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这篇文章大概是一年前翻译的化学家传记，不是很成熟。自己中英文都不够好，里面还是有严重的翻译腔，而且我只是一个化工的本科生，还是大学渣，所以里面可能有一些常识的错误。但是就贴出来请各位指正了。之所以翻译这篇大概是因为帕特森以一个人的研究对抗整个宇宙的勇气鼓舞了我。今天乔北兄转了一篇报道，说起今天沸沸扬扬的氢氟酸和科学素养的问题，不知怎么的就想到了这个。从不敢示人的QQ空间挑出来。在翻译过程中，学到了很多的东西。虽然翻译过来略显生硬，但是原文还是相当生动的。 这篇传记有上中下三篇。
卡莱尔·C·帕特森和他的无铅汽油（上）
1922年6月2号——1995年12月5号 最伟大的科学家 总是抛弃那舒适的生活 只为一丝照亮未来的光芒 去践行那看似不可能的道路 是什么使他们前行？ 因为在科学的处女地 能发掘到人生的美和意义 于是他们甘心被它奴役 护卫着人类的命运 —— 卡莱尔·C·帕特森 1981年8月23号 在上世纪60年代，美国人生活在一个富铅的世界之中。他们的汽油采用了铅作为稳定剂，他们的牛奶装在含铅的罐头里，他们的水流经镀铅的水管，储存在衬铅的水桶中。牙膏管是鍍铅的，葡萄酒的软木塞上也有一层铅皮。就连天然的水果上也有砷酸铅的农药残留，而在入口之前，它们还得装在上了釉彩的盘子中，而那些釉彩也含有一定的铅。 一年下来，美国人一共吸收了大约20吨的铅，其中十分之一到三分之一的铅（其残留程度由摄入的铅的物理化学状态决定）会残留在人体内。铅对人体的神经系统危害极大，积累到一定程度，会危害中枢神经系统，造血系统和肠胃系统，严重的可致死亡。尽管人们知道大剂量的铅危害极大，但关于低水平的铅含量对公共安全的危害性，始终也没有大规模的研究，所以他们对于少量的铅摄入却怀着错误的看法，认为少量的铅的摄入是无害的。 作为一位地球化学家，卡莱尔·帕特森曾经通过铅的测定确定了地球乃至太阳系的年龄，之后更是孤身一人对抗大型工业和政府的双重压力，甚至包括其他并不了解铅危害的同行们，历尽艰辛把铅污染从汽油和厨房中驱除。帕特森对于全球性的污染做了一些调查，并把评判环境污染的方法告诉其他化学家。他发展了微量化学分析的手段，为地球化学家和海洋化学家提供了强有力的工具，并且开发了超净的收集设备和技术。通过推动对于铅的药理研究和提升自身的学术能力，他使得公众相信，即使是少量的铅存在于环境中，其危害也是不容小视的。尤其值得称道的是，他带头反对在汽油中加入四乙基铅。汽油中不再有四乙基铅之后，美国人体内的血铅含量下降了80%。 帕特森在1922年生于衣阿华州的米切尔维尔，也正是在这里，他第一次发现了自己的“叛逆的”本性。他形容的的家乡是一个“只因为创造力托生于日常生活之中才得以不被践踏”的地方。他的大学是在附近的格林内尔大学度过的，在那里充满了废奴主义者和公理教会的信众，社交生活一派繁荣。大学里，六尺四寸高的帕特森总是晃荡着两条长长的胳膊，但是内心却是敏感而瘦弱的，也不甚理解幽默的意义。他总是很诚实，透明的像一块水晶，这一点总是让人又爱又恨。他的同学，他以后的妻子罗娜·“洛莉”·麦克利里，说他“没有办法隐藏自己的想法。”拿到学位之后，帕特森和洛莉一道加入了芝加哥大学的“曼哈顿计划”，在田纳西州的橡树岭做起了原子弹的研究。 在橡树岭，帕特森接触到了影响他一生的技术。为了给原子弹注满燃料，实验室采用质谱仪进行同位素分离，将铀-235从铀-238中分离出来。所谓的同位素是指同种元素因为中子数不同而具有不同质量的原子。正如帕特森所解释的“通过电场对原子核样本加速，然后让其通过磁场，更轻的原子会划出一道更小的圆，更重的原子则会划出一道更大的圆，于是同位素就得到了分离。” 和他许多在橡树岭工作的同事一样，帕特森也向曼哈顿工程请愿，希望那颗威力巨大的原子弹能够先投放在日本乡村，而不是瞄准人口众多的城市。在曼哈顿计划的产物在广岛上空爆炸之后，帕特森把这一他投入巨大精力的工程称为“科学史上最严重的犯罪”，“我们活活的杀死了十万日本人…我们是帮凶。”因此，他之后关于铅污染的研究以及和日本科学家的合作都被他认为是对曼哈顿计划的赎罪。 当世界重归和平之后，帕特森以一名化学专业毕业生的身份回到了芝加哥大学。当时的美国大学，尤其是科学技术方面，正在大规模的将战时的技术应用于新出现的问题。当时芝加哥大学探索科学时采取的跨学科方法吸引了一大批的科学巨星，其中包括诺贝尔物理学奖得主埃里克·费米，化学奖得主哈罗德·尤里和威拉德·利比。地球科学和同位素研究更是得到了特别的关注。在战时人们向水文学和气象学注入了大量的资金，帕特森由此认为进行地质学研究的物理学家和化学家将会揭开这一领域的面纱，看到“壮美的新景象”。而关于同位素的大量信息也在迅速的积累着。通过研究天然的碳的同位素碳-14的衰变查出年代，利比获得了诺贝尔化学奖。而另一位助理教授哈里森·布朗，希望通过检测铅的同位素，从这种黯淡无光的金属中找到地球年龄的奥秘。 许多科学家认为地球早在3.3亿年前就已经诞生，只是他们的证据有些令人疑惑，且不能相互印证。他们知道有一些铅是自地球诞生以来就已经存在，而另一些则是由铀和钍在日后衰变而来。铀的不同同位素具有不同的半衰期，也形成了铅的两种不同的同位素，铅-206和铅-207.此外，钍则衰变成铅208。因此，铅的同位素的组成总是在不停的变化之中。而历经千百万年之后不同地区的铅的同位素比例，也是解密地球过去历史的关键。通过对比地球表面的铅的同位素比例和陨石中铅同位素的比例，可以推测出地球的年龄。早期的地球科学家得出了关于地球年龄的公式，但是却无法知道地球最初的铅的同位素的比例。一旦这个比例得到确定，整个方程就变得可解，然后“扑零一下”，正如帕特森说的那样“地球的年龄之谜就被揭开了。” 哈里森·布朗对于地球化学自然是十分了解的，于是他意识到，在陨铁之中的铅含量就是太阳系中最原始的含量。因此他找到了一位熟稔质谱分析学生来分析古代陨铁和现代陨铁中的铅含量。他找到了帕特森。 作为探测地球年龄的第一步，帕特森首先测量了锆石中的铅的含量。锆石是一种在火山岩中常见的矿石，常常用于制作珠宝。作为一位化学家，帕特森并不知道地质学或是有关矿物分离的知识。但是无论是普通的火山岩结晶，还是由岩浆中结晶而成，锆石的组成都几乎毫无差别。最开始锆石之中含有铀，其中的铅几乎可以忽略不计。但是随着年龄的增长，其中的铀会缓慢的转化成铅。为了测量“现代”岩石中铅同位素的比例，布朗让帕特森测量锆石中的铅同位素的比例和丰度。他们手上只有极少的可以通过放射线探测年龄的矿石样品，这些都是从珍惜的铀矿石之中得来的，以克为单位计的稀少样品。而每一块锆石晶体样品则更是只有针尖大小，每一个针尖大小的样品上更是只有几百万个铀原子，自然衰变得到的铅原子数目就更少了，相对于当时所有的测量水平，帕特森只有把测量极限再缩小一千倍才能够测得结果。 “帕蒂，”布朗鼓励他说“在你成功的测量出这些锆石中的铅同位素丰度之后，你就能采用相同的方法测量陨铁中的铅同位素丰度。你会一举成名的，因为你将会是测出地球年龄的那个人。” “听起来不错，那我答应你好了。”帕特森回答道。 “哈，我相信这对你不过是小菜一碟。”布朗很高兴他能答应下来，“我看好你。” 于是，为了做出这碟小菜，帕特森整整花了七年。 “布朗教授认为这不过是缩小了测量规模的问题…确实是这样。但是这并不是问题所在，我确实把测量规模缩小了一千倍。这只花去了我一年的时间。”帕特森这样说道。真正的问题是他的实验室本身，帕特森的实验室在整个学校最年久失修的那栋楼，环境也堪称脏乱。环境中的铅含量比他要测量的那一丁点不知道要高出多少倍。他并没有今天实验室那样的清洁设备，比如防铅的特氟龙容器，经过过滤的，比外界压力更高的空气，或是浸浴在经过过滤之后的空气中的层流工作站，以及保证在提纯之前不会有液滴飞溅的高档蒸馏设备。然而即便条件如此艰苦，帕特森还是以高超的手段和技巧筛选并清除了残留于他实验室管道，试剂，电学装置，金属和玻璃仪器中的大部分的铅，甚至包括空气中和水中的铅。