這些發(fā)明的后果讓人始料未及

趙致真

X光的另類故事

1895年11月8日下午，德國維爾茨堡大學(xué)物理學(xué)院院長倫琴來到實驗室，繼續(xù)測試不同真空管中陰極射線的發(fā)光效應(yīng)。他用黑紙裹住克魯克斯管，防止可見光和紫外線干擾。當(dāng)啟動升壓自感線圈時，突然發(fā)現(xiàn)1米開外的工作臺上有熒光閃爍，那是一張為后面實驗準(zhǔn)備的氰亞鉑酸鋇紙板。倫琴反復(fù)啟閉電源，紙板上的熒光隨之明滅。

具有劃時代意義的X射線就這樣在不經(jīng)意間被發(fā)現(xiàn)了。醫(yī)生從此無須動用手術(shù)刀，便能觀察活體內(nèi)部的結(jié)構(gòu)和運動，為醫(yī)學(xué)影像開創(chuàng)了新天地；1913年，英國科學(xué)家布拉格父子使得X射線成為研究晶體結(jié)構(gòu)的“探針”，DNA雙螺旋的發(fā)現(xiàn)就是它的功勞……回望百年，人類科學(xué)發(fā)展的征途上，到處都有X射線的不朽豐碑。

然而，在德國漢堡圣喬治醫(yī)院花園里，卻靜靜佇立著另外一座X射線的紀(jì)念碑，它是德國倫琴射線學(xué)會1936年4月4日建成揭幕的，為的是緬懷和哀悼世界最早的X射線事業(yè)獻身者。石碑上按字母順序，銘刻著15個國家160位科學(xué)家、醫(yī)生、護士和技師的名字，此后又不斷增補到350人。每個名字的背后，都有一段獨特而悲壯的故事。

圣喬治醫(yī)院放射科是德國最有影響的X射線研究和臨床應(yīng)用中心。它的創(chuàng)始人勛伯格作為德國第一位X射線專家，不僅拍攝出最完美的X射線片，還發(fā)起成立德國倫琴學(xué)會，并擔(dān)任主席。但早年的X射線先驅(qū)并不知道，X射線雖然無色、無嗅、無感覺，卻對人體組織有致命的預(yù)后傷害，因而幾乎毫不設(shè)防。1908年，勛伯格的雙手患了皮膚癌，盡管截掉了右手中指和左臂膀，仍然無濟于事。1921年6月4日，勛伯格在漢堡去世，終年56歲，成為早期德國醫(yī)學(xué)界最重要的“X射線烈士”。

1896年1月5日，當(dāng)《維也納新聞》首次報道倫琴的發(fā)現(xiàn)后，享譽世界的發(fā)明家愛迪生也聞風(fēng)而動，用鍥而不舍的試錯法，對1800種化學(xué)物質(zhì)進行實驗，終于發(fā)現(xiàn)鎢酸鈣是最好的熒光材料，成像的明亮和清晰都遠遠超過氰亞鉑酸鋇。他制作的方錐形X射線觀察儀成了業(yè)內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)器械。

可是，當(dāng)年操作的習(xí)慣，是把手放到X射線管和熒光屏之間，當(dāng)看見手骨清晰顯現(xiàn)時，就表明機器完成預(yù)熱，可以工作了。愛迪生逐漸開始感到左眼失焦和腸胃不適。他最得力的助手達利因長期暴露在X射線照射中，1900年出現(xiàn)手部、臉部傷害，1902年因癌變導(dǎo)致右手4個指頭和整個左手截肢，此后又截掉兩只胳膊，最終在1904年10月去世，年僅39歲，成為美國第一位X射線捐軀者。愛迪生受到巨大的打擊和震撼，決定徹底放棄對X射線的一切研究。

永遠無法列出一個完整名單，記下那些早期在X射線下前仆后繼的人。有報道說，1920年倫琴學(xué)會舉行晚宴時，多數(shù)人對端上來的烤雞無福消受，因為他們的斷指殘手、缺膀少臂根本用不了刀叉。但正是他們，為合理使用X射線探索出了科學(xué)之路。

被拋棄的人類“救星”

滴滴涕的化學(xué)名稱是雙對氯苯基三氯乙烷，1874年由奧地利化學(xué)家蔡德勒在拜耳教授指導(dǎo)下合成。此后便束之高閣，整整塵封了65年。

直到1939年，它神奇的殺蟲功效才被瑞士蓋基公司的化學(xué)家穆勒發(fā)現(xiàn)。滴滴涕能作用于昆蟲神經(jīng)細胞的鈉離子通道，使它“只開不關(guān)”，從而無法正常傳遞電信號而導(dǎo)致機體死亡。瑞士政府迫不及待使用滴滴涕消滅科羅拉多土豆甲蟲，奇跡般挽救了當(dāng)年的農(nóng)業(yè)收成。

不僅如此，1944年1月，那不勒斯的營房、街區(qū)和130萬軍民普遍接受滴滴涕噴灑，竟然一舉消滅了傳播傷寒的元兇———虱子，3個星期內(nèi)控制了傷寒流行。比起1812年拿破侖50萬大軍因傷寒暴發(fā)而兵敗莫斯科，比起一戰(zhàn)中僅俄國就有300萬人命喪傷寒，滴滴涕寫下了人類歷史上首次戰(zhàn)勝大規(guī)模瘟疫的不朽篇章。

1948年，穆勒被授予諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎，他的頒獎詞激情贊頌了滴滴涕是人類的“天外救星”。媒體則把滴滴涕稱為“昆蟲原子彈”，在盤點科技成就時，將原子能、雷達、青霉素和滴滴涕并列為二戰(zhàn)期間的“四大發(fā)明”。

