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生前获尽科学界大奖,死后被称为「历史上杀戮最多的个体」,至今人类仍受其害...

 微笑如酒 2022-09-30 发布于广东

1944 年 11 月 2 日,55 岁的美国机械工程师、化学家,小托马斯·米基利(Thomas Midgley,Jr.),被自己设计的绳索滑轮装置窒息而死——这一发明的本意,是用于辅助身患脊髓灰质炎的自己在床上翻身。

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小托马斯·米基利

死于自己的发明,或许是一位科学家最富有戏剧性,而又引人唏嘘的结局。米基利的导师,美国发明家查尔斯·凯特林(Charles F. Kettering)在为他撰写的传记中写道,「基利用辛勤、丰富和创造性的一生,为世界留下了伟大的遗产」。

但事情并非那么简单。死于米基利的发明的人,米基利本人既不是第一个,又远远不是最后一个。用一句环境历史学家约翰·麦克尼尔(John R. McNeill)的评价来说,米基利是「地球上有史以来对大气破坏最严重的个体生物」

实际上,这位生前光环加身享誉世界,死后却声名狼藉饱受争议的「科研天才」,既为人类工业社会的发展带来了数十年的推进,却也一手促成了如今人类面临的几项最重大的环境灾难。

米基利一生中最著名的两样发明,分别是含铅汽油,和氟利昂。

上帝的礼物,恶魔的交易

1920 年代的美国汽车工业,便正处在迫切需求创新发明的生长期。1911年,在通用汽车旗下的代顿工程实验室公司(DELCO)里,查尔斯·凯特林与亨利·利兰(Henry M. Leland)发明了第一台电动启动系统,并于 1912 年首先在凯迪拉克汽车上得到应用。从此,发动汽车只需要「一键点火」,成为了老弱妇孺都能使用的工具。

但一个急需解决的问题是:气缸运行中经常发生「爆震」——当发动机吸入燃油蒸汽与空气的混合物后,错误点火造成燃烧室压力失常,爆出刺耳巨响。

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图片来源:百度|爆震现象对发动机带来的损害

这种频发性「早搏」的直接结果,便是导致汽车发动机功率下降、耗油增加和机械损害。


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查尔斯·凯特林


如何解决「爆震」的难题,成为了卡在汽车行业发展面前的一道坎。此时,把这个艰巨的任务交给了自己的得意门徒,我们故事的主角米基利。

康奈尔大学机械工程专业博士毕业的米基利,在 1916 年加入导师凯特林所在的代顿工程实验室。专业「不对口」的米基利对化学也是一知半解,接手这份工作的几年时间里,他一边自学化学一边尝试实验,硬是逐渐沿着碘、硅、锗、锡等元素逐步逼近目标,最终定位到了自己的「终生伴侣」——铅。
 
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米基利在实验室

最终,在 1921 年的 12月,米基利找到了这种「理想」的添加剂——四乙基铅。四乙基铅廉合成容易,没有异味,只需要添加 0.1% 就能极大程度提高汽油的抗爆性能。

1922 年,美国化学会把尼克斯奖章授予了米基利。1923年2月,四乙基铅汽油第一次在俄亥俄州的代顿加油站面向大众出售。次年8月,由通用汽车公司和标准石油公司合资开办的乙基汽油公司成立,米基利担任副总裁。含铅汽油从此大规模推向市场。

含铅汽油的发明,不但直接带来了美国汽车销量的飞速提升,极大程度上推动了美国成为「车轮上的国家」;而据称,其更高的燃烧效率,也在其问世 25 年之间至少为美国节省了 10 亿桶原油。

值得一提的是,第二次世界大战中,含铅汽油也为美国带来了巨大的军事优势,就连当年投放了两枚原子弹的 B29 轰炸机,发动机内燃烧着的也是这种「高效动力」。时任英国石油部长的杰弗里·劳埃德(Jeffrey Lloyd)甚至表示,「没有 100 号汽油(抗爆震汽油),我们不可能赢得战争」。

彼时,四乙基铅被誉为「上帝的礼物」,米基利也被尊为当之无愧的国家英雄。

但在这发展的喜悦背后,一个危险的事实被选择性忽略了:

铅是有毒的。

铅的毒性能够影响人体各种系统的功能,引起胃肠道、 肝肾和脑的疾病,造成永久性血液疾病、智力损伤和行为异常等。甚至有研究认为,铅制水管导致的群体性中毒直接对古罗马的灭亡起到了推动作用。
 