“除铅运动”所消耗的时间远远比分析锆石的时间要长。但是在这个过程中，帕特森发现迄今为止发表的上万份有关于日常生活中的铅含量的数据是错误的：日常生活中的铅污染远比我们所认为的要严重。 帕特森认识到铅是生活中无处不在的污染的时候，大多数人甚至不知道它在我们身边的存在。1951年帕特森拿到了他的博士学位，这是他对于实验室的打扫也颇有进展——他的实验室中只含有百万分之一克的铅。在当时可谓是相当了不起的成就了。现在的大多数的超净实验室中的杂质都只有万亿分之一克了。 帕特森的博士论文的内容是关于亿万年前的前寒武纪矿石中的铅同位素的，如今这篇论文已经被视为是地球化学这一学科中最具代表性的成就之一了。这篇他和物理学家马克·英格拉汉姆以及地球化学家乔治·蒂尔顿共同完成的论文所采用的铅同位素研究技术，发现了地球化学的新天地。地质学家们此后终于可以测量普通火山岩和沉积岩中的铅同位素含量了。再加上锆石中铅的丰度，他们可以推测出地球上任意一块花岗岩的年龄。最重要并不是这个，而是论文中通过微量化学分析所达到的解决问题的水平。在接下来的数十年中，帕特森和他的同行们一起努力，使得微量测量达到了一个难以置信的水平，推动了许多化学技术的进步。大多数的化学家都能够“奢侈”的采用相对较大的样品来解开自己的谜团，但是地质学家只能从极小极少量的样品中找寻地球的奥秘。帕特森百折不挠的毅力和一丝不苟的精神便是他在学术研究中的特质。他认为科学家应当不遗余力的把数据做到完美，他们注定得小心翼翼的迈出每一步。 然而此时，尽管已经小有成就，可是那碟布朗教授让他做的“小菜”却仍在烹饪之中。他还是没有能测出地球的年龄。于是他先是作为芝加哥大学的博士后，再在1952年去往帕萨迪纳市的加州理工学院，再为之辛苦工作了两年。 作为一名在地质学教学楼工作的化学家，帕特森需要搭建一间自己的化学实验室。为此他迅速的向原子能机构申请资金，在加州理工学院里搭建一间清洁实验室，来测定地球的年龄。但是原子能机构似乎对这项太过学院派的项目并不感冒。但是天无绝人之路，给他出难题的布朗教授此时已经是一项筹款运动的主事人了，他帮助帕特森搞定了一切。此时的布朗也到了加州理工学院，他告诉原子能机构说帕特森正在研究花岗岩中的铀，并且一吨花岗岩粉末中的铀能够产生和几十万吨标准煤相当的能量。此话一出，钱很快就到账了。于是帕特森建立了铅同位素研究所用的第一间清洁实验室。然而有点讽刺的是，他是在这世界上污染最严重的地方做到这一点的。背靠着落基山脉，帕萨迪纳几乎收纳了整个洛杉矶盆地的烟雾。 直到1953年，帕特森终于收集到了足够多的超净的原生铅样本，这样他就可以测量地球的年龄了。他来到了芝加哥旁边的一片麦田中，在那里有着阿尔贡国家实验室，带着他的珍贵样品来到了阿尔贡国家实验室的质谱仪前。测量是一件精细而耗时的工程，他一直工作到深夜，整个实验室都变得一片寂静。当他终于走出实验室，伊利诺伊斯的星空分外明亮，他知道他已经探知了流星，地球，和整个太阳系的一个秘密——4.5亿年。七年磨一剑，如今他终于确定了太阳系年龄的范围。第二天帕特森开车去衣阿华州的父母家，他过于激动，以至于他以为自己患了心脏病，于是他到家之后，赶紧让他妈妈送他去医院——抢救。 数年之后，他说起这段时光，“科学发现让我的头脑一片混乱，在那时候，我只是不停地想大声告诉世界‘你们看，我做到了！’”然而现实却是在“科学神圣庄严的小世界里，如果说‘我’让人觉得孤独”他本能的大喊“我们做到了”。当他意识到人类能够探索到地球的奥秘之时，浑身就像通过了一股电流，他感到了先前的科学家们赋予他的责任。“那是一种荣耀的感觉。”这种感觉在以后慢慢熔铸进帕特森的灵魂，赋予了他持久的热情，哺育了他善良的心灵。经过了在阿尔贡的那个夜晚，帕特森感觉到自己终于成为了一名科学家。 在1953年11月的一次科学会议上，帕特森公布了他的发现，三年之后，他把地球的年龄修正为4.55亿年，这个精确的数字在五十年的时间里都未被超越。正如他自己所说“给出的地球年龄的准确毋庸置疑，我对于这个数字信心十足，这就像罗德岛上维斯特里小镇上的花岗岩中的铝含量一样确信无疑。” 然而让帕特森失望的是，他并没有因此而拿到诺贝尔奖。当时的诺贝尔物理和化学奖都没有把目光投向地质学领域，而跨学科领域的成就也常常被评委会所忽略。而更重要的是，除了新兴的核地质化学的小圈子，当时只有少部分的圈外科学家能够理解他是如何计算出地球年龄的。当时大多数的地质学研究都是描述性的，尚未以数理学科为基础。“直到十几年之后这个数字才被放进地质学教科书之中。”帕特森之后说道。而即便如此，也少有人提起这是帕特森的成就。一份最近的研究显示，在过去三十年中超过50本的教科书中，只有四本在说起地球年龄时提到帕特森。而具有讽刺意味的是，在最早认识到帕特森成就的人之中，有一位在帕萨迪纳极具权势的神创论者。于是广播和电视节目中的布道者赶到加州理工，咒骂着说他会下地狱，饱受地火煎熬。 等到其他科学家蜂拥而至，想要重新确认或是颠覆帕特森的这项研究时，他却翩然转身，“我不愿再做这项工作了。”二战之后，许多自然科学家收集了浩如烟海的数据，降雨，河流，温度，大气中的二氧化碳，以及在海洋和湖泊之中的二氧化碳沉积。这些年所收集到的关于全球雨水中的元素分配的数据，在之后80年代的酸雨研究中起了十分关键的作用。 作为历史的的探路者，帕特森决定去测量全球地表的铅同位素比率。当岩石不断被侵蚀的时候，其中的矿物质在海洋中再次混合并富集。于是他们决定在沉积层采样。帕特森为此设计了一个宏大的测量的计划，去测量不同深度的海水和海底沉积中的铅同位素比例。 为了收集到美国整条海岸线沙滩的沙子，帕特森给海岸线的几乎每一个邮局都写了信，从东海岸一直到南方，每隔30英里，就会有一家邮局收到他的信，附上一个包裹和他自己的地址，他希望他们能够帮他在袋子里装上1磅半的沙子，然后寄回加州理工。他和洛莉则带上孩子，从加州一直自驾到温哥华，一路收集西海岸的沙子。 为了给帕特森提供资助，哈里森·布朗再次向美国石油基金会“鼓吹”说帕特森对海底沉积的研究会帮助定位石油的所在。“哈里森每年都帮我从那里搞到许多钱来维持实验室的运转，但我做的研究和石油一点关系都没有啊。”帕特森说“其实我在欺骗人家…额，一个小小的欺骗。”但是够意思的哈里森·布朗还是接着资助了他好几年。 一次偶然的机会，帕特森和他的博士后搭档周才骅（音译）发现了他们检测的从河流流入海洋的沉积样品中铅含量在现代突然激增。为了对比海洋沉积物中本应该含有多少铅，他决定迂回出击，去分析另一种元素，钡，因为钡和铅有许多相似之处，却没有被大规模的投入工业使用。于是存在于岩石和海洋沉积之中的钡的含量就成为了一把标尺，帕特森可以借此来衡量在一个没有铅污染的世界中，铅含量究竟是多少。他们发现钡在深层海水中含量较多而铅则富集在水体表面。帕特森和周才骅近一步惊讶的发现，加州南部的海水表面的铅含量超过了地表和火山岩侵蚀的八十倍还多。“为什么铅含量会这么高呢？”帕特森疑惑不解。“如今的海水还没能快速的混合，浮在表面的海水比深海之中的海水远为‘年轻’。它们需要很长的时间才能融合在一起。” 帕特森认为现在他可以确定这污染的罪魁祸首了：“如果我们测得的样本中的高铅含量是整个北半球的普遍状况的话，那么毫无疑问，含铅汽油便是污染的源头。”虽然帕特森尚未公布他的假设，但是他还是敏锐的意识到了这个结果对于社会的爆炸性影响。汽车所排放的铅是以可溶性的卤化物颗粒物存在的，因而极容易被人和其他哺乳动物吸收。当1962年，他最终把自己45页的海洋沉积物研究报告发表的时候，他把副本给了他的同事，说道“读读它吧，它很重要。” 为了确定他所采集的样本是否具有更广泛的代表性，他联系了一位日本的同行，Mitsunobu Tatsumoto，接着对大西洋和地中海海域中的海水层中的铅含量进行进一步研究。但是一直和海洋打交道的帕特森却十分讨厌跨洋的旅行，因为他晕船十分严重，以至于有一次他不得不去吸氧才能缓解症状。而且因为轮船也涂上了含铅的涂料，所以如何采样也是一件特别有挑战性的工作，因为必须避免涂料中的铅溶于水的影响。