第一次见到TwiddleFish时，它无精打采地挂在我同事软木板上的图钉上。它看起来不像什么玩具——一条橡胶鲨鱼，大小如一块糖果棒，固定在一根半英尺长的金属线上。我摆弄它——也就是说，我在拇指和食指之间来回拨动线缆——它就像一条病恹恹的鲨鱼一样翻滚。我同事说，它需要水。就像鱼一样。这就是关键所在。
TwiddleFish的发明者查尔斯·佩尔（Charles Pell）事实上非常自豪，他的创作能在水中像一条濒死的鱼一样翻腾。对他来说，这是他触及到鱼类游动机制某些基本机械真理的线索。佩尔是杜克大学生物设计工作室的驻场雕塑家、艺术家和生物学家，他一直在通过在实验室里建造逼真的模型来学习鱼是如何游得这么好的。多年来，他一直费力地用木头和玻璃纤维制作骨骼，用橡皮筋制作肌腱，用线缆和绳子制作韧带，所有这些都用胶水粘合在一起，制作出精细、解剖学上准确、极其复杂的模型。
因此，当一位同事请他为一个关于孔雀鱼交配习性的实验制作一个简单的固定模型时，他可以理解地选择了最省事的办法。他用一些他手边剩下的橡胶做了一条鱼，并在鱼头后面插了一根细竹棍。当他把模型孔雀鱼放在水箱里，然后把它转向真正的孔雀鱼——无意中拨弄了竹棍——他震惊了。鱼以惊人的速度和力量向前游去。他回忆说：“我把它放进水里，果然，这愚蠢的东西游了起来。这令人不安，毛骨悚然。你可以看出它游得就像一条真正的鱼。”
Soon-to-be-dubbed TwiddleFish的研究价值从一开始就很明显。佩尔说：“要让某种东西在水中移动，需要一个不可简化的最低限度，而这条鱼就是这个。” 鱼为什么游得比物理定律允许的还要好，已经有很多解释了，但TwiddleFish告诉我们，鱼有什么样的肌肉，或者有什么样的鳞片都不重要。唯一重要的是它身体的僵硬度。佩尔制作了其他鱼的类似模型，它们都游得像真的一样。鱼向前游时，头部基部会有一个弯曲的动作，然后这种波浪会沿着鱼的身体传播。
许多看到佩尔的鱼的人都认为他发现了什么。美国海军对此印象深刻，以至于正在资助某种TwiddleFish船用推进器的开发。然而，对于佩尔来说，TwiddleFish引发了其他一些棘手的问题，这些问题仍有待解决。其中最重要的是：它能成为一个好的浴缸玩具吗？它有潜力成为下一个呼啦圈或鲁班锁吗，还是它只是一个书呆子才喜欢的玩具？大型玩具制造商对此持谨慎态度。一个连锁店建议将鱼放入一个装满水的容器中，然后从外部用磁铁进行摆弄，但佩尔不接受。“我决定希望鱼能掌握在孩子们手中，”他说，“这样他们就能真正感受到正在发生的事情。” 佩尔现在已经完善了四种不同的可摆弄的鱼——鲨鱼、小丑鱼、梭子鱼和鳟鱼——一年前他创立了自己的公司TwidCo.来销售这些玩具。但据最新报道，他还没有辞掉本职工作。
即使那个庞大、神话般的玩具公司以其最纯粹的形式，用堪比登月级别的预算来推广TwiddleFish，这能告诉我们关于它的真正价值吗？或许不能。无论是科学家还是玩具营销商，都从未能确切地弄清楚什么使一个科学玩具如此成功。考虑到这一点，我们《探索》杂志认为试图预测下一个流行趋势是不明智的。我们也没有去评测纯粹的教育玩具，因为正如旧金山探索馆的黛博拉·塔西（Deborah Tassie）所说：“当一个玩具具有教育意义时，这会减轻一些负罪感，但大多数人只是想被娱乐。” 相反，我们决定采取一个更温和的目标，那就是找出一些像TwiddleFish一样，纯粹就是很酷的玩具。一个月的时间里，我们对一群随意收集的科学玩具进行了一项非科学、完全不严谨的测试：我们将它们放在桌子上，让任何偶然经过的人都能玩。下面是我们办公室最喜欢的。
一眼看出一个很酷的玩具并非总是容易的。大多数玩具发明家缺乏查尔斯·佩尔（Charles Pell）的那种确定性。例如，在1987年的一天，乔·本迪克（Joe Bendik）在“玩具”这个词闪过意识时，并没有意识到他正踩在一趟情感过山车上。那天，他在一家西海岸航空航天公司的实验室里，偶然摆弄着一些金属圆盘，以非垂直的角度在桌子上旋转它们，然后看着它们缓慢地旋转并摇晃着停止。
