孙坦 观点交锋可引出认识高度 科技进步离不开科学斗士

孙坦 观点交锋可引出认识高度  科技进步离不开科学斗士  

2011年2月22日上午，有幸在京聆听了揭露转基因危害的世界第一旗手——美国科学家杰佛利·史密斯（Jeffrey Smith）教授的以《转基因食品——有文件记录在案的健康风险》为题的讲演。他在讲演中列举了大量转基因作物有害的事实，让我们清醒地认识到，决不能让某些人在我们国内强行推广转基因食品。

这位科学斗士不屈不挠的斗争精神，让我不禁想到了美国一位在反铅污染方面立下头功的科学家——克莱尔· 佩特森（Clair Patterson）博士。这位科学家在含铅汽油对人类健康是否有害的论争中赢得了最终胜利。其研究过程以及与政府有关部门抗争的过程，能带给我们不少启示和值得思考的方面：

一、科学数据的权威性问题。佩特森与美国卫生部都依据自己的实验数据来证明自己的观点，因此有一个谁的数据准确的问题。

二、对与错由谁评判的问题。佩特森与几位医生合作开展的研究求得的结论是，食入小剂量的铅对身体有害，会造成神经紊乱、血尿潴留等疾病，而美国卫生部依据一项相当复杂的统计学研究，却得出了相反的结果。观点如此对立，应该由谁评判对错。卫生部是政府部门，借助权力决策，应该说：有风险。

三、观点交锋是推动科学进步的必要条件。佩特森对铅污染的研究支持了西方一些医学史家对古罗马帝国亡于“铅中毒”的推断。由此，也让今天的民众和一些专家加深了对推行转基因食品或可“亡国灭种”的担忧。质疑的声音是推动政府决策科学化之必需，不能压制。就目前来看，以“转基因无害”观点立论的科普文章大都回避已揭露出的转基因作物有害的事实，不能证伪，反驳乏力，没有多少说服力。

四、不应将科学分工绝对化。佩特森是位地球科学家，在使用普通岩石中微量铅的同位素分析技术进行地球年龄测定时，发现了大气铅污染现象。出于对人类生存环境的强烈关切，在测出地球年龄45.5亿年的数据之后，他毅然暂离自己的同位素测年专业，全身心地投入到了海洋化学、冰川学、医学及历史学的研究之中。毫不夸张地说，如果他安守本分，不越雷池半步，人类至今不会对大气铅污染引起足够的注意。

佩特森的事迹生动感人，正是靠了他不屈不挠的抗争精神，最终取得了促使美国通过禁止汽油含铅法律的重大胜利。佩特森的斗争精神十分宝贵，他的胜利启示我们：观点交锋可引出认识高度，科学进步离不开科学斗士。下面是笔者若干年前发表在《知识就是力量》杂志上的一篇有关他事迹的旧文，现登载于此，意在表明：反对贸然推广转基因食品意义重大，坚持斗争就是胜利！

                                           

不 畏 权 势    孜 孜 求 索

记反铅污染的科学斗士——克莱尔·佩特森

                                         

铅污染——意外的发现

上世纪60年代初，为测定地球的年龄，当时在美国加利福尼亚任教的克莱尔·佩特森博士开发了一项“普通岩石中微量铅的同位素分析技术”。铅元素虽然有时能富集成易辨认的矿层，但通常在岩石中的含量仅为百万分之几，要想用质谱仪对铅同位素进行测定，首先必须用化学方法将铅从含量高于铅千万倍的所有其它元素（如硅、钙、铝）中分离出来。为做到这一点，佩特森采取了一系列旨在净化试剂使之最终不含铅的办法。但奇怪的是，在洛杉矶市郊自己的实验室内，他始终未能配制出理想的试剂来。他认真检查了实验用的器具，又仔细检验了自己的操作程序，觉得自己并无疏漏之处。究竟是怎么回事呢？经过较长一段时间的思考，他怀疑是实验室内的空气在起作用。经测试发现，洛杉矶市郊的空气中含有大量的铅。