而跨越了这些艰难险阻之后，帕特森发现，铅也在大西洋和地中海的上层海水中富集。 考虑到水循环中，是由雨雪天气补充表层海水的，于是帕特森需要进一步的探究在降水和大气环流中的铅含量究竟是正常范围之内，还是在那时就已经高到不正常了。正常情况下，未被污染的空气中只含有极少量的铅，都是一些火山喷发或者是森林火灾之类的产物。于是帕特森登上了远在洛杉矶烟雾以北500英里的，拉森火山国家公园的高山草地。这又是一次开创性的研究，他把他在地球年龄实验中采用的超净实验室技术推广到了户外环境中。为了避免含铅汽油的影响，他特别找到了一条小路，这条小路自从今年的第一场雪之后就一直没有通车，他收集了干净的积雪样品，但却惊讶的发现，即使是在保护区的山谷里，他也检测到了超量的铅，而且比自然的大气环流中的铅含量高了一万倍！事实上我们后来知道，积雪中的铅含量通常比海水中的高出10到100倍。所以即便不用考虑自然的大气环流中的含铅量，几年积累下来，积雪中的含铅量也足够解释海水中铅超标的问题了。于是一切的矛头都慢慢的指向了含铅汽油。 帕特森在对于沉积物的研究慢慢成型之时，简洁的阐述了他的结果“我们发现在积雪中发现的铅元素的存在形式和近10万年来在海底沉积的铅元素的存在形式有很大的不同。”在拉森火山国家公园中，铅同位素的比例，充分地说明这是一种“人类从不同的铅矿中得到的混合物，而不是一种来自地表的天然化合物。” 《自然》在1963年发表了帕特森关于工业铅污染的论文。在这篇论文的脚注中提到了美国石油基金会赞助了此项研究。拥有这样的赞助人，却写出了这样的论文，即便是身为理想主义者的帕特森也都意识到，“我们摊上事儿了。”当他日后忆及这段经历的时候，“我用美国石油基金会的钱写了一篇发给《自然》论文，告诉他们‘污染来自含铅汽油喔’，呵呵…”于是不久之后，铅工业果然开始注意到他了。
卡莱尔·C·帕特森和他的无铅汽油（中）
含铅汽油是美国60年代的十大大宗化学品之一，覆盖了全美90%的车辆。正如埃索石油的广告说的那样，这使得每辆美国汽车都在“油缸里装进一只猛兽”。在1926到1985年这几十年间。有超过七百万吨的铅作为添加剂被加入汽油之中，考虑到如此庞大的数量，含铅汽油几乎就成为了现代有机工业所生产的最重要的商品了。 那时，在接近20年的时间里，乙基公司完全控制了全世界的四乙基铅添加剂的市场。（在第六章我们提到了这项发明是由托马斯?米基利开创的）。乙基公司那时每年投入两百万美元预算用于宣传，在棒球和足球联盟中大做广告，强调“美国式的生活”。而且它资助了几乎所有关于四乙基铅对于人体健康影响的研究。并且使得四乙基铅研究更加注重在工厂中的安全性，而非着重于民众的健康。
在《自然》上发表论文后过了三天，帕特森像往常一样早早的来到了自己的办公室，却发现有四个来自铅工业的人已经在那里等着他了。帕特森后来写起这件事的时候说他们是来自乙基公司的代表团，但是洛莉说她记得其中还有来自石油工业和化学工业的代表。而后来无论在任何场合，他都用轻蔑的口吻说到那四个“白领”，他就是这样笑对公司方面的压力的。 帕特森走进实验室时，那些代表看到的是这样一个人，身材修长，说话有些紧张，他们从他平常的白衬衫和卡其裤，还有沙漠靴之中，看不见一丝的浮华。帕特森已经戒烟了，并且坚持在自家的后院锻炼身体，以及每周进行三次五英里的长跑，时不时还和高中的身强力壮的长跑者比试一番。帕特森通常都和别的跑者不同，他总是和他们跑在相反的方向。他说这一点是为了“加强自己脆弱的品质”如果他们知道帕特森是如此的有性格，他们也就不会多此一举来找他了。 “他觉得他们是对他的那篇论文感兴趣，”洛莉回忆到“他觉得一旦他们知道了其中的危险，那么他们就会放弃这个方法了，所以他把一切都说了。” “但是他们给出了一份他们接下来的工作摘要，目的很明显是要通过‘经费’买通我，让研究结果变得对他们有利。我让他们坐在我的讲台前，一点一点的给他们解释，未来的科学家终究会收集到准确的数据，证明他们的所作所为正在毒害美国的环境和人民。我也向他们说明他们未来终将会被阻止。他们礼节性的表示了感谢，然后离开了。于是就有了接下来的事情： 1）美国公共健康服务中心？（即后来的美国环保署）拒绝进一步发表我的成果。 2）美国石油基金会突然中断了对我的研究经费的支持” “他们…不止是暂停了对我的资助，他们还试图中断美国原子能委员会对我的一切资助——所幸的是没有完全得逞。他们四处奔走想要掐断我的一切经济来源，而我…居然傻傻地没有意识到。” 其实帕特森只是一个热心于学术的人，那些公司断绝了他的研究经费来源，这可以说是深深的伤害了他。他未来学术生涯的经费突然就没有了着落。 当然帕特森还有别的难处，他现在才意识到他不过是一个贫穷的小讲师，为了全身心的投入研究，他放弃了加州理工的终身教授的职称。有时候他也会为了自己没有拿下一个教授职称而抱怨。他也很认真地要求一个更高雅的头衔——“地质化学家”，当然在当时也被拒绝了。“乙基公司的律师后来在听证会上再一次证实我只不过是加州理工学院的一名小小的技术员（因为没有终身职称），在圈子里没有什么实际的学术地位。” 最最重要的是，他不去申请终身教职的决定意味着他有可能在任何时候被解雇。在乙基公司的代表团拜访完之后，石油工业也对他施加了压力。加州理工学院董事会中的一位董事就是一家生产含铅汽油的公司的副总裁。他为此打电话给加州理工学院的主席，李?杜布里奇先生。杜布里奇于是打电话给罗伯特?鲍勃?夏普，加州理工学院地质学和行星学领域的首席教授。 “我不会说是那位董事的意图是想让李去解雇帕特森，但是他的确是希望帕特森受到一定的约束，这也是李找到我的原因。”夏普这样说“那只不过是一次简单的谈话，他转达了那位董事的问候而已，我而说‘你知道的再清楚不过了，帕特森那家伙在做一项伟大的研究，去阻止他无论如何都是一个错误，你不能这样做。’于是李回去对那位董事说‘很抱歉，我们还是决定让他自由的进行研究’，而我们也这样做了。我本想对帕蒂说我很赞赏他，可是最后还是留在了嘴边。” “在所有我认识的人中，帕蒂是最纯粹的思考者，”夏普补充到，“他只在乎最纯粹的研究，对于其他事情都很少关心。你对这样一个人还有什么不满意的呢他对于很多的事情都有着深入的思考…我喜欢这个家伙。”帕特森相信整个石油行业都想炒他的鱿鱼，是夏普保护了他。夏普对于那个代表团里的一些人很了解，并且认为“他们其实也是身不由己，只不过是在更上层的巨大压力下，需要对这个‘加州理工的硬骨头’做些什么而已。” 这块“硬骨头”显然是要做出选择了。如果他选择想石油业投降，他可以回到自己最喜欢的学术领域，研究地球的进化。二十世纪前半叶以来，化学那改变世界的豪情壮志正在不断消退，那时的化学家已经致力于一步步构建完善的理论，尤其是那些世界一流的科学家就更是如此了。在两次世界大战以及大萧条期间，训练学生，编写手册，组织实验室还有发表论文和一些大范围的研究之外，他们并没有更多的时间来去对社会问题发表意见。所以，即使帕特森选择了重回学术道路，那也是再正常不过的了。 而另一条道路，当然是选择面对强大的乙基公司，以及石油和化工公司，继续进行他的研究。当然，这也没有想象中的那么可怕，在20世纪五六十年代，越来越多的科学家开始致力于公共健康和环境领域的问题，其中具有代表性的就是美苏核试验产生的放射性污染问题，对于农药DDT的滥用问题，水体富营养化，以及清洁剂中的表面活性剂的污染，当然还有最重要的汽车尾气造成的污染问题。 与此同时，大范围的环保运动也在美国和西欧兴起，蕾切尔?卡逊夫人1962年出版的《寂静的春天》向人们展示了杀虫剂滥用对于环境的巨大危害。（When a power breakdown left 80000square miles of the Northeast without power in 1965,求助）生物学家巴里?康门勒写到“认为科学无罪的时代一去不复返了…科学创造了巨大的能力，却对这能力可能造成的长远影响一无所知。”而在现有的体制下，一旦一项成果发现有利可图，工业马上就会伸出他的利爪。这也正是为什么环保主义者要让人们注意到公民的权益，和平，还有政府的参与，来反抗这样的体制。 