【正版新书】化学改变世界

献给凯西和孩子们

1921 年，才华横溢的发明家小托马斯· 米基利发现，在汽油中添加四乙基铅可消除汽车内燃机爆震，并能显著提高内燃机性能。然而，在这一过程，铅氧化物在发动机中发生沉积，损坏火花塞和排气门。为了解决这一问题，米基利及其团队在实验中采用氯和溴的化合物作为清除剂，这些化合物在燃烧过程中与铅结合形成废气排出。1925 年，他们选中二溴乙烯作为理想的清除剂。米基利迅速找到一种适宜的方法从海洋中提取溴，以确保这种清除剂能够大量生产。最终，生产出来的燃料被研究小组冠名为“乙基汽油”，而作为一种营销策略，他们将其染成了红色。

在开发乙基汽油的过程中，米基利发生了铅中毒。于是他中断了研究，休整一段时间后康复。而与此同时，三个生产厂家的工人中，有人中毒身亡，有人患上了精神疾病。然而，标准石油公司和杜邦公司依旧大规模生产这种燃料，在此后的 50 年中，司机们注入汽车中的含铅汽油高达 25 万亿升。排气管释放尾气而产生的铅污染在全球范围内引发了严重后果，例如，儿童接触后，智力水平下降且无好转

的可能，行为冲动并多伴随有攻击性行为。显然，空气中的铅污染对神经系统产生了影响，因此科学家将青少年的犯罪率、暴力犯罪率以及未婚怀孕率的上升归咎于铅污染，因为这些年轻人自小便暴露于这

样的环境中。

米基利的另一项化学发明，其过程几乎如出一辙。20 世纪 20 年代，制冷剂有毒性且易燃易爆。米基利及团队成员尝试合成各种化合物，以找到一种易挥发、化学性质稳定且无毒性的替代品。1930 年，

他们仅仅用了三天时间就发现，可使氟与碳氢化合物结合，制成二氯二氟甲烷，这是首个氯氟烃产品，也称 CFC。通用汽车公司和杜邦公司将这种化合物投入市场，取名“氟利昂”。为了证明氟利昂安全可靠，米基利当着观众的面吸了一大口氟利昂，然后用力将其呼出，吹灭了一根蜡烛。

事实证明，氟利昂和后来的各种氯氟烃产品（CFCs）虽然取代了以前的制冷剂，可结果却不无遗憾，因为它们破坏了平流层中的臭氧层，而臭氧层可以保护地球上的生命免受紫外线辐射的影响。1974 年，在米基利首次生产出氟利昂近半个世纪之后，马里奥· 莫利纳和弗兰克· 舍伍德· 罗兰发现了氯氟烃带来的全球性威胁。二人为了保护地球而进行了不懈的努力，因此获得了 1995 年诺贝尔化学奖。在莫利纳和罗兰发现氯氟烃破坏臭氧层之后一年，另一位科学家也证明了氯氟烃是威力强大的温室气体，可导致全球变暖。

环境历史学家 J.R. 麦克尼尔宣称，米基利是“地球历史上对大气产生最大影响的个体生物”。本着让世界越来越好的愿望，米基利致力于发明创造，但得出的产品却导致了无数儿童遭受神经损伤的痛苦，甚至导致地球越来越不适合人类居住。可惜，他在有生之年未能看到自己的发明带来的消极影响。1940 年，脊髓灰质炎夺去了他的行动能力。身为发明家，他为自己设计了一种装置，方便上下床。1944 年 11 月 2 日，55 岁的米基利被装置中的绳索缠住，窒息而死。

小托马斯· 米基利的故事只是化学家和化学工程师漫长历史的一小部分。当人类遇到棘手的问题时，他们总会研制出一系列令人叹为观止的产品并投入使用，然而，这些努力往往导致了严重而令人意外的后果。这本书记录的正是这段历史以及在历史上努力使用化学方法防止饥荒、抗击传染病、对付敌军的科学家们。在这些科学家中，有些人怀着单纯的意图开始研究，最终却堕入了黑暗的深渊。这样的案例不胜枚举：用于预防饥荒和瘟疫的化学药品却被用于作恶；相反，最初用于作恶的化学药品后来也被用于行善。

