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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？
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。
（摘自本書前言）
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