到了70年代，环保运动达到了高潮，在1970年，人类迎来了第一个地球日。全美国的大学校园都在反对陶氏化学公司为轰炸越南制造的凝固汽油弹，并且谴责化工行业是毁灭地球的罪魁祸首。于是一年之后，美国国会成立了环境保护署。环境学家的人数在1945年到1960年这15年间增长了三倍，在七十年代又翻了一番。美国化学学会也在此基础上拓宽了自己的研究领域，将污水处理和环境卫生吸纳了进来，历经了15年的时间形成了环境化学这一新领域。 如果说，在这样的大环境下，帕特森依然还有一丝疑虑的话，那丝疑虑也在他1963年那次在MIT的休假中烟消云散。一位声名显赫的麻省理工教授，哈莉特?哈代，遇见了帕特森。哈代是职业病学之母艾莉丝?汉密尔顿的门徒，她自己也是铍污染方面的权威专家。她叫住了帕特森，急切地告诉他，“波士顿有许多的孩子正在死于铅中毒。”她强调到，“只有你知道怎么样测出那些微量的铅。” 帕特森知道自己别无选择了，他必须继续关注环境中的铅含量。他必须证明自然界中确实存在着铅污染。他将要挑战美国的汽车制造业，汽油公司，铅制品生产者以及那些化工巨头。 最终，帕特森没有选择逃避，安全地躲在现实的阴影里。“我不得不…去用铁一般的事实去准确无误地证明我的理论。”他不是去大量的获取数据，而是找到具有核心价值的问题进行探究。他对于自己的理论和化学分析的要求都是近乎苛刻，在每一个细节上都是如此。因为他的论文本来就是基于他实验室的高精度，这是其他任何实验室都达不到的。 这一份高精度，正是源于帕特森一丝不苟的品质。虽然在平时帕特森还是一个平易活泼，甚至有点絮叨的人，但是在实验室里，他却是个说一不二，容易发火的人物。当别人没有按照他制定的实验步骤实行时，他甚至会夺走别人手中的东西自己干，或是大发雷霆。他的妻子洛莉?帕特森也在附近的一所学校任教，她也在他的实验室完成了一项实验，证明那些选择在帕萨迪纳的雾霾中慢跑锻炼的人会在比那些不慢跑的人吸收更多的铅污染。当她谈到这次经历的时候，她说：“我就感觉我低他一等，我理解他说的啊，只是做不到这么漂亮啊。实验室的清洁程度对他的工作影响太大了，如果实验室一不小心受到了污染，那他一整年的努力就都白费了，太折磨人了。”大概就是因为这样的压力，洛莉此后再也没有在她丈夫的实验室里做过实验了。 “他是一个孤独的斗士，”鲍勃?夏普说，“但是如需必要，他不惧上刀山下火海。他无所畏惧…他对于自己所相信的坚定不移。”虽然他的朋友们承认他有时候确实会变得暴躁易怒，但是他们也说帕特森并不享受这样的过程。只是人类对于自然环境无休止的破坏时常让他难过，当他难过的时候，他会找到自己的密友，加州理工学院的塞缪尔?爱泼斯坦教授倾诉，或者是用一首诗来排解自己内心的焦躁。 在接下来的30年的时间里，帕特森利用质谱技术和超净实验室技术证明了铅污染的持久性伤害。他探究了美国的油气泵和金枪鱼三明治之间的关系，还有遥远的罗马奴隶和银币之间的关系，甚至还有印第安人和极地降雪之间的关系。他把科学和公共议题结合起来，就好像医药学家在医药研究之余所做的那样。他成功的量化了全球污染。他所确信的一切，都因为他的倔脾气而得以历久弥坚。科学应当服务社会，帕特森从未动摇过。 他最初的想法再简单不过了：看看我们的世界今天到底被污染成什么样子。为此他必须去了解工业化之前的社会为了证明今天的污染远超出了自然的范围，他——我们有些夸张的说——一直查访到世界的尽头。举个例子，他把他的第一份成果（就是上文提到的拉森火山国家公园的监测）叫做“雪中漫步”。 帕特森的朋友爱德华?D?古登堡在加州拉荷亚的斯克里普斯海洋学研究中心工作，他向帕特森透露了世界上最好的气象数据就隐藏在高海拔冰川的薄膜层或是极地的雪尘之间，他们吸收了空气中的化学物质之后，将它们封存在冰层之中，历经千年都不会受到打扰。帕特森马上意识到，只有这些千年不受打扰的冰层才会日复一日不变的记录地球的历史，不受风尘和盐碱，不受自然侵蚀和工业污染的打扰。而且历经千年之后也依然不会太厚，也给取样减小了难度。 在出征格陵兰岛和南极洲之前，帕特森首先花费了数月时间做了缜密的计划，在他加州温暖的办公室里，他预先策划着每一个细节。他所要追踪的铅轨迹的含量，比大多数实验所用的蒸馏水中的铅，含量还要小上几千倍。大多数科学家甚至无法知道它们的存在，帕特森如果还要测量它，就不得不开发新的实验技术。 为了给这次探测做准备，帕特森和他的同事一共准备了500个洁净无铅的塑料容器，先是浸泡在装满硝酸的大桶里，然后用纯净水冲洗，然后给容器中充满纯净的氩气，以隔绝含铅的空气。最后把它们装在有过滤器的塑料袋中.即便如此，因为在从工厂到加州理工学院的运输过程中的汽车尾气中大量的铅污染，每个容器中还是混入了0.05百万分之一克的铅。所以在帕特森的第二次探测之旅中，他赶到工厂，在容器一成型之后就给它“严密保护”起来。 在南北两极，帕特森则遇到了更加严峻的问题，他必须在冰原的严峻条件里收集这些超净样品。他需要收集的并不是小数目，举个例子，如果把冰折合成水，他每一次分析就需要100加仑，所以他一次采集的样品只能做四次分析。但是当他来到格陵兰岛的图勒时，情况却更糟糕，他开掘了一条收集样品用的隧道，但是让他丧气的是，他发现了帮他开掘隧道的军事工程师们原来常常在里面抽烟，还喝了很多汽水，装汽水的罐头也是含铅的。于是他们发现了比极地含量高出了一万倍的铅。他们的衣服，甚至是头发和皮肤都受到了工业时代的铅污染，甚至连他们留下的排泄物也不例外，更糟糕的是，这条隧道里还留下了有铅污染的垃圾，工具，电机，通讯设备，汽油，液压油还有其他设备，那些烧含铅汽油的运输工具已经开进了隧道里面，飞机也用含铅汽油为燃料，在上空散发出含铅的尾气。在军用夹克和靴子外套上了塑料的手套和大衣，帕特森和他的学生们小心翼翼，一点一滴的收集测量的结果。功夫不负有心人，收集到的冰砖被包装起来，通电融化成水；装在帕特森的超净塑料容器中送回加州理工学院。 去南极洲另一次旅途，帕特森先让四个来自新西兰的大学生和协调好带路的军队人员坐着雪橇去到一块无人涉足，远离污染的地方探查情况。虽然他们回来之后都告诉帕特森说，以那里的可见度根本不可能去采样，但是帕特森还是带着他的团队义无反顾的去了。他趴在一辆“雪猫”牌履带车的前挡泥板上，每隔一段路就在路上插一根旗杆，标记好回程的路。连续两个星期，这个团队就在这辆“雪猫”旁边安营扎寨。但是令他们意外的是，他们脚下不是预想的15英尺厚的积雪，而是冰。一个学生计算到，在挖出那个没有被污染过的“该死的洞”之前，他们掘出的被污染的冰，大概用一百艘小船才能运走，这个洞他们挖了50英尺深，长度更是有100英尺。 无休止的挖掘实在是太打击他们的士气了。而帕特森在这群刚刚毕业的大学生面前也没有收敛一下自己的脾气。他太过完美主义了，这当然对于这帮孩子来说有些难以接受。他不允许团队了的人留着胡子，因为胡子之类的毛发都会对采样造成污染，他也不让他们为新年的冰球比赛做准备，因为万一出现受伤，采样就会被迫终止了。不过…虽然没有人玩冰球，但是却没有人刮胡子，这算作是他们无声的抗议吧。不过帕特森还是想到了一些激励他们的方法，他画起了“挖洞的人”四格漫画，每天都连载。 在这样的乐观精神的支撑下，他们终于度过了艰苦的岁月，帕特森回到了加州，和同事室积光还有周才骅发现了极地雪是天然纯净的，但是那些已经在格陵兰岛接触过现代空气的雪中的铅含量就已经超过极地雪中的100倍了。其中大多是在20世纪的时间里沉积下来的。而随后的地质化学家又通过同位素比例确定了那些铅来自美国。 帕特森和周才骅还有室积光在1969年发表了这个伟大的发现，他们第一次证明了污染具有全球性。像往常一样，他把其他作者的名字放在了前面；记得在之前的有些合作项目中，他甚至不会署上自己的名字。“这对你的研究生涯会有好处的。”他对一位参与这项研究的年轻人这样说。数年之后，他列举了地质学系的小册子里的一些文章，那些都是在团队合作中完成的。这份小册子默默的记录着在那些研究中，都有着帕特森的功劳。 在他的极地研究中，帕特森测出来极小量的铅，这一项技术使得在接下来20年时间里都没有科学家能够重复做出这样的成果。