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(ThomasMidgley,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。
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(CharlesF.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(JohnR.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
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。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(HenryM.Leland)发明了第一台电动启动系统,并于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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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。
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。
米基利在实验室
最终,在年的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。
年,美国化学会把尼克斯奖章授予了米基利。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(JeffreyLloyd)甚至表示,「没有号汽油(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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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。
但毕竟造词改名并不能真的消除毒性,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医院抢救。紧接着,又有杜邦公司新泽西工厂6人死亡。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」。
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。
年,地质学家克莱尔·卡梅伦·帕特森(ClairCameronPatterson)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。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。
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。
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。
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。
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;光是在年间,美国生产的气雾喷罐数量就高达多万。
如此「繁荣」持续了四十年。年,爱尔兰科学家詹姆斯·洛夫洛克(JamesE.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。
詹姆斯·洛夫洛克
洛夫洛克于年在科学会议上发表了观测结果,首次引起广泛