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小托马斯·米基利(Thomas Midgley Jr.)是一个拥有上百项专利的天才发明家,却也是杀人无数、为祸人间的技术恶魔。因为他发明了令他生前备受赞誉的含铅汽油和氟利昂。

编译 | 哔普星人

1924年10月末的一场新闻发布会上,时任通用汽车化学工程师的托马斯·米基利面对一群记者,将一杯液体放到鼻子边嗅闻,吸入其挥发的蒸气长达约一分钟,还把液体往手上倒。

他淡定地向众人表示:“我可以每天都这么吸,而不出现任何健康问题。”

然而没多久,米基利就药不能停了。他对这一后果多少心里有数,因为那杯子里盛有他引以为傲的四乙基铅(TEL),一种剧毒、常温下极易挥发的有机铅化合物。

在当时,四乙基铅可以解决汽车行业面临的一个最大问题,那就是发动机爆震——由于汽油质量低劣,发动机内出现异常的爆燃现象,导致发动机震动,从而产生异响甚至可能造成损坏。因此,通用汽车将TEL视作摇钱树,而米基利不惜自残也要培育这棵毒树长大。

1928年,米基利又推出另一项令他声名远播/狼藉的毒发明,氯氟烃(CFC)。后来杜邦公司收购了CFC技术并以氟利昂之名销售。米基利将氟利昂视作最理想的空调制冷剂,因为当时老一代制冷剂具有毒性、易燃性、腐蚀性等重大缺陷,氟利昂则对人无害且热稳定性强。

新产品很快普及开来,并成为此后数十年里的标准制冷剂。氟利昂虽不直接毒人,却能破坏大气臭氧层——后果就是过多的紫外线辐射危害动植物,例如,令人类患皮肤癌等疾病的风险显著升高。

百年后的今天,我们仍在为米基利的两项发明买单。臭氧层还需要四十年方可完全恢复;含铅汽油在2021年之前仍在某些地区销售,许多人还要长期忍受铅中毒之苦。

值得一提的是,米基利的故事将很快被搬上大荧幕。电影的编剧曾为《华尔街之狼》创作剧本。

打小有才 重任在铅

1889年,米基利出生于美国宾夕法尼亚州小城比弗福尔斯(Beaver Falls)。打小就热衷于给化学找应用的他在高中时初露锋芒:他咀嚼榆树皮,得到混有口水、滑溜溜的内树皮,然后抹在棒球上,实现更难以招架的投球轨迹。后来职业球员也采用这种做法。

米基利总是随身携带一份元素周期表,这是他寻找发明灵感的重要工具。

1916年,米奇利在通用汽车公司工作,解决发动机爆震问题的任务落到了他头上。纽约市立大学历史学教授杰拉德·马科维茨(Gerald Markowitz)表示:“当时正值美国汽车时代的黎明,福特开发出了动力不强的T型车,而通用与标准石油和杜邦联手,试图开发动力更强劲的发动机,为了做到这一点,他们需要解决汽油导致发动机爆震的问题。”

在另一位颇具影响力的美国发明家、通用汽车研究部主管查尔斯·凯特林(Charles Kettering)指导下,米基利研究了数千种物质,包括砷、硫和硅,以期找到一种能减少爆震的添加剂,最终锁定四乙基铅,并赋予其“乙基”(Ethyl)的商品名。1923年,含铅汽油在俄亥俄州代顿市(Dayton)首次销售。后来乙基很快风靡全球。

1853年,德国化学家卡尔·雅各布·洛维格(Karl Jacob Löwig,左)首次用碘乙烷和铅钠合金制备出他所谓的Pb2(C2H5)3。1859年,英国化学家乔治·鲍德勒·巴克顿(George Bowdler Buckton,右)报告称,他从乙基锌和氯化铅中制备出了Pb(C2H5)2 。后来的学者认为他们两人实际上都合成出了Pb(C2H5)4,即四乙基铅

我们知道,含剧毒的铅是没有安全暴露水平的,能严重损害儿童发育,导致智力下降和行为障碍。世界卫生组织估计,目前每年有100万人死于铅中毒。当米基利尝试将铅添加到汽油里时,不少人就知道其中毒性,但这并未阻止乙基汽油获得商业成功。

马科维茨表示:“当时有人开始警惕,因为铅是有毒物质。但业界的立场是,尚无证据表明汽车排气管中排出的铅会伤害人。由于缺乏证据,最后卫生局局长在1925年的一次公共卫生会议后没选择采取行动。”