正如法国的冰川学家克劳德?波顿在1994感慨的那样：“在那样的时候，测出占平常千分之一或者是千份之十几含量的铅是超出时代能力的。”可是在帕特森第一次实验十年之后，他和他的一位毕业生艾米?吴，采用了更高级的技术，使得研究又精确了一千倍，并且验证了他在60年代测量的实验数据的准确性。 与此同时，帕特森还在计划着他对冰层的研究，他还在研究古罗马和希腊时期人们制造的铅污染。当时人们把铅溶入银之中——这可是真正的原始化学工业了——从希腊民主的黄金时代，再到汉尼拔大军纵横阿尔卑斯山脉，最后再到伟大的罗马帝国。在古时候，人们都在露天炼制这种合金，在炼制过程中放出浓稠的有毒的白雾，其中的铅极其容易被动植物和人吸收。含铅的毒云向北，漂浮，污染了整个欧洲，包括现在的英国，斯堪的纳维亚半岛和北大西洋都被污染了，历经千年，在那里的雪雾和灰尘缓缓沉淀，静静的又重回到格陵兰岛的冰盖中。 在公元前500年到公元300年的这800年中，欧洲是希腊人和罗马人的天下。在这800年中，雅典和罗马向环境中排放的铅污染相当于20世纪美国含铅汽油所造成的污染的15%。这项结果是在1994年得到的，虽然帕特森在70年代就极力推荐这项研究，但直到1994年才有一支法国的科考队发现了这例远在工业时代2000年前的全球范围的污染。 帕特森把当时铅矿的数据汇集起来：在那个奴隶制还没有消亡的年代，总共精炼十来吨的银，罗马帝国一共产生了400吨的铅和1500吨矿渣，耗费了10000吨的树木，300吨的橄榄油，以及200到900吨左右的其他化合物来提高产率。古代的矿井才是“真正可怕的东西，像是一个永远吃不饱的怪物，消耗着大量的人力物力，包括工具，森林，油，食物和奴隶，甚至需要军队去驻守，还要人们对它时刻保持关注。”后来帕特森又在洛杉矶收集了4620枚美国的银币，测量并计算出它们的半衰期只有30年。历史学家总是不理解为什么年代久远的银币会退化甚至消失，帕特森解释了原因。由此推断，在罗马帝国的第三个世纪，当银矿被采空之后，他们必须重新改换另一种金属，更为普通的金属，来当作货币，这也造成了经济的不稳定和通胀，间接的导致了罗马帝国的覆灭。 这时的帕特森对希腊和罗马产生了浓厚的兴趣，他制作了一批浓葡萄汁，古代的人们利用这种浓缩果汁来控制制酒时候的发酵。在罗马有一种酿制葡萄酒的秘方，就是将这种果汁混合着草药和香料放在一口铅制的大锅里煮上几天。这口铅锅虽然使得果汁更加有口感，但同时也使得葡萄汁收受到了铅污染。帕特森发现只需每天一茶匙的葡萄汁，就足够使得人慢性铅中毒了。而在那时的烹饪秘方中，每五个中就有至少一个秘方要使用到这种浓缩葡萄汁。这样下来一个罗马人一天大概要消耗掉1到5升的葡萄酒。帕特森由此得出了结论，以他固有的枯燥方式：“大多数的现代人如果每天喝1升这种酒，不要一年时间，他就会被诊断出明显的铅中毒的症状。他们会因此而死去，即使不死的话，他们也会被那些中毒更浅的人看作是疯子。” 1965在帕特森对冰层和古希腊的研究进行到中途的时候，凯瑟琳?R?伯克特博士找到他，希望他为《环境与健康文献》做一篇关于铅污染的文章，伯克特女士是这份杂志的主编。这是一本在工业污染对人体的健康影响方面的权威杂志。 帕特森的生活并不富裕，他经常在一个项目进行到一半的时候去接着做下一个项目。他的同事笑称他是“一日写一页论文的帕特森”并且常常帮助他修改，但是到后来他就有自己的秘书来帮自己完善论文了。他和自己的秘书呆在一起，关上门，也不让她接电话，重复着自己的修改意见，一遍遍直到她把每一个句子都删减得准确而凝练。一些同事认为，如果他能够写得生动一点，他所得的赞美会多得多。 在这篇文章中，他将矛头指向了铅残留。他毫不留情的抨击道“美国本土的铅残留太高了，导致美国人们深受其害。”唯一存疑的就是这样的慢性中毒会不会给人们带来和原先常见的铅中毒一样的状况：厌食，呕吐，腹泻，头疼，恍惚，惊厥，昏迷甚至死亡。在美国人的生活环境中的铅含量，超出了自然水平1000倍，在北半球的海水表层中，大约有十分之九的铅是来自于铅矿的开采过程。而且他还加上了一段很有先见之明的话“吸烟对于呼吸中的铅污染的贡献，也是不可忽视的。” 在整个六十年代，铅工业和大多数公共健康工作者都认为只有到达较高的浓度之后，铅才会对人体造成危害，这是从会吃铅笔头的孩子和一些和铅打交道的工人身上得到的教训。而对于大多数人来说，环境中的铅含量被视为是正常的，也是可接受的。乙基公司的创立者，也是在铅毒物学方面的领军人物，罗伯特?A?基欧博士，坚信在铅无害和铅中毒之间有一条深深的鸿沟。他把这条线画在了0.75微克每毫升。除了保证工作环境，他提出了作为铅工业者对于铅使用者的责任，包括对于“积年累月，因为没有收到看管而总是咬含铅笔头的孩子们，以及使用了劣质染料的制陶匠，还有使用了这些劣质陶器的家庭主妇们。” 但是此时的帕特森已经敏锐的意识到了，即使很低的浓度也能引起铅中毒。在他写给《文献》的文章中，他争辩到：“我们不能假定在有毒物质的量上有一个明确的界限，更何况只是通过表现出来的症状来确定这个界限，说低于这个界限的就是无害的。对于大多数人来说更可能的情况是，没有急性症状，但也不是无害的…在生活环境中的铅含量在长期可能会在脑中或者脊髓中造成一些对于组织的伤害，影响人的高级神经活动。而大多数的城市居民就暴露在这样的含量之中。”帕特森在这篇论文中迈出了两大步，他呼吁消除在汽油，杀虫剂，以及食品罐头，水管和厨房用具还有颜料中的铅污染。急切的他甚至要求公共健康官员重新评估他们的社会责任。 而在此时，即使关于低水平的铅摄入的临床研究还停留在初步阶段，但是关于较低浓度的血铅含量也能导致孩子们的精神发育迟缓的证据正在不断的累积。再过不过十年的时间，人们就会知道低水平的铅也会对儿童产生巨大的影响，包括新陈代谢紊乱，听力衰退，精力不足，发育延滞等等，对于成年男子，则会导致心血管疾病。可是当年的人们并不知道。在60年代，疾病控制中心给出的可接受量是每毫升血液中0.6微克。而之后为了保护孩子们免受大脑损伤，疾病控制中心逐步的调低了这一可接受量，在1970年降到0.4微克，1975年降到0.3微克，到了1985年又降到了0.25微克，1991年则到达了0.1微克之低。但是在今天，许多科学家相信，即使是0.1微克以下，也会对人体造成影响。 但是在那个年代，帕特森1965年8月的这篇文章，可谓是在铅工业领域掀起了轩然大波。希伯特?E?斯托金是位于美国俄亥俄州辛辛那提的美国公共健康服务中心的毒理学带头人，他为此感到十分的愤怒。他刚刚从世界卫生组织会议回来，会议上说血检和尿检都说明这二十年来人体内的铅含量没有提高。“我一从欧洲回来就接到了一些致力于铅污染研究的卫生学家的电话，他们问我发行这篇文章是不是疯了。即使是在欧洲的时候，也有人用这篇文章奚落我。我不能理解的是，这一篇文章为什么没有引起我的注意，尤其是它直接挑战了我的利益。我如果发现了它，当然不会让这篇蛊惑人心的文章刊登在杂志上，这就是科幻和臆想的混合体。”斯托金说到，“帕特森他是想成为第二个蕾切尔?卡逊吗？”
卡莱尔·C·帕特森和他的无铅汽油（下）
