. Tôi mang nó sang chỗ có đường. Sau khi vài con kiến đã được chở sang chỗ có đường, một trong chúng vô tình đi vào một cái phà giấy gần đó, và tôi mang nó quay lại.
Tôi muốn xem sau khoảng thời gian bao lâu thì những con kiến khác nhận được thông điệp là hãy đến “Bến phà”. Lúc đầu
khách đến thưa thớt, rồi tăng lên nhanh chóng cho đến khi tôi phát chóng mặt vì việc chuyên chở lũ kiến qua lại.
Nhưng khi mọi việc đang diễn ra sôi nổi, tôi đột nhiên chở lũ kiến từ chỗ có đường tới một nơi khác. Câu hỏi là kiến sẽ tìm cách quay trở lại nơi nó mới rời đi hay là nó sẽ đi đến nơi chúng đã đi trước đó nữa?
Sau một lát, thực tế không có con kiến nào đi về vị trí đầu tiên (nơi chúng được lên phà để chở đến chỗ có đường), trong khi nhiều con đi loanh quanh về nơi chúng mới rời đi, tìm kiếm đường. Thế là, tôi đã tìm ra rằng lũ kiến đi lại chỗ chúng vừa mới rời đi.
Ở một thí nghiệm khác, tôi đặt nhiều bản kính (của kính viển vi) và để lũ kiến bò lên trên, qua qua lại lại, đến chỗ có một ít đường ở khuông cửa sổ. Rồi, bằng cách thay một bản kính cũ bằng bản mới, hoặc sắp xếp lại các bản kính này, tôi có thể minh chứng rằng loài kiến không có giác quan hình học: chúng không thể hình dung ra vị trí của một vật nào đó. Nếu chúng đi đến chỗ có đường theo một lối, nhưng có một lối quay lại ngắn hơn, thì chúng vẫn chẳng bao giờ tìm ra lối ngắn hơn này.
Khi sắp xếp lại các bản kính, tôi nhận ra khá rõ là kiến để lại trên đường đi một loại dấu vết nào đó. Thế là nhiều thí nghiệm dễ làm đã được tiến hành để tìm ra khoảng bao lâu sau thì một dấu vết bị khô đi, liệu nó có dễ dàng bị lau sạch đi không, và vân vân. Tôi cũng tìm ra là dấu vết đường đi của kiến không có định hướng. Nếu tôi đặt một con kiến vào một mẩu giấy, quay nó vài vòng, rồi để nó lại lối đi cũ thì nó không biết được là mình đang đi sai hướng cho đến khi gặp một con khác. (Sau này, khi ở Brazil, tôi đã để ý những con kiến xén lá và đã lặp lại thí nghiệm này với chúng. Sau vài bước đi, những con kiến ấy có thể biết là mình đang đi đến gần hay ra xa chỗ có thức ăn - có lẽ là nhờ
chính cái dấu vết đường đi, nó có thể là một dãy các mùi theo kiểu: A, B, khoảng trống, A, B, khoảng trống, và vân vân)
Có lần tôi đã thử làm cho lũ kiến đi theo vòng tròn, nhưng tôi đã không có đủ kiên nhẫn để làm việc đó. Sở dĩ việc đó không làm được, là vì thiếu kiên nhẫn, chứ tôi không thấy có lý do nào khác.
Một điều gây khó cho thí nghiệm là hơi thở của ta phả lên kiến sẽ xua chúng chạy mất. Hẳn đó là một phản xạ bản năng của kiến chống lại các con vật ăn thịt hoặc quấy phá chúng. Tôi không biết là nhiệt, độ ẩm, hay mùi của hơi thở đã làm phiền lũ kiến, dù sao tôi đã luôn phải nín thở và làm như nhìn sang một bên để tránh gây xáo trộn thí nghiệm khi chuyên chở lũ kiến từ nơi này đến nơi khác.
Tôi có một thắc mắc là vì sao vệt đường đi của loài kiến lại rất thẳng và đẹp. Loài kiến có dáng vẻ cứ như là chúng biết mình đang làm gì, cứ như là chúng có cảm quan hình học rất tốt. Nhưng, những thí nghiệm mà tôi đã gắng minh chứng cảm quan hình học của chúng thì lại không cho kết quả như mong đợi.
Nhiều năm sau, khi ở Caltech và sống trong một ngôi nhà nhỏ trên phố Alameda, tôi thấy vài con kiến bò xung quanh bồn tắm. Tôi nghĩ: “Đây là cơ hội tuyệt vời”. Tôi để ít đường ở một đầu bồn tắm và ngồi đó suốt buổi chiều cho đến khi, cuối cùng, một con kiến cũng tìm ra chỗ có đường. Vấn đề chỉ là sự kiên nhẫn.
Vào lúc con kiến tìm ra chỗ có đường, tôi lấy một cái bút chì màu đã chuẩn bị sẵn vạch một đường theo sau những nơi mà con kiến đã đi qua, để biết được đường đi của nó (trước đây tôi đã làm các thí nghiệm, cho thấy lũ kiến chẳng thèm quan tâm gì đến những dấu bút chì – chúng thản nhiên bò qua - nhờ vậy tôi
biết mình không gây cho chúng sự phiền toái nào). Con kiến đi lòng vòng, hơi lệch đường một chút, để trở lại hang, thành ra cái đường bút chì trông khá loằng ngoằng, không giống lắm vết đường đi thường thấy của bọn kiến.
Khi con kiến tiếp theo tìm được chỗ để đường và bắt đầu quay lại, tôi đánh dấu đường đi của nó bằng một bút chì khác màu. (À mà, nó đi theo con đường trở về hang của chú kiến đầu tiên chứ không theo con đường mà chính nó đã đi đến. Lý thuyết của tôi là khi một con kiến tìm được thức ăn, nó sẽ để lại trên lối đi dấu vết rõ ràng hơn nhiều so với khi nó chỉ đi loăng quăng.)
Chú kiến thứ hai này rất vội và theo khá sát đường đi của chú thứ nhất. Nhưng bởi vì nó đi rất nhanh, nên đường đi của nó thẳng hơn, giống như nó đang chạy xuống dốc, mà vết mòn lại ngoằn ngoèo. Thông thường, khi kiến “Lao dốc”, nó sẽ tìm lại được lối mòn. Như thế rõ ràng là con đường quay về của chú kiến thứ hai này đã thẳng hơn một chút. Với những chú kiến tới được chỗ có đường tiếp theo, vẫn xảy ra cùng sự “Nắn lại” đường đi do “Đi theo” dấu vết của con trước quá vội vàng kiểu như vậy.
Tôi dùng bút chì bám theo tám hoặc mười con kiến cho đến các vết đi của chúng trở thành một đường rõ ràng dọc theo bồn tắm. Giống như phác họa: Ban đầu bạn vẽ một đường trông đến tệ; rồi bạn vẽ đè lên nó vài lần và lát sau bạn có một đường khá đẹp.
Tôi nhớ hồi nhỏ bố tôi thường kể loài kiến tuyệt diệu như thế nào và chúng hợp tác với nhau ra sao. Tôi quan sát rất kỹ ba hoặc bốn con kiến mang một mẩu sôcôla nhỏ về tổ của chúng. Thoạt nhìn, dường như có một sự hợp tác thông minh, tuyệt đẹp, và rất hiệu quả. Nhưng nếu quan sát kỹ, bạn sẽ thấy không
phải như vậy: Tất cả bọn chúng hành động như thể là miếng sôcôla đang bị giữ bởi một cái gì đó. Chúng kéo nó sang bên này