这本书也记述了人类的愚蠢、偏见、奴役以及屠杀，记述了种族的离散以及自然的破坏，还记述了科学家们如何不遗余力地意图建立一个远离饥饿与疾病的世界以及他们为此所付出的努力。书中的科学家们彼此竞争，都希望成为发现问题的第一人，但他们偶尔也会意识到，与身边正在发生的战争相比，个人之间的竞争实在是无关紧要。书中的故事错综复杂：化学物质如何将饥荒、瘟疫和战争联系在一起？人类与害虫的艰难共存以及持续不断的灭虫斗争如何塑造了历史？我们与杀虫剂的关系如何推动人类最终进入生态意识高涨的新时代？

本书所述内容，其时间跨度为 1845—1964 年，偶尔也会在漫谈中向后延伸至今或向前回溯至公元前 2700 年；在历史跨度上，以爱尔兰的马铃薯饥荒为起点，以蕾切尔· 卡森出版《寂静的春天》引发的风暴为终点。本书以一场悲剧开篇，这场悲剧促使科学家挺身而出担当起迫在眉睫的使命——寻找化学物质防止饥荒；而后追溯历史，回顾了几个世纪以来人类被流行病击溃的惨状；随后人们找到了疾病的病原体，并发现动物是其传播的媒介，这为早日结束痛苦提供了方法——杀虫剂被研制出来消灭动物媒介。然而不可避免的是，科学家们同样发现这些化学物质中的许多种可以充当武器应用于现代战争中。现代战争往往是跨越国界的，一波又一波的混乱席卷了全世界。杀虫剂和化学武器可以互相转化，其复杂关系经久不变，由此，化工企业在其中积累了大笔财富和权力。而战争中化学品的频繁使用，也

使人们在和平时期也急于利用化学手段来对付害虫。一直以来，化学领域的发现让世界变得日新月异：饥饿和疾病龟缩到局部区域，交战各方能够越来越轻易地获得化学武器，持久性污染物甚至蔓延到地球上最偏远的栖息地。最后，人类社会终于认识到杀虫剂会蚕食人类健康，破坏生态平衡，甚至会给人类带来灾难，导致物种灭绝。

哪些科学家用化学手段来对抗害虫、对付军队呢？ 19 世纪到 20世纪，帝国主义野心膨胀，在这一历史背景下，合成新化学物质所必需的科学技术逐渐发展起来。国家与国家之间不断爆发冲突的时候，科学家们格外受人追捧，红极一时，因此他们甘愿冒着非凡的风险踏上征途，追寻惊人的发现。这些新发现的化学物质威胁着人类的健康和环境安全——这一结论有时是从精心策划的人体实验中得到的，有

时则是由敏锐的观察者偶然发现的。

这些观察者中最重要的人物便是蕾切尔· 卡森。她不遗余力地提醒全世界注意化学物质带来的风险，这不仅揭开了环保运动的序幕，而且揭示了一个事实 : 人类健康在很大程度上依赖于正常运转的生态系统。她的作品鼓励人们从整体上思考人类在自然界中的位置。这些思想深刻地影响着我们的未来，却都起源于杀虫剂的故事。从根本上说，这本书记录了这些思想诞生的过程。长久以来，人类与致命的化学物质保持着复杂的关系，而这正是这些思想诞生的背景。本书讲述了一群人的故事，是他们将人类世界拖进了化学时代，不论好坏。

化学和历史的走向是密不可分的，如疟疾的治疗促成了殖民主义的发展，生化武器的应用改变了战争的格局，杀虫剂的大规模使用减少了马铃薯晚疫病所造成的饥荒。化学制品也是损害人体健康、危及物种生存的罪魁祸首。

本书结合毒理学、流行病学、历史学和化学等多学科领域知识，生动简明地阐述了化学是如何拯救人类于饥荒和瘟疫，又是如何通过生化武器和化学制品威胁人类健康和物种多样性的。化学在成就现代社会的同时，也威胁到了当今的生态平衡。