于是在之后的数月里，《文献》和帕特森划清了界限。乙基公司也请出了早已退休的73岁的基欧来回应帕特森的攻击。他在给《文献》写了一篇四页的文章，在文章里，他对帕特森进行了个人攻击，他说帕特森是一个狂热的生物学门外汉，一个不诚实的地质学家，容易轻信并且深受其害。 基欧，作为防治工厂铅危害的绝对权威，在乙基公司担任了多年的医疗顾问。铅工业为了他在辛辛那提大学建立了凯特灵实验室，并且支付给他丰厚的薪水。就在两年之前（1963年），他就新增了150万美元的设备，当然不要自己掏一分钱啦。这个实验室的雇员大概有150人，他们手头上大概有100项政府机构和工业机构的项目。基欧手中权力极大，以至于有一次他在学术会议上打断了本该发言的人，在会议上一天八小时的讲了五天，都没有人表示反对。“那些参加会议的人都知道谁是权力之上的权力。”他的一位雇员在《文献》上充满敬意的写道。但是在长达30年的时间里，基欧和当权的健康组织手中并没有关于低水平的铅对于人体造成的影响的数据。在帕特森对于铅工业发起攻击一年之后，《文献》出来一期特刊“罗伯特·基欧的颂歌”。我们必须指出，主编凯瑟琳·伯克特，就是那位请帕特森写文章的女士，并没有参与到这期的编写。她在那期特刊中，只是写了一篇春花烂漫的散文，并没有提到基欧。 至于帕特森，他做完了这项工作之后能够稍作歇息，但是却陷入了一个无比尴尬的境地。毒理学家，环境工程师，甚至是公共卫生官员都对他冷嘲热讽，加以侮辱。而他已经有一年没有潜心研究主业地质学了。但是在几个月之内，他在风口浪尖处依然去提醒加州州长埃德蒙德·布朗，“在乙基公司的观点影响下，你根本不知道真相究竟是怎样！”欧洲国家在60年代陆续成立了环保部门，但是美国依然是分州而治，而南加州因为在驱散伦敦烟雾的战斗中表现卓越而一举成为各州领袖。加州州长无视了帕特森的第一封信之后，帕特森找了一位在政府供职的朋友帮他说情。她写给布朗的秘书一封信，“他不是一个难对付的人。”一番软磨硬泡之后，州长终于签署了让加州公共卫生部建立公共卫生标准的文件。帕特森愉快地记下了这件事： “加州公共卫生部得到了教育 布朗州长屈服了” 而帕特森的那篇文章，尽管受到了如潮的攻击，但依然标志着美国公共卫生署对于铅污染态度的转变。作为对这篇文章的回应，在1965年12月，该机构举办了一场关于铅污染的座谈会。在与会的32人中，超过半数的是铅工业的代表，或是来自俄亥俄和密歇根的研究机构，他们是汽车业的中心，和基欧走得很近。与会者被要求控制个人情感，并且不允许找虚假的借口。“大概是因为作为导火索的帕特森博士的文章本身就火药味十足。”一位观察员评论到。 医生代表L·H·格里克在会议的演讲上上开门见山的说道：“一些人认为有大批的民众正面临铅污染的毒害，而其他一些人认为这根本是杞人忧天。”他也承认，“我们在这个问题上，反应太迟了。”直到这次会议之前，美国公共卫生署都只在碳氢化物和二氧化硫问题上采取行动，而对于四乙基铅的问题则忽视了。 在格里克医生发表这篇演讲大约两天之后。哈佛大学研究公共医学的生理学家哈里·赫曼博士，愤怒地发表了一篇演说，他说：“我所想指出的第一件事，就是迄今为止，我还没有发现任何铅对于人体有益的证据，即使是在这次会议上也没有发现。对于少量铅对人体有益的错觉，我认为是有人故意在暗示的结果。”他注意到，大多数支持铅工业的科学家来自辛辛那提的基欧的实验室，于是他又说：“在医药领域，只有同一片地方的一小群人研究一个特殊领域，这样的事情实在是太罕见了。”为了唤起其他地方的科学家调查铅对于公共健康的影响，赫曼攻击了基欧的说法。“为健康含量设立一个标准，超过这个标准就是有剧毒的，低于这个标准就是完全无毒的——这在医药和公共卫生领域是最为罕见的。” 在漫长的争论之后，这个会议唯一的结果就是，需要进行更多的研究才能得出结论。乙基公司的高层也对于“这次特殊的会议没有产生公众效应”感到开心，因为“新闻界的报道强调了四乙基铅重要的抗震防爆性能，以及它的消失将造成的经济损失。” 尽管帕特森坚持认为自己并不是一个对政治特别敏感的人，他还是坚持不懈的去寻找那些可能影响公共政策的大人物。在那年秋天，他写信给缅因州参议员埃德蒙·S·马斯基，他是参议院水和空气特别委员会的主席。那时马斯基刚刚结束了为期两年的环美空气质量听证。他后来在1968年成为了民主党的副总统候选人，在1972年更是代表了民主党参加了总统大选。帕特森告诉马斯基，基欧数十年来坚持相信大气环境中的铅来自陨石，但是事实上陨石中所含的铅比地球上的岩石中的还要少，几乎是美国大城市空气中含量的一亿分之一。 马斯基1966年在华盛顿举办了一场公共听证会，发现石油工业赞助了美国矿务局48万美元来进行防爆化合物的研究。在没有其他经济支柱的情况下，矿务局不得不同意只发表美国石油基金会认可之后的内容。 而在此时，乙基公司正在面临着经济困境，在它的专利权在1947年到期之后，它的垄断地位被逐步削弱，其他的公司也开始贩售四乙基铅了。它在北美的市场份额在1960年跌到了1947年的55%，而且似乎还在逐渐减少。在华尔街1962年最大一宗融资收购中，通用汽车公司和标准石油公司把乙基公司卖给了一家规模只有乙基公司五分之一的弗吉尼亚的卖纸袋的公司。当时的报纸以“小鱼吃大鱼”报道了这项收购。里士满的这家叫“雅宝”的公司，竭尽全力贷款2亿美元希望把乙基公司打造成一个化工帝国。斯坦福，耶鲁还有加州大学，以及美国教师退休基金会都向其中注入了大量资金。而雅宝公司为了支付巨大的债务，不得不在接下来的10年甚至更长的时间里销售四乙基铅。 让我们再回到1925年，当数十位工人因为在四乙基铅生产中中毒时，基欧成为了乙基公司在听证会中的“关键人物”。而现在，帕特森成为了一位棘手的人物之后，公司的行政高层希望基欧能够帮他们再争取10年的时间。公司管理人员的经验告诉他们，“基欧是能够掌握公司的命运的人，如果他动摇了，那就大为不妙了。” 基欧深谙在政府听证会上的表现之道，他作为专家证人可谓久经考验。他在证词的开头就说，这世界上没有人比他更了解铅这种金属了。他夸口道他之所以成为乙基公司的医疗总监是因为“我是唯一一个同时深刻了解四乙基铅和毒物学的专家，对于它的分布和生产造成的职业危害一清二楚…在发掘这门学科的信息上，我拥有比这个国家的任何人都更大的责任。”基欧骄傲的宣称几乎所有对于环境中的铅的研究都是在他的凯特灵实验室中完成的。 到了听证会的第五天，在与会者们都觉得听证会无聊乏味的时候，帕特森出人意料的出现了。他刚刚从那次南极之旅回来，一张脸被晒成了深褐色。马斯基的助手告诉他要准备好一份手写的演讲稿，帕特森为了演讲彻夜未眠，他是一个蹩脚的演讲者。正如他的朋友所说的，“我都不知道帕特森有说过什么有趣的话没有…”他也讨厌总结工作，有一次他受邀在加州理工发表一篇50分钟的演讲，可在他到场之后，他却说他不知道如何说，只有下周在再次邀请他的时候他才知道怎么说…但是无论如何，他还是在天亮之前准备好了一篇15分钟的发言稿。 “这篇稿子组织的并不好，”帕特森事先对马斯基的委员会表达了歉意。然后，他深呼吸了一口气，开始了他的演讲。他的第一句话就极其冗长，足足有五行长——用密集的事实轰炸了听众，包括他在北极发现的铅污染，这是第一个已知的全球性污染。他指出即使是低水平的铅，远远低于一个工人可能接触到的铅含量。也会对于公众的健康造成巨大的危害。同时借鉴其他的元素在大气中的表现，帕特森推算出一个165磅重的人体内大概会自然的含有2毫克的铅，而如今大部分的美国人体内含有大约200毫克的铅，比自然的高出了一百倍。 儿童是首当其冲的受害者，帕特森说道。当吸入每立方米含有百万分之三克铅的空气时，儿童的造血机制会被打乱，而这正是六十年代洛杉矶的平均水平。只需要四年时间，家住在高速公路附近的孩子体内的铅将会累积，将会出现大剂量铅中毒的时候一样的症状。在美国的大城市中，铅的含量比30年前高出了100倍，而多出的部分几乎全都是来自于汽油中的四乙基铅。考虑到这些，帕特森呼吁美国公共卫生署，加州公共卫生局，还有那些职业病学和环境健康学的专家学者，一同抵制铅工业所谓的“经济考量”。 在帕特森结束了他的发言之后，马斯基用洪亮的嗓音简要的总结了帕特森的发言：“在您的发言中有一句话，我把它摘录了下来‘高浓度的铅污染将有可能使得许多的美国公民遭到毒害’这是否就是你整篇证词的核心内容？” “是的。”帕特森回答。 接下来，马斯基极富技巧地又在问话中总结了剩余的其他要点。比如自然水平所有的铅含量“是否为科学界所公认？” “这是我自己的专业领域的研究——我在一年半前做完了这项研究，在这之前没有人去研究这个问题。” “为什么没有人去研究这个问题？”马斯基接着问到，“这在一个律师看起来简直是理所应当啊。” “但是事实上，如果你的研究是为了四乙基铅的销量，事情就不是那么理所应当了。”帕特森这样说道。这两个一问一答，问的细致，答的简约，慢慢的形成了一种默契。 “所以，美国医学协会推断公众并没有，或者在未来也不会因此而面临一次健康危机。你是否同意这一点呢？”马斯基继续追问道。 “不同意，我当然不会同意这一点。”