25集大型科普系列片“播火录”是北京出版集团出品,武汉电视台“科技之光”摄制的大型科普人文系列电视片。最近北京电视台播出了其中之“文明的代价”(上下集)。后续各集将择日播出。现刊发作者赵致真撰写的文字稿,以飨读者。…[详细]
作者:赵致真
原子深处的箭镞
回首X光技术的拓荒年代,可以说人类最勇敢的先遣队遭受重创,几乎全军覆没。
伦琴发现X光被报道后,爱迪生闻风而动,也开始X光的研究,当年操作的习惯是,把手放到X光管和荧光屏之间,当看见手骨清晰显现时,就表明机器完成预热可以工作了。爱迪生逐渐开始感到左眼失焦和肠胃不适。他最得力的助手达利因长期暴露在X光照射中,1900年出现手部脸部伤害,1902年因癌变导致右手4个指头和整个左手截肢,此后又截掉两只胳臂,最终在1904年10月去世,年仅39岁,是美国第一位X光的捐躯者。爱迪生受到巨大的打击和震撼,决定彻底放弃对X光的一切研究。
那些冒着X射线前仆后继的美国医生。最早在手术中使用X光的医生,最后无一例外都遭遇了被截肢或癌症扩散的命运。
更为可怕的是,公众对着一切毫无警惕性。最早的X光设备主要用于商业和娱乐目的。当时,新郎新娘拍一张X光结婚照成为时尚,达官贵人更利用权势率先“品尝”X光的辐射。夜总会上经常有荧光材料幽幽闪亮,大厅里到处沐浴着X射线。居奇射利的商人制作出X光防护内衣,因为传言“登徒子”们戴上X光眼镜便能窥破女士的服装。1896年2月19日美国新泽西立法禁止在剧院使用“X光眼镜”。同年5月在纽约举行的全国电器博览会上,爱迪生展出了4台便携式X光设备,成百人排起长队,为了一睹自己的骨头。刚刚诞生的电影也不放过X光的热门题材,制作出五花八门的荒诞作品。X光就在人类乍见初识、盲人瞎马的情况下,便全面进入了公共生活和大众文化,这是科学史上罕见的特例。
真正在市场上形成规模和气候的X光日用设施,要数几乎每家鞋店都“标配”的试鞋荧光镜了。这是个1米多高的机柜,下面安着X光发射管,把新鞋轮廓和其中的脚指骨投射到顶部荧光屏上。买主、店员和家长便分别从3个孔中同时观察和讨论。试鞋机不仅能选出最合适的鞋,还对儿童有特别的诱惑。从1927年开始生产,直到1970年试鞋器才最后消亡,但整整一代人的双脚成了无辜的X光“箭靶”。
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1956年选美大赛获胜选手同时展示X光照片
镭的发现是科学史上又一件影响深远的大事。但镭辐射对人体的伤害却迟迟未得到认识。
镭的发现者居里夫人生前经常把钋盐、镭盐放在口袋里和抽屉里。1934年7月4日,居里夫人死于白血病。居里夫人的接班人——大女儿约里奥·居里1956年3月7日同样死于白血病。
公众的新奇、商家的吹嘘和媒体的炒作曾经掀起了倾城倾国的“镭狂热”。当年市场上几乎一切东西都争先恐后和镭挂钩,以示新潮和“科学”。镭奶油、镭面包、镭香烟、镭巧克力、镭化妆品、镭牙膏、镭肥皂、镭鞋油、镭清洁剂、镭保暖服、镭加热器……随着放射治疗癌症取得成功,镭在医学领域更全面开花,镭止疼片、镭消炎粉、镭眼药水、镭痤疮膏、镭避孕栓,镭剂静脉注射治疗高血压……无论内服外用的药械,只要添加镭就成了万应灵丹。
当时的一名社会名流拜尔斯,曾因手臂摔伤使用“镭水”治疗。数年后,拜尔斯各种病症发作,下颌坏死,牙齿脱落,头痛难耐,颅骨出现空洞,终年51岁。拜尔斯的死为居高不下的“镭狂热”投下一剂退烧药,并促进了FDA对放射药物生产和销售的规范管理。