为克服这方面的干扰，使实验测值达到极其准确的程度，佩特森对空气采取了极为严格的过滤和净化措施，创建了超净实验室。正是因为有了这样极度净化的工作条件，佩特森才获得了45.5亿年这一权威性的地球年龄数字！

在继续对地球岩石开展研究的同时，佩特森也在对给工作造成困难的根本原因进行思考。空气中含有的足以影响实验结果的铅来自何方？空气铅污染现象为洛杉矶城所特有，还是带有普遍性？

铅污染现象具有全球性

佩特森追根求源，最终发现城市空气的铅污染主要是由汽油或具体讲是汽油的防爆剂四甲基铅造成。铅具有挥发性，可随汽车尾气排放到大气层中。洛杉矶是世界上车流量最大的地区之一，因而那里的空气中含铅量高不足为怪。

佩特森进而推定，世界各大、中城市的空气铅污染现象必定波及很广的范围。

他决定对海洋的铅含量进行分析测定，以验证自己的推测。海洋是一个天然储藏库，与大气层持续不断地进行着物质交换。海洋既能够蒸发水汽，又能够溶解部分大气物质，接受来自大气的降水和尘埃，因而其化学成分受到大气化学成分的影响；加上洋流、海浪和风暴能使构成海洋（特别是海洋表层）的各类物质发生混合，因此取几个水样进行测定便可如实了解大片水域的水质情况。

佩特森在洛杉矶城附近的海面上和远离海岸的洋面上分别取了一组水样进行铅含量测定。所得结果是，第一组水样的铅含量是第二组水样的10倍；两者差异虽大，但都超出了海水的天然铅含量。

这正证实了他的推测！

近海海水的铅含量所以较高，是因为它受到了城市空气更直接的影响。远海海水虽然铅含量较低，但毕竟也受到了城市空气的污染。

佩特森又在海洋的不同深度上采样，以求得到进一步验证。

海洋化学家们测知，海水表层的钡含量很低，而随海洋深度增大，钡含量迅速增高；到1000 m处才开始稳定下来。铅与钡在性态上颇为相似，应该有类似的变化才是。可测定结果是，海水表层的铅浓度大大高于深部水层，与钡浓度的变化恰恰相反！由此可见，城市空气对海水的污染程度确实很大。

铅浓度变化的广泛性令佩特森相信，源自人类活动的铅（特别是汽油中的铅）通过污染大气层而殃及整个海洋，具有全球性。

铅污染的历史变化

佩特森觉得，大气铅污染研究事关人类生存，意义极其重大，便决定将自己的研究再向前推进一步。他对自己又提出了这样一个问题：大气层的铅含量有着怎样的历史变化呢？

为回答这个问题，他转而又对冰川发生了兴趣。极地冰川储存了大气层过去的变化情况。一层层薄冰是逐年形成的，他们叠置在一起，记录了大气成分的变化过程。若在极区的巨大冰盖上钻取一个长达数百米乃至千米的冰“岩芯”，可以看到上面有许多细小的条痕。这冰“岩芯”好似一本“万年历书”，厚度1－5厘米的每一“页”代表一年，记载着历史上不同年份内降雪的化学成分。这是一本很不好读的“书”，要认清里面每一“页”上记载的铅含量信息，必须进一步提高眼力，即分析的精度。

为分析海洋的铅含量，佩特森已将自己的分析精度提高了10倍，再对“冰芯”进行分析，他还得在此基础上将分析精度再提高10倍。换言之，就是要将实验用的化学试剂净化到当时的化学工业根本无法企及的程度。

经过坚韧不拔的努力，佩特森终于取得了大气铅含量的历史演变情况：在1870年工业大发展时期以前，除罗马帝国短暂的鼎盛时期外，极区冰层的铅含量小的可以忽略不计。可从1870年起，由于煤炭得到逐步开发利用，大气的铅含量出现了持续增长的情况。1930年以后，伴随石油时代的到来，大气的铅含量更是增长迅速。佩特森算知，现今的大气铅含量已是大气天然铅含量的100多倍！