帕特森坚持认为，“如果他们的收入和经济支柱是来自需要使用四乙基铅的工业资本，他们的结论自然是为了他们服务的。” 在听证会结束之后，总体的效果是双方都满意的。乙基公司之所以满意，或者说在短期内满意，是因为“争取到了宝贵的时间…而且，并没有对于公司的产品施加过度的压力，也没有针对四乙基铅的公共组织出现。” 而另一边，马斯基也颇为满意。帕特森成功使铅成为了人民公敌。报纸上开始出现了公正客观的评价并且介绍含铅汽油的文章，其中有些作者甚至是来自乙基公司内部的研究人员。而在20世纪20年代只是，为了制定公共政策所需要的技术信息，是被工业方面完全垄断了的。而现在，这种垄断在政府的法规和舆论压力下瓦解。马斯基的听证会终结了铅工业和大学还有官方的健康机构长达40年的合作关系。帕特森之前拒绝同流合污的态度使得自己占据了有利的态势。在接下来的数年里，帕特森和马斯基都在持续地推动政府设立关于铅含量的标准。 在这场听证会过去了五年之后，1970年，国会通过《清洁空气法案》。这是在减少汽油中的铅含量的问题上的第一项立法尝试。而让帕特森失望的是，该法案并没有直接禁止含铅汽油添加剂的使用。取而代之的是，它给了一个新成立的环境保护部门禁止使用会对环境造成污染的添加剂的权力。这其中自然包括了四乙基铅。而对此结果，一位乙基公司的高层暴怒地说到，公司的产品形象一下“由使得发动机运转地更加流畅的宝贝变成了污染空气的元凶。” 为了适应新出台的联邦标准，通用汽车公司在1970年决定给汽车装上尾气处理装置——催化转化器，而铅会使得催化剂中毒。其他的公司也随之而动，于是含铅汽油就这样以另一种方式被挤出了市场。“驱逐铅污染”代替了“在油缸里装进一只猛兽”成为了汽车工业的新口号。乙基公司的高层感觉遭到了背叛：作为四乙基铅“父亲”的通用汽车公司，怎么能在把乙基公司的股份廉价的转手之后，就立刻推出了宣告四乙基铅的死亡的新产品呢？ 于是含铅汽油的用量在美国急速地跌落，从1972年的253000公吨跌落到1988年的17000公吨。而这对于公共健康可谓影响显著，到了1980年，平均的血铅含量已回到之前的40%，大概是十万分之一克。到了1991年，更是达到了百万分之三克的水平。在美国消费的铅的数量逐年下降之后，格陵兰岛冰盖的铅含量也回落到原先的90%，在1989年逐步回落到前工业时代水平。同年，《华盛顿邮报》发表了专题文章，赞美《清洁空气法案》为了含铅汽油时代的结束所做出的巨大贡献。 在其他的限制铅排放的立法中，美国禁止铅作为室内涂料的添加剂出现，尽管比欧洲的大部分国家少了40年，但也是一项成就。到了2001年，含铅染料依然被允许用于校车的外表面和地上的黄色路标。而“铅红”四氧化三铅依然作为桥梁和其他金属结构的防腐蚀性涂料。不过尽管没能够全面控制，还是有许多国家加入了禁止使用四乙基铅的行列。巴西和加拿大都在1990年禁止了含铅汽油的使用。另外一些国家，大多数的欧洲国家还有阿根廷，伊朗，以色列，墨西哥，泰国，也包括中国的台湾地区也都显著的降低了汽油中的铅添加量。而随着带着催化转化器的新型汽车不断兴起，汽油中的铅含量会进一步降低。然而，现在还不是乐观的时候，随着发展中国家的汽车制造和使用量的爆发式增长，铅污染会再次卷土重来，因为在亚非拉地区，汽油如果不添加四乙基铅，对于他们的制造水平和消费水平来说，根本就是不现实的。正像如今，格陵兰岛冰盖上累积的铅，大多都是来自东欧和前苏联地区这样已经衰弱的地区一样。 乙基公司也成功的存活了下来，国会的法规和美国环境保护局给了乙基公司五年的时间转型，而乙基公司成功的把握住了。在80年代，乙基公司依然是全美200强的企业。但即使它放弃生产四乙基铅，它依然为四乙基铅辩护，直到2001年的2月，它为四乙基铅做无罪辩护的研究才宣告失败。 尽管帕特森的研究为《清洁空气法案》铺平了道路，但是他的观点依然没有使得整个科学界信服，那就是在评估全球污染之前，需要先确定前工业时代的污染。为了测定前工业时代的污染，政府和大学中的科学家就需要采用帕特森首创的超净实验室技术。正如帕特森自己所说，“这间实验室在加州理工学院就像是一座圣殿一样，我们像检测基因一样细致地检测铅含量。”他和科学界的同行们为了是否需要测量前工业时代污染水平的争论持续了20年的时间。尽管如此，他测量极微量金属的技术与日俱增——这标志着环境保护局和高精度化学分析的时代的开端。 在整个70年代，帕特森都在探究陆地和海洋中食物链中的铅含量的水平。利用从原子弹测试中掌握的技术，帕特森测量了同样是有毒金属的钡，他发现岩石中的钡和钙的比率是食物中的100倍，比人体中高出了10000倍。于是他就采用了这个数据推测出70年代人体中铅含量高出正常的水平近100倍。而事实上，提升了设备精度之后，经过再次的检验，发现这个数字应该是1000倍。 帕特森的助手，多萝西·塞特，在他的这项海陆双线作战的研究中扮演了至关重要的角色。她是一位化学硕士，工作严谨，极富条理，除了工作关系，她也成为了帕特森的密友。“他在研究中从没有当我是下级，”塞特这样说道，“他是一个非常绅士，懂得关心别人的人。虽然大多数人看到的是他更为粗糙的一面。但是他看重身边的每一个人的价值，不管那个人是谁。”当他了解到秘书遭遇了什么个人问题，他会帮她解决。又比如说，当他听说一位住院的加州理工的保安没有成家，晚上没有人陪护，帕特森也主动去陪护。当塞特的丈夫的时候，他对塞特说：“多萝西，我把电话放在自己床边，如果你遇到什么事情，白天黑夜都可以打电话叫我。”塞特说：“我确实这样做了，无论在我丈夫生前还是死后，他都会准时来帮忙。”
虽然他们的友谊很深厚，但是他们也会为了一些事情吵起来，甚至大打出手。但是在塞特花了两年时间测定金枪鱼肌肉中的铅含量之后，在1980年两人宫廷发表的报告中，帕特森让她成为了第一作者。为了测定地球上最纯净的动物组织的铅含量，他们选择了金枪鱼作为样本，因为它是处于海洋食物链最顶端的动物，所受到的污染远比陆地上的要少。塞特的研究表明，一克的新鲜金枪鱼肉中只含有0.3纳克的铅，但是金枪鱼罐头中的铅含量却比新鲜的金枪鱼多了5000倍，因为罐头的材料中含有铅。在那时，无论是政府还是工业家自己的实验室，都认为这一含量是健康而无害的，这是因为他们的实验室本身就是污染严重的，在这种情况下怎么判断呢？而当时美国人的日常饮食中有20%是由罐头食品构成的，但是大多数罐头——甚至包括婴幼儿配方奶粉的罐头，都是含铅的。 媒体当然不会放过这一个发酵新闻的机会，帕特森也借此机会向人们推荐范坎普水产公司的金枪鱼罐头，因为这家的罐头是不含铅的。而他也率直地向一些美国环境保护局和食品及药物管理局还有国家海洋渔业局的实验室提出了批评，并且有些骄傲地宣称，科学并不是由所谓的大多数决定的。 于是到了1981年，美国环境保护局召开会议讨论这项问题，帕特森提出帮助在政府部门供职的科学家接受洁净实验室方面的训练。于是之后不久，留守帕萨迪纳的塞特就迎来了一批来访者，他们都是颇有成就的科学家。在六个月时间里帕特森宣布美国食品及药物管理局在实验室技术和降低对于婴幼儿的铅污染上“有了长足的进步”。 当然，这时的帕特森还是和原来一样做着一些有趣的附属研究。他测定了树木中的铅含量，于是他第一次做出了生物圈中某种物质的分布图。而通过分析数千年前居住在西南部和安第斯山脉的印第安原住民的头盖骨中的铅含量，他证明了在冶炼技术和陶釉出现在这片大陆之前，人体内的铅含量只有现在的千分之一。那时作家索尔·贝娄在加州理工访问了一年，帕特森说服他写了一篇关于铅污染的小说《院长的十二月》。在这篇小说中，索尔·贝娄几乎是以帕特森为原型创作出萨姆·贝奇这个角色的。不过帕特森喜欢把这个名字叫做“婊子养的”（这个词的英文son of a bitch和Sam Beech谐音）。这个人物反应了帕特森的一些特征，比如帕特森会留下一切和他研究有关的东西，虽然他的超净实验室里一切都安排的一丝不苟，但是他的办公室却是文件横飞，杂乱无章。在帕特森死后，加州理工的档案管理员翻出了餐厅的收据，图书馆的更新条，电话账单还有空白申请书，时间甚至可以追溯到十年之前——还有七十箱依然有研究价值的文件资料。 