本迪克的圆盘的运动与数百万孩子已经用硬币和瓶盖实现的运动并无不同，只是本迪克的圆盘很重，直径约六英寸，厚度约一英寸；上面附着了物体，这样它们就可以被抛光。圆盘本身经过精密加工，闪闪发光。光滑的表面有助于最大限度地减少圆盘边缘与桌面接触点之间的振动引起的能量损失。一旦圆盘开始旋转，它就能持续很长时间——一分钟，两分钟，五分钟——同时发出一种非常奇怪的声音，一种类似狼嚎的振动（想象一个杠铃在健身房地板上滚动，或者一个在支架上滑落的铙钹，或者一辆卡车轮胎的钢制轮毂在柏油路上滚动）。当圆盘开始失去能量时，接触点却矛盾地越转越快，即使圆盘的实际旋转速度越来越慢，而狼嚎声的音调也越来越高，直到在停止的瞬间，它变成了一种怪异的尖叫声，听起来像是《星际迷航》中的某种外星武器。
当本迪克玩弄圆盘时，他想，也许它会成为一个很好的玩具。他应该申请专利吗？一个金属圆盘可以申请专利吗？他带着紧迫感，开始“优化这些效果”，如他所说——为他的旋转圆盘玩具找到绝对最佳的尺寸、形状和材料。然而，更直接的问题是术语问题。如何描述圆盘的运动？虽然它肯定在旋转，但它实际上只是围绕其中心缓慢转动，或者根本不转动；虽然在某种程度上可以说它在滚动，但它的边缘始终只接触桌面的一点，所以它实际上一直停留在同一个地方。本迪克发明了动词“spoll”（滚动）。
在接下来的几年里，在工作之余的晚上和周末，本迪克对滚动圆盘的物理学越来越着迷。是什么让它们持续旋转的是角动量，一种惯性。如果不是圆盘边缘与支撑表面之间的振动和摩擦，一个圆盘会永远转下去。当圆盘转动时，它的边缘会描绘出一个始终小于其直径的圆，但随着摩擦和振动从圆盘中带走能量，它相对于桌面的角度减小，而其边缘描绘的圆会越来越宽。同时，当圆盘以较低的角度旋转时，它改变接触点所需的垂直移动距离减小，这意味着这个接触点移动得越来越快，产生越来越高的尖叫声。
即使本迪克的兴趣与日俱增，他最初的确定性也变成了怀疑。“我当时想，‘嘿，我喜欢它，但我是个书呆子。’我开始把它展示给科学家们，他们很喜欢，但我不太确定其他人是否会喜欢。” 怀着极大的不安，他把它展示给了路易斯·皮尔（Louis Pearl），一个朋友的朋友，他恰好在加利福尼亚州索萨利托拥有一家自己的小型玩具公司Tangent Toy Company。“路易斯很喜欢，”本迪克说。“他说，‘哇。’这让我如释重负。”
本迪克工作的成果是欧拉圆盘（Euler's Disk，发音如“oiler”，以瑞士数学家命名），一个曲棍球大小的金属圆盘，覆盖着色彩鲜艳、类似闪光纸的彩虹图案，它会在自己八英寸直径的剃须镜上滚动。
当欧拉圆盘首次送到《探索》办公室时，我必须承认我并没有留下深刻印象。后来，当同事们进来问“那是什么？”时，源源不断的好奇者一次又一次地忍受着圆盘的尖叫声，当一位同事（我们称他为迈克尔）甚至把这个玩具“劫持”了好几天，我渐渐开始觉得，也许本迪克和佩尔一样，触及到了某些原始的、对乐趣至关重要的东西。我三岁半的女儿在一次来办公室的访问中证实了我的印象。她发现滚动非常迷人，尽管她更喜欢在圆盘有机会自己停下来之前用手拍打它。
办公室里收到的许多玩具都涉及磁铁：混乱的钟摆，因为它受到底座上磁铁的排斥而 erratic 地晃动；永动机，它不仅需要磁铁，还需要一块9伏的电池。但这些只是每个磁性玩具制造商真正梦想的苍白实现：在空中漂浮的磁铁。
48岁的退休商业飞行员比尔·霍内斯（Bill Hones）说：“这是一种看起来可行的事情，除非你知道为什么它不可行。” 九年前，霍内斯（在他的父亲，新墨西哥州洛斯阿拉莫斯国家实验室的物理学家爱德华·霍内斯（Edward Hones）的协助下）突然想到，他可以排列一堆永磁体，使其磁场线在基座正上方的某一点汇聚，然后在那一点上小心地放置一个小磁铁，磁场会稳定地支撑它。但无论他怎么做，他都无法实现一个足够完美的磁场——顶部的磁铁总是会翻转，颠倒其极性并落到底座上。在经历了六年的失败，几乎绝望之际，他才想到尝试让一个磁化的陀螺悬浮起来。他意识到，陀螺的陀螺力，能让它保持直立，也许足以克服磁铁翻转的倾向。霍内斯制作了一个磁化的、拇指大小的陶瓷陀螺，把它放在磁性底座上的塑料片上，让它旋转，然后慢慢地移开塑料片，直到陀螺稳定地悬浮在看不见的空中支撑点上，然后移开塑料片。一次又一次，陀螺飞到了旁边。