由此，佩特森进一步坚定了铅污染由人类的工业活动造成的看法。

罗马帝国，因铅污染而衰亡？

在研究过程中，有一个细节令佩特森颇感困惑：为什么在罗马帝国时期，大气的铅含量要略高一些？是否存在着一个古罗马工业发展时期呢？

其间，佩特森正好看到一本有关古罗马的史书，便饶有兴趣地阅读起来。书的作者认为，罗马帝国衰亡期正是大量使用陶、银酒杯和餐具的时期，两者相吻合决非偶然。制作酒杯和餐具材料中富含可溶性铅，经常使用会使人体的铅含量增大，引起铅中毒，致人于衰亡境地。

佩特森接受了史书作者的看法，几个月里，他走访医生，阅读有关医学著作，俨然成了一名“铅中毒”专家。他对罗马帝国时期各位皇帝的精神状态作了细致地分析和了解，通过比较，认定罗马统治阶级的成员们大都喜欢用陶、银酒具酗酒，是铅中毒损坏了他们的身体，导致帝国走向衰亡。佩特森具体指出，韦斯巴芗、卡利库拉等暴君的某些举止行为是典型的铅中毒症状。

通过对当时流行的银货币的更新速率进行研究，佩特森对古罗马人的银消费量进行估算，并进而推算了当时的银产量。银主要是从开采铅、铜等矿床中综合体取的。史载，古罗马人使用一种称为“吹灰法”的技术将银与铅分离出来的。使用这种技术时，因为一部分铅挥发到了大气层中，才造成了极区冰川纪录的1870年前的铅异常。根据以上的研究成果，佩特森大胆地作出了这样的结论：罗马帝国的衰亡是其统治者食铅过量所致。

佩特森大胆的联想和推断，始终有人持异议。但不管怎么说，从今天的情况看，应承认他考虑问题比一般人要更深远一些。

艰难跋涉 终结胜果

佩特森确信，与古罗马人一样，我们今天也在受到铅污染的危害。不过对我们来说，铅中毒不是因为使用了陶、银餐具或酒杯，而是因为吸入了汽油中所含的四甲基铅。

他与加利福尼亚州的几位医生共同开展了一项地方性研究，得出的结论是，即便吸入或食入小剂量的铅，于人体也是有害的，譬如会引发神经紊乱，血尿障碍等疾患。

他对人类的现实生存条件深感忧虑，便不断呼吁有关当局重视铅污染问题，并切实采取对付措施。

在他的强烈要求下，美国卫生部开展了一系列旨在对美国各类环境的铅含量和各类注册疾病百分率进行对比的研究工作。通过对不同年龄组和不同社会阶层的饮食、居住和卫生条件进行调查分析，卫生部得出了这样的结论：吸入或食入小剂量的铅对人体并无害处。

两种结论截然不同。何以会有这样的对立？

原因很简单，只因为使用了不同的分析技术。卫生部在调查分析过程中使用了常规分析方法，没有超净实验室和极度净化的化学试剂，结果测得的不是人体血液的溶铅量，而是实验器具和试剂的含铅量。医生们因此而产生了一种错觉：含铅量很高还不会有问题，佩特森公布的含铅量就更不会造成危害了！

结果，卫生部对佩特森的研究结果采取了置之不理的态度。

佩特森十分恼火，在反驳卫生部官员时，由于激愤而是用了某些不符合绅士行为准则的言词。一些官员和专家被触怒，于是他的科研经费被砍掉，推迟入选国家科学院院士近达20年之久！

佩特森坚持自己的观点，一直未表示屈服。真理总归是要取胜的。以后开展的将统计学研究和临床研究结合在一起的更为详细的研究工作证实，即便小剂量的铅对人体也是有毒害作用的。由于这项研究工作是在与佩特森的研究不发生任何关系的情况下进行的，研究结果得以在医学界以及后来的政界传播开来，并最终导致卡特总统领导时期的美国通过了禁止汽油含铅的法律。

至此，佩特森为人类利益而进行得一场艰难跋涉算是有了结果。

一个科学家在基础研究和应用研究两方面均取得世人瞩目的辉煌成果，实不多见。今天，当人类开始普遍重视环境保护时，谁能忘记佩特森博士曾经作出的杰出贡献呢？