拉塞尔·弗莱戈是又一位来到帕特森的实验室的博士后，他的工作是测量海洋中的铅，工作了不到一个星期，他就对帕特森的怪脾气表达了强烈的不满。在他新来的第一周，他只见到了帕特森一次，而且不过几分钟。于是在周末来临的时候，他向帕特森提交了辞呈。“听着——我跋山涉水来到这里可对我却像一头——！”帕特森立即向弗莱戈表达的歉意，然后告诉了他原因。他说他最近确实是在埋头苦干不理会旁人，那是因为他必须争分夺秒，因为他已经身患癌症，只剩下六个月的命了，他已经没有时间可以浪费了。事实上，他说他身患了两种无法治愈的癌症。第二天早上，当弗莱戈问他对于自己病情有没有去寻求别的医生的诊断的时候，“我还没有找过医生，”（我囧死了）帕特森回答道。“那是他自己诊断出来的…他总是马不停蹄的想要去完成各项工作，所以他不去医院，而是通过自我诊断来判断自己的身体状况。一段时间之后，我学会了不去特殊的关注他，于是开启了一段美好的合作关系……他人很好，会为我做任何事情，为了任何其他朋友都会如此。” 帕特森也慢慢地尝试着改变自己糟糕的脾气，并且享受着自己进步的过程。当加州理工学院的大学生们的立体音响用摇滚乐轰炸校园的时候，全体教员都气的七窍生烟，但是帕特森采取了与众不同的行动。他在学生宿舍的窗户底下搭起了帐篷以表达无声的抗议，而不是以叫骂声相抗衡。然后他在自己的办公室装上了隔音的双层门窗。还有一次，两位声名卓著的日本科学家来到他家吃晚餐，在席间力阻他聘用一位不懂礼节的年轻博士后，而在外面依旧脾气暴躁的帕特森却回劝他们保持冷静。到最后，他还是在几经考虑之下，聘用了那个年轻人。“我不是那种才华横溢的人，”帕特森有时也说，“我能够看穿皇帝的新装，只是因为我是一个有点孩子气的人。” 而事实上，帕特森是孤独地走在环保路上的斗士，他确实需要累积自己的每一分脾气，作为另一种勇气，鼓舞着自己前进。三份知名的科学报告从侧面反应了帕特森这些年艰辛的奋斗历程。在1971年，来自国家研究委员会的座谈小组受国家科学院之托，发布了30年来的第一份关于铅含量水平研究的综合性报告。这个小组中有六名来自铅工业的代表，但是却把帕特森完全排除在外，因为有关方面认为帕特森太过极端，不能够达成妥协。这个报告最终得出城市中的铅含量在不断的增长，但是速度却极为缓慢。 9年之后，国家研究委员会发布了第二份报告，名为《人类生活环境中的铅含量》。这一次帕特森受邀成为了座谈小组的一员。可以预见的是，他依然不同意委员会的结论。在这个结论发表了不过二十天，帕特森写出了一份78页的异议报告，把它作为附件带入了这项研究之中——同时附上了一副“麻疹”图：
 在帕特森的卡通图中，铅含量被形象地比作“麻疹，”在图中，前工业时代的人，就是左边那个，身上只有一个小点，这个点代表了自然状态下的铅含量。在中部的人像，身上有500个小点，代表着1965年美国人身上的平均铅水平。最左边的人身上有2000个小点，这是一个人急性铅中毒之后，身上的铅含量。（国家科学院，《人类生活环境中的铅含量》，国家科学院：华盛顿特区，1980年，由国家科学院提供） 在1980年的异议报告中，帕特森提到“图中处于中间状态的那个人应当也是处于中毒的状态，只不过这种中毒是隐性的，不易察觉的。”他用“人类创造的自我毁灭的怪物”来形容逐步推出历史舞台的铅矿和铅工业。而那时，只有来自卡内基研究所所克里夫·戴维森和来自密歇根大学的Jerome·Nriagu教授站在帕特森这边。 而在今天，帕特森的观点——在自然的，前工业时代的污染程度被确定之前，测定现代的工业污染是不可能的——已经成为了环境化学的基础共识了。但是在20世纪70年代，却远不是这样的。当时的大多数科学家认为人体内是自然的积累着这么多的铅，就像是中间的这个人一样，几乎没有科学家能够想到在前工业时代还有最左边的情况存在。也因此，他们并没有意识到60年代的人们生活在危险之中，因为他们认为人体内并没有出现最右的急性中毒情况。 第三份报告发布于1993年，这份报告被戏称为“帕特森的复仇”。帕特森曾经的同事弗莱戈，这次受邀成为了座谈小组的一员。“他们最开始问过我一个奇怪的问题，问我是不是也像帕特森一样对这些问题提出过自己的解释。我说我并没有参与它。但是整个委员会的立场已经发生了变化。帕特森在异议报告中所说的每一件事情，都在十年后被我们写入了正式报告。”帕特森的毕生心血，终于在20年后，被主流科学界所承认。 第三份报告，明确地为帕特森所做的工作正名。铅污染“被认为是工业社会最严重的环境健康问题…可是科学社会却花去了太长的时间才意识到这个问题，我们应当承担一定的责任…但是如今我们纠正了自己的错误。”疾控中心颁布的可接受的儿童体内铅含量从60降到了10；在美国，铅从汽油中被移除了，人体内平均的血铅含量下降了95%。 因为帕特森为环境问题所做出的贡献，索尔·贝娄为帕特森奔走宣传，希望他能够获得诺贝尔和平奖，但是最终结果还是让人感到遗憾。不过值得欣慰的是，帕特森成为了美国国家科学院的院士；第2511号小行星也以他的名字命名。他还获得了环境科学领域的最高奖，价值15万美金的约翰和爱丽丝·泰勒奖，以及地质化学界的金质施密特奖章。而且在退休之前，他终于由一名研究员晋升为了一名加州理工学院的教授。 回想人类长达2000年的铅污染历史，帕特森常常思索，“是什么让我们竟能这样伤害我们自己呢？”他推测大概是因为，功利性的工程考量思维和科学艺术所要求的一丝不苟的思维还是有所差别的。当然帕特森的思维理论在他的许多同事看来，多少是有点“荒诞不经”的。 帕特森曾在1983年的时候去夏威夷的火山采集酸性气体样品，在那之后他就饱受哮喘病的困扰。而他为了治疗哮喘所服用的类固醇药物却加重了他遗传性的骨质疏松症。他的骨骼也收缩了九英寸，这让他的身高在晚年降到了5尺7寸。他申请了两项研究基金，希望在实验室中培养出无铅小鼠来研究未被铅污染伤害的哺乳动物的生物过程。在两项研究基金申请都未获通过之后，他又像往常一样开始了忧郁。 在他晚年的某一天，帕特森打电话给他之前带过的一名博士后，在环境保护局供职的罗伯特·W·伊莱亚斯。当时的老布什政府正在恣意攻击环境保护局。帕特森自然了解这种风雨飘摇之时的巨大压力。 “你还好吗？”帕特森问伊莱亚斯，“你还打算继续坚持这份工作吗？” “他是唯一一个在那时打给我的人，”伊莱亚斯后来回忆到，“也是唯一个向那时的我表达关心的人。” 最后，帕特森在1995年12月5号死于哮喘病。而当时几乎还是没有人了解到他的毕生心血所涉及的领域究竟有多广。帕特森的学术地位可以说是独一无二的，毕竟他在两个截然不同的领域——地质化学和环境科学领域都做出了巨大的贡献。乔治·蒂尔顿曾经和帕特森一起共事过，那时的帕特森还在测量地球和太阳系的年龄。但是蒂尔顿说，直到在为国家科学院给帕特森写讣告之前，他其实没有充分的认识到帕特森工作的深度和广度。蒂尔顿说，“这些年我一直都很了解他，但是直到我为他整理他的研究记录时，我才了解到他其实比我想到的还要伟大。我对于他所经历的许多磨砺还是一无所知。” 帕特森是一位有原则的斗士，他孤军奋战，把铅添加剂赶出了汽油，把铅制品赶出了饭桌。他研究出前工业时代和当代人身上铅含量的差异，并且坚守住自己的观点，直到它被大众所接受。他是一位告诉我们如何用化学手段分析全球污染的地质化学家，他也推动了关于低水平的铅累积量对人类学习能力的影响的医学研究。在他的努力终于得到回报的那一天，美国还有全世界的人，体内的血铅含量都在大幅降低；研究也证明了即使是极少量的铅也会对孩子的心智发育造成影响。 提到帕特森，伟大的地质化学家甘特·福尔只用了一个短句表达自己的敬意，“他是一个圣人。”福尔对于帕特森给予了很高的评价，“我们之所以不再使用无铅汽油，我想大多是因为帕特森极力地阻止了它。他也说，你不能以现代人为参照物来判断铅污染，毕竟现在已经没有不受污染的人类了。而且，难能可贵的是，他是一个勇敢的人。我认为他这样一个人，如果打分的话，评分虽然不及牛顿，但应该是高于伽利略的。”
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