最终，他让陀螺在空中保持稳定，但即使是最终产品——Levitron——也相当挑剔。霍内斯说：“我知道这会是一个相当精密的平衡。很长一段时间，这非常令人沮丧，你知道的。” 确实，我非常清楚。由于其目录描述承诺完全彻底的悬浮，Levitron 在办公室引起了轰动。它从盒子里倾泻而出：一个小的、沉重的陀螺，一个沉重的底座（它里面除了一个方形的磁铁块什么都没有；根本不需要那些精细的调整），一块塑料，以及似乎有几十个不同尺寸和重量的垫圈。说明警告我们，温度的 slightest 变化都可能影响磁铁的强度，从而破坏陀螺重量与向上磁力之间精密的平衡。太轻，陀螺就会飞出去；太重，就无法悬浮。通过增减垫圈来达到适当的平衡，以及掌握在不扰动的情况下旋转陀螺的技巧，都是精细的艺术。那个对Levitron充满无限热情的人，迈克尔，花了大约两个小时的练习，才能够轻松地让陀螺悬浮起来。我花了三天。但是一旦它被悬浮起来，并以优雅的方式长时间地宁静地旋转，那个小陀螺就名副其实地令人敬畏。
Levitron 如此顽强地实现的东西，普通肥皂泡却出生便拥有。气泡是短暂的极致。孩子们总是想拥有它们，但总是做不到。然而，它们非常擅长破坏它们，而这种行为本身也带来了二次的快乐。但是，即使是摧毁一个精致、轻轻飘动的肥皂泡的乐趣，如果气泡巨大，或者气泡实际上不是一个而是两个、三个或更多，都连接成一个复杂的空中结构，也会得到增强。气泡复杂性所固有的乐趣是路易斯·皮尔（Louis Pearl）的主要见解，他不仅是Tangent Toy Company（因此是欧拉圆盘的营销商）的老板，还是自封的“泡泡人”（Bubble Man），又称“肥皂教皇”（Pope of Soap）。他已将吹泡泡提升到了一种艺术形式。
皮尔说：“气泡是如此完美。这才是它们真正特别的地方。它们之所以形成，是因为肥皂分子的拉伸强度很低，这意味着肥皂膜可以拉伸而不破裂，一旦薄膜包围了空气体积，它就会试图收缩到最小的面积——因此形成了球形。三个大小相等的泡泡总是会以120度角相互连接；四个会以大约109度角相遇。
泡泡人的艺术的“必不可少的条件”，也许是他最伟大的发明，是泡泡喇叭——一个锥形的塑料制品，带有一个唇缘，可以防止泡泡溶液（稀释的洗洁精，加上一些甘油使气泡持续时间更长）流到地上。它可以容纳足够的肥皂，产生一个非常大的气泡——直径两英尺。事实上，两个人或多个人，每个人都有自己的喇叭，可以合作制造一个巨大的单个气泡。早在20世纪80年代初，当皮尔在加州伯克利的街道上出售泡泡喇叭时，由多达八名路人组成的团队制造的巨型气泡，经常导致电报大道的交通堵塞，至少他是这么说的。然而，现在是20世纪90年代，即将年满40岁的皮尔，每年从他在索萨利托的办公室销售价值100万美元的泡泡玩具。“我想成为泡泡界的星巴克，”他坦率地说。
在皮尔的手中，泡泡喇叭能做出令人惊叹的事情。他已经完善了在空中操纵气泡的技术。他吹出一个中等大小的气泡，用手一挥将其从泡泡喇叭上分离，然后当它飘浮时，他又吹出一个并把两个连接起来。一个由六个气泡组成的簇会在中心形成一个小的立方体形状的气泡，他用一个吸管进一步充气（只要吸管事先浸入肥皂中，就不会刺破气泡的表面）。十二个气泡可以组成一个十二面体。
皮尔在他的一个18分钟的视频中展示了这些和其他的制作方法，我和我的女儿一起观看了。视频结束后，我们立刻把我们的泡泡喇叭带到了地下室。我轻松地制作了一个双气泡簇，并差一点制作了一个宇宙飞船气泡，但我的蜈蚣气泡很糟糕，而立方体形状的气泡更是天方夜谭，让她非常失望。“爸爸，你为什么做不到？”她问道。“因为我没有像泡泡人那样多的练习，”我说。“爸爸，”她说，“我们可以上楼再看一遍泡泡视频吗？”
视频。现在，那才算得上是科学玩具。