在当年约20万种“姓镭”的商品家族中,“夜光”是一个重要谱系。美国第一家镭荧光材料公司的雇员大多是不足20岁的少女。用水和胶把含镭的硫化锌荧光剂调和均匀,再用驼毛笔小心涂在表盘的数字和指针上,每人每天大约完成250个表盘,每涂完几块表盘,驼毛笔就会分叉变形,姑娘们需按照监工的教导,用嘴唇和舌头舔润笔尖来保持锋锐,相当于一天几百次“镭从口入”。逐渐地,随着恶性贫血、牙齿脱落、颚骨坏死等病症普遍出现,姑娘们终于开始觉醒,决定状告雇主,这被媒体和史家通称为“镭女孩”案。这些“镭女孩”虽然最终胜诉并获得不菲的赔偿,但她们在诉讼期间就因病势沉重不能出庭,胜诉未久便相继去世了。
“只有我们破碎的骨头,永远在黑暗的地下发光。”使人想到美国女作家斯旺森悼念“镭女孩”的诗句,郊外的陵园里埋葬着当年“镭女孩”的遗骨,盖革计数器仍能检测到来自墓穴的射线。
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话剧镭女孩剧照
始料不及的发明
1920年代的美国汽车工业处在最迫切呼唤发明的生长期,为了提高汽车发动机抗“爆震”能力,出身发明之家和发明之乡的米奇里在不断失败中终于找到四乙基铅,作为提高汽油辛烷值的理想添加剂。
它廉价、易得、无嗅,10加仑汽油中放进不到1盎司便能完全消除“爆震”,四乙基铅一时被誉为“上帝的礼物”。随后,含铅汽油被大规模推向市场,“爆震”的消除也带来汽车销量激增,让美国更快成为“车轮上的国家”。
但铅的毒性自古为人所知。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;接着又发生杜邦公司新泽西工厂6人死亡。1925年5月,美国卫生局组织专家组调查,四乙基铅汽油一度被迫暂停生产。
但是,老谋深算的米奇里,聘请了辛辛那提大学生理教授克霍担任乙基公司首席健康顾问,克霍成为了四乙基铅汽油最忠实的代言人和辩护士。由于关于四乙基铅汽油研究的所有数据完全由克霍一手垄断,一句“拿数据来”让指控乙基汽油的科学家们束手无策,美国卫生局更是绿灯放行,称“没有充分理由禁止使用四乙基铅汽油”,四乙基铅汽油摇身一变成为“放心油”,席卷天下。
却说此时一位潜心研究地球年龄的地质学家帕特森,误打误撞地将四乙基铅汽油送入“毁灭”之路。帕特森发现只用分析铅206和铅207的比例,就能准确测量地球年龄。但是,在测算出地球“母亲”真实“高龄”之余,他却对岩石标本中铅元素的巨大误差心存疑虑。帕特森开始了一系列追踪、实验,最终证明现代人骨骼中铅含量是古人的700到1200倍,而骨中钙和钡的含量不变。
公众终于觉醒,法律开始认同在环境问题中无须“拿数据来”的“预警原则”。与此同时,取代含铅汽油的异构化、烷基化等技术不断出现,汽车厂商开始大批设计生产无铅汽油发动机。虽然亡羊补牢,毕竟覆水难收,仅1970年代的美国,每年要向环境排放20万吨铅。我们和我们的子孙虽不认识米奇里,但却必须为他欠下环境的债务“买单”。
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1923年2月2日四乙汽油第一次在俄亥俄州戴顿加油站出售
众所周知,氟利昂是破坏大气臭氧层的“罪魁祸首”,那么追溯其产生,发展,又有什么不为人知的故事呢?