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图片来源:百度|古罗马的铅制水管

20 世纪的民众已经对铅的危害有了初步的认识。在四乙基铅汽油面向大众销售之初,为了应对民众的忧虑,公司想出了一个欲盖弥彰的方案:将四乙基铅缩写成「乙基(Ethyl),听起来就没那么危险了。
 
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但毕竟造词改名并不能真的消除毒性,1924 年 10 月 30 日,标准石油公司新泽西工厂 5 名工人因铅中毒死亡,至少 35 人送医院抢救。紧接着,又有杜邦公司新泽西工厂 6 人死亡。1925 年 5 月,美国卫生局为此召开会议并组织专家组调查,四乙基铅汽油一度被迫暂停生产。

米基利无疑比谁都更清楚四乙基铅的危险。

但在工人中毒死亡的新闻发布会上,他拿出一小罐四乙基铅倒在手上,将其放在鼻子下狠狠吸了一分钟,并表示:「乙基很安全,我每天都在这种环境下,丝毫不会被它影响。」

当然,米基利也为这场「表演」付出了严重代价,他被迫停止一切工作进行长时间疗养。但这次「以身试险」的作秀也成功蛊惑了当时的民众,乙基中毒的事件被顺利瞒了下来;美国卫生局专家委员会经过 7 个月的调查,最后的结论是「没有充分理由禁止使用四乙基铅汽油」。
 
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从此,这种含有毒性的汽油就这样作为大众消费品,在全球横行六十余年,直接导致了人类生活环境中的铅含量飙升到了极为危险的程度,甚至在某些地区对几代儿童、孕妇产生了难以估量的影响。

1956 年,地质学家克莱尔·卡梅伦·帕特森(Clair Cameron Patterson)在测算地球年龄时惊讶地发现,地面环境中的铅含量比海底高出 80 倍。1970 年,他的进一步研究检测出,大气中铅含量比一世纪前增加了百倍。
 
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克莱尔·卡梅伦·帕特森

帕特森的研究和呼吁,最终使美国国家环境保护局在 1970 年发布了空气清洁法令,开始对机动车尾气排放作出规定;后又于 1973 年宣布将逐步淘汰含铅汽油的政策。与此同时,取代含铅汽油的新技术不断出现,汽车厂商开始大批设计生产无铅汽油发动机。最终在 1986 年,全美国停止使用含铅汽油。

值得一提的是,美国人的血铅浓度于 1990 年代晚期比停用含铅汽油以前下降了最多 80%。

喧嚣过后,米基利早已赚了个盆满钵满,功成身退;但这笔「剧毒」的账单,却是由全世界几代人的健康乃至生命来偿还的。


不知不觉中,滔天大祸成

正如前文所说,米基利还有一项更为人熟知的重大发明,氟利昂。不过这回,米基利倒算不上第二次「知法犯法」——他直到去世也未曾想到,自己的这项发明为全世界捅出的「娄子」,比起含铅汽油怕是有过之而无不及

随着一战的结束,冷冻技术在世界范围内迅速成为热门行业。但当时常见的制冷剂中通常含有氨、二氧化硫、丙烷等成分,不仅有毒而且易燃,制冷设备往往也非常笨重、昂贵和危险。


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如同墨菲定律般,当时已经高升通用公司研究所主任的凯特林,又一次把改进制冷剂的重任,交给了自己的这位「魔鬼」爱徒米基利。

接到任务后,米基利先认真研究了元素周期表,找到规律后,天赋异禀的米基利仅仅经过三天的几次合成实验,就成功找到了一种性能优良的新型制冷剂—— 二氟二氯甲烷(R-12)

这种制冷剂无色无味,几乎没有毒性,化学性质也非常稳定,而且基本不可燃,作为制冷剂来说不可不谓完美。后来,杜邦公司给它取了个商业名字,氟利昂。

1930 年 4 月,在亚特兰大召开的美国化学协会年会上,米基利公布了这个发明。演示现场,他深吸了一口氟利昂气体,再缓缓吐向燃烧的蜡烛,火焰立刻熄灭——久经商海套路深的米基利再一次用这种「以身试险」的宣传,成功地向世界展示了氟利昂无毒和不可燃的特性。
 
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从此,全世界的制冷技术行业进入了「井喷期」——不仅电冰箱等民用制冷设备开始普及,人类贮存食物的方法得到了质的飞跃;「冷链」技术的推进更是为科学实验、药物研发、疫苗制备等领域提供了前所未有的便利条件。

毫不夸张地说,氟利昂在其问世后的很长一段时间内,为人类生活质量的提高和科学技术的发展起到了难以估量的作用。在当年的角度看来,这种制冷剂对人类根本就是有百利而无一害,米基利也因这一突出贡献在 1937 年被授予铂金奖章。

除了制冷以外,氟利昂又被人们开发出了更多的用途。由于其无毒、无嗅、无味、不燃烧、常温下只用施加很小的压力就能液化的物理性质,氟利昂瞬间成为了最佳的气雾喷射剂——发胶、香水、清洁剂、杀虫剂,五花八门;光是在 1950 年间,美国生产的气雾喷罐数量就高达 5000 多万。
 
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如此「繁荣」持续了四十年。1970 年,爱尔兰科学家詹姆斯·洛夫洛克(James E. Lovelock)突然想到一个问题:

这么多的氟利昂都去了哪里呢?