由于滴滴涕功能強大、制造簡易、價格低廉、廣譜持久、儲運方便，在所有殺蟲劑中一枝獨秀，在二戰(zhàn)后達到了輝煌的巔峰。1959年美國滴滴涕使用量達到峰值3.6萬噸，平均每人消費半磅之多。這種無節(jié)制、無忌憚的揮霍和濫用，終于埋下了滴滴涕“其興也勃，其亡也忽”的禍根。

1962年，身患乳腺癌的美國生物學(xué)家蕾切爾·卡森在經(jīng)過廣泛調(diào)查后，出版了她歷史性的著作《寂靜的春天》，揭露滴滴涕等殺蟲劑對野生動物，特別是鳥類的危害。由于高度的疏水性，使滴滴涕存留在生物脂肪組織中，并通過食物鏈富集到猛禽體內(nèi)，造成美國“國鳥”禿鷹等蛋殼變薄和數(shù)量減少。此外，還干擾人體內(nèi)分泌和生育系統(tǒng)并誘發(fā)癌癥。

就這樣，1970年12月2日，美國環(huán)境保護局正式掛牌，并于1972年6月14日簽署法令，在美國禁止使用滴滴涕。此后，世界不少國家群起效仿。

1995年，聯(lián)合國化學(xué)安全機構(gòu)確定了12種“持久性有機污染物”，滴滴涕被劃入“骯臟的一打”。2001年5月22日，152個國家簽署了《斯德哥爾摩協(xié)議》，滴滴涕最終淪為環(huán)境的大敵和人類的“棄兒”。

氟利昂“塌天之禍”

一戰(zhàn)后，冷凍技術(shù)迅速成為熱門行業(yè)，當(dāng)時的制冷劑氯甲烷和二氧化硫等不僅有毒而且易燃，制冷設(shè)備也非常笨重、昂貴和危險，極大影響了普及和使用。1929年5月15日，美國克利夫蘭醫(yī)院制冷系統(tǒng)氯甲烷泄漏引起爆炸，造成125人死亡。身為通用公司研究所主任的凱特林決定，把改進制冷劑的重任，交給正在研究合成橡膠輪胎的米奇里。

米奇里靠著對元素周期表的通曉，從已有制冷劑的化學(xué)結(jié)構(gòu)出發(fā)，很快便鎖定目標(biāo)，僅3天工夫，就逮住了二氯二氟甲烷。后來，杜邦公司給它取了個商業(yè)名字氟利昂。

在1930年4月召開的美國化學(xué)會年會上，米奇里深吸了一口氟利昂氣體再緩緩?fù)孪蛉紵南灎T，火焰瞬時熄滅，用現(xiàn)身說法的方式證明了氟利昂的無毒和不可燃。而且，氟利昂的化學(xué)性能十分穩(wěn)定，沸點為-29.8℃，可謂壓縮制冷的最理想物質(zhì)。

通用公司和杜邦公司立即合資成立動力化學(xué)公司，并任命米奇里為副總裁。世界制冷行業(yè)從此進入了“井噴期”，不僅千萬臺電冰箱、空調(diào)進入尋常百姓家，而且為藥物和疫苗生產(chǎn)、貯存和運輸提供了可靠的“冷鏈”。

不過，氟利昂的另一項大用場卻遠非凱特林和米奇里所能預(yù)期。由于無毒、無味、無腐蝕和不燃燒，常溫下只需施加很小的壓力就能液化，氟利昂因此成為最佳的氣霧噴射劑，無論涂料、發(fā)膠、香水、清潔劑、除臭劑、殺蟲劑……五花八門的物品爭相選用氟利昂作為噴灑的動力和載體。

可是，氟利昂最后會去哪？1970年，愛爾蘭科學(xué)家洛夫洛克用自制儀器四處測量，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：大氣中氟利昂竟無處不在。洛夫洛克又專程赴南極追尋氟利昂的蹤跡，并于1972年在科學(xué)會議上發(fā)表了觀測結(jié)果，首次引起廣泛關(guān)注。

美國加州大學(xué)化學(xué)教授羅蘭德決定和學(xué)生莫利納共同展開研究。他們最終得出一個不寒而栗的結(jié)論：地球?qū)⒚媾R“塌天之禍”！

原來，在地球大氣圈20～50千米高處的同溫層中，紫外線的光解作用使氧氣和臭氧保持著動態(tài)平衡。臭氧只占空氣總量的千萬分之三，但這個“蟬翼之薄”的臭氧層卻是我們“得天獨厚”的保護傘，能吸收99%的短波紫外線，讓地球上萬物蒼生免遭傷害。

然而，人類釋放到環(huán)境中的氟利昂分子，會在大氣中游蕩40～150年，它們靠著大氣運動擴散到同溫層，被紫外線化合釋放出氯離子，和臭氧發(fā)生反應(yīng)生成一氧化氯和氧氣。接著，一氧化氯再和氧離子結(jié)合生成氧氣，使氯原子“脫身”。如此循環(huán)往復(fù)，一個氟利昂分子足以催化破壞10萬個臭氧分子。

1974年6月28日，羅蘭德和莫利納在《自然》雜志發(fā)表論文，向全球正式拉響了緊急警報。1985年，美國國家航空航天局展示了第一張南極臭氧空洞衛(wèi)星圖像，“塌陷”面積超過了美國領(lǐng)土。

如今，全世界196個國家已先后參加締約。按照時間表，發(fā)達國家和發(fā)展中國家分別于2030年和2040年前徹底禁絕氟利昂的生產(chǎn)和消費。