1929年5月15日,一场由于制冷系统氯甲烷泄漏引起的爆炸,引发业界对制冷剂的改进。被委以重任的米奇里不负众望,经过有限的几次实验,3天功夫便逮住二氯二氟甲烷,也就是我们后来所说的“氟利昂”。
作为氟利昂的“创造者”,米奇里于1930年4月在亚特兰大召开的美国化学协会年会上,为其“正名”。证实了其优质性能,并被冠以“压缩制冷中最理想的工质”这一称号。从此,世界制冷行业进入“井喷期”,就连人们的生活也被戏称为“按钮世界”。氟利昂除了被用于冰箱制冷,空调使用,药物、疫苗生产、贮存和运输等,还被用于涂料、发胶、香水、皮鞋油等的使用,充当起了喷洒的“动力”和“载体”,光1950年间美国生产气雾喷罐就达5000万之多。
正当人们沉浸在氟利昂带来的无限快感时,1970年,爱尔兰科学家洛夫洛克带着,“‘盆满钵满’的氟利昂究竟去了哪里?”的疑问亲赴南极追踪氟利昂的踪迹,并于1972年发表观测结果,引起广泛关注。美国加州大学化学教授罗兰德决定和学生莫利纳共同展开研究,一个氯原子足以催化破坏10万个臭氧分子,人类“得天独厚的保护伞”将在氟利昂的入侵下面临瓦解的结论得以揭示。而该结论一旦坐实,美国价值80亿美元,直接雇佣60万员工,相关劳动岗位140万的氟利昂产业就将面临破产,于是整个化学工业界群起而攻之,却在一份来自天空紫外线的数据面前失了话语权。
这份数据由一位默默无闻的英国气象学家法曼提供,数据显示从1982年起短波紫外线急剧增强,显示臭氧层明显稀薄,到1984年显示臭氧层已经损失40%。至此,氟利昂的“弥天大罪”得以坐实。
如今根据各国几经修改、签订的“蒙特利尔破坏臭氧层物质管制议定书”,发达国家和发展中国家将分别于2030和2040年前彻底禁绝氟利昂的生产和消费。而空中积蓄的氟利昂将和我们长期共存,臭氧层的“愈合康复”至少等到2050年以后。
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保护臭氧层宣传画
滴滴涕的利弊与存废是科学与环境关系史上一次影响最大,历史最长的公案,这则公案如今进展如何,该怎么判,值得深思。
滴滴涕的化学名称是双对氯苯基三氯乙烷,1874年由奥地利化学家蔡德勒在拜耳教授指导下合成。它神奇的杀虫功效直到1939年才被瑞士盖基公司的化学家缪勒所发现。滴滴涕能作用于昆虫神经细胞的钠离子通道使它“只开不关”,从而无法正常传递电信号而导致机体死亡。二战时,在滴滴涕强效的“杀虫”功能作用下,美军完全摆脱了疟疾和热带病的灾难,比起一战中仅俄国就有1000万人命丧伤寒,滴滴涕写下了人类历史上首次战胜大规模瘟疫的不朽篇章。
由于功能强大、制造简易、价格低廉、广谱持久、人畜无害、储运方便等优良品质,滴滴涕在所有杀虫剂中一枝独秀,战后达到了辉煌的巅峰。这种无节制、无忌惮的挥霍和滥用,埋下了滴滴涕“其兴也勃,其亡也忽”的祸根。
1962年,身患乳腺癌的美国女生物学家卡森出版了著作《寂静的春天》,揭露滴滴涕“两宗罪”:一是对野生动物特别鸟类的危害严重;二是干扰人体内分泌和生育系统并诱发癌症,暗合了公众对工业界的长期疑虑和怨愤。1972年,初创的美国环保局制定废弃滴滴涕的法规,以此立威。
但是滴滴涕真的一无是处么?它对预防疟疾的独特功效就该被全部抹杀么?20年来滴滴涕从疟疾猖獗中挽救了5亿生命,禁止滴滴涕后让已经遏制的疟疾卷土重来,导致每年至少100万人死亡并造成贫穷国家经济崩溃。联合国多位抗疟专家愤而辞职,甚至有批评指出“环境主义者”存心“借蚊杀人”,阻止第三世界人口增长。2006年9月,联合国世界卫生组织一改30年来对滴滴涕的否决态度,转而宣称室内喷洒滴滴涕灭蚊和驱蚊是防范疟疾的主要手段。
关于滴滴涕的一波三折和“马拉松之争”,也许能映射出人类社会的全部复杂。一项科技成果,怎样用理性来权衡利弊和把握平衡?诸多环境危机,怎样让全球能同心共识和同舟共济?这些问题过去、现在、未来都考验着人类的智慧和操行。
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美国游泳池喷洒滴滴涕