他专程赴南极追寻氟利昂的踪迹,并通过测量发现,大气中的氟利昂竟无处不在。
 
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詹姆斯·洛夫洛克

洛夫洛克于 1972 年在科学会议上发表了观测结果,首次引起广泛关注。美国加州大学化学教授弗兰克·罗兰(Frank S. Rowland)决定和学生马里奥·莫利纳(Mario J. Molina)通过研究和试验,最终推导出一个令人头皮发麻的结论:

人类释放到环境中的氟利昂,会对臭氧层带来巨大的破坏。

1974 年 6 月 28 日,罗兰德和莫利纳在 Nature 发表论文《同温层因氟利昂而沉陷——氯原子对臭氧的破坏》,正式向世界公布了氟利昂的危害性。
 
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弗兰克·罗兰|师徒二人因这一惊人发现于 1995 年获得诺贝尔化学奖

可惜,这项「小小的研究」又怎能撼动蓬勃发展的商业市场呢?彼时的氟利昂产业仅在美国国内,就有着高达 80 亿美元的价值。

1975 年 6 月 30 日,占美国氟利昂生产总量一半的杜邦公司在《纽约时报》刊登整版广告,扬言对氟利昂的指控缺乏科学依据,《化学周刊》引述杜邦董事会主席的话,破坏臭氧层的论断完全是「科幻小说」和「一派胡言」。

但当臭氧层上被撕裂的巨大伤口被「鲜血淋漓」地展示在世界面前,再多的雄辩都是苍白无力的。1957 年,作为英国南极考察队的一员,剑桥大学气象学教授乔·法曼(Joe Farman)被首次派往南极哈雷湾观测站,此后的 28 年来,他每年都会在观测站忠实地记录下来自天空紫外线的数据。
 
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法曼在 1984 年 9 月至 10 月间用更新的设备在哈雷湾和西北 1000 公里处的阿根廷岛分别测量,两处的记录均显示臭氧层已经损失 40%。一个惊心动魄的结论出现了——南极臭氧层出现了巨大的「破洞」。1985 年 5 月 16 日,Nature 刊登了法曼的论文,1985 年 8 月的布拉格会议上,NASA 展示了第一张南极臭氧空洞卫星图像,巨大的「伤口」面积甚至超过了美国领土面积。
 
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1987 年 9 月 16 日,26 个联合国会员国在加拿大蒙特利尔签署了控制氟利昂使用的《蒙特利尔破坏臭氧层物质管理议定书》,规定发达国家和发展中国家必须要在 2030 年和 2040 年前彻底禁止氟利昂的生产和消费,如今全世界已有 196 个国家已先后参加缔约。

但空中积蓄的氟利昂,仍然将和我们长期共存,而臭氧层的「愈合」也至少等到 2050 年以后了。当然,这一切的始作俑者米基利,肯定是既看不到,也想不到的这些灾难性的后果的。


尾声

1940 年,米基利患上了脊髓灰质炎,再加上曾经的铅中毒症状,这直接让他落下了严重的残疾,只能躺在床上度日。为了对这位「英雄」致以惋惜和同情,美国化学学会为他颁发了几乎所有可能的奖项,并让他出任美国化学会主席和董事。

这位不甘心在床榻上度过余生的发明家,想起了自己机械工程专业的老本行,发明了一套机械装置辅助翻身。就这样,正打算向世界证明自己仍能发挥余热的米基利,被自己精心设计的装置缠住脖子窒息,结束了辉煌却又饱受争议的一生。
 
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米基利无疑是一位发明天才,在短短 10 年的时间里,他的两项发明大大推动了当时的人类科学进程,同时又为后世带来了难以挽回的浩劫。诚然,当论及前人功过时,总难免带着「上帝视角」,但如果说千百年来自然科学发展的历史教会了我们什么,那便一定是:

倘若我们不懂得尊重自然,最终承受报应苦果的,也必然是我们自己。


题图来源:网络

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