从事乙基生产作业的工人很快就因接触铅而出现幻觉、发疯甚至死亡,这引发了关于乙基汽油的舆论危机,以及米基利为平息大众恐慌而与四乙基铅发生的亲密接触。

瑞德福大学传播学教授比尔·科瓦里克(Bill Kovarik)说道:“米基利在1923年1月的一封信中明确表示,自己有轻微铅中毒,他也确实终生都与铅中毒相伴。当人体内铅含量达到一定水平时,中毒症状不会消失。这是一种长期、严重的残疾。”

破天易 补天难

含铅汽油问世几年后,米基利又在凯特林激励下,尝试开发一种无毒、不易燃的新型制冷剂气体。1920年代空调所用的传统制冷剂,例如氨和二氧化硫,导致了一系列死亡事件。

1930年,这位发明鬼才又一次以公开演示吸入气体的方式宣传他首创的氟利昂制冷剂。不光吸氟利昂,他还呼出气来吹灭了蜡烛。呼吸之间,安全尽显。

氟利昂快速取得商业成功,并使美国的空调普及率迅速上升。二战后,制造商开始常规使用氟利昂作为各种产品,例如杀虫剂和发胶的喷射剂。

第二次世界大战后,制造商开始使用氟利昂作为气雾剂等各种产品的喷射剂。

直到1970年代中期,也就是米基利去世30年后,他那两项发明造成的危害才为大众所知。氟利昂在南极洲上空的臭氧层上破出一个大洞。若不加以控制,这个洞会继续扩大,最终威胁地球上所有生命。

由于利益相关集团持续施压,美国直到1996年才开始逐步淘汰含铅汽油,其他国家和地区跟随其后,最后一个放弃含铅汽油的国家阿尔及利亚直到2021年才发布禁令。不过航空燃料依然保留着米基利的杰作。2022年的一项研究估计,目前美国人口中有一半在幼儿时期接触过危险水平的铅。

1987年,《蒙特利尔议定书》(Montreal Protocol)签署,规定从1989年开始到2010年为止,逐步淘汰氟利昂。此后氟利昂被禁用。(不过近期氟利昂排放量再次上升,这表明可能存在非法生产。)臭氧层空洞正在修复,并可能在未来半个世纪内完全恢复。

马科维茨说道:“令人难过的现实是,我们不知道遭受不良影响的儿童人数。儿童与铅的接触不存在所谓安全水平。过去半个世纪里,数以千万甚至亿计的儿童接触含铅尘的废气,因而受到铅毒害。”

死神惨死 历史注定

米基利人生的最后阶段是悲惨的。1940年,他患上小儿麻痹症,身体严重残疾,于是他又为此搞了项新发明:一种可通过绳索和滑轮将自己从床上抬起并放到轮椅上的机器。1944年11月2日,他被该机器缠住并勒死。

长期以来,大众认为这是个讽刺的故事——发明家死于自己的发明。不过科瓦里克认为,真相可能更加黑暗。

“官方认定的死因为自杀。他有强烈的负罪感。业界都说他很聪明。但事后看来,他的所作所为非常不负责任。铅中毒可能是他精神错乱的原因。”

米基利晚年获得了多项奖励和荣誉。1937年,美国化学工业学会(Society of Chemical Industry)授予他珀金奖章(Perkin Medal);美国化学学会(American Chemical Society)于1941年授予他普里斯特利奖章(Priestley Medal),并在米基利去世那年选举他为会长。

米基利的导师凯特林曾为美国国家科学院撰写关于米基利的传记回忆录。该回忆录于1947年出版,其中饱含导师的赞赏之情,结尾那句“米基利忙碌、多样化、极富创造力的一生为世人留下了伟大遗产”更是让人动容。

1942年,米基利获得了美国化学学会芝加哥分会颁发的威拉德·吉布斯奖(Willard Gibbs Award)。

历史上还有其他在无意中造成致命后果的发明案例,例如TNT,它最初的用途是作为黄色染料,几十年后成了炸药。而米基利的独特之处是,他是搞出两项杀人发明的天才。

不过专家表示,以历史的眼光来看,发明家米基利更像是机器中的一个齿轮,用科瓦里克与马科维茨的话说:“他只是一名员工。他的研究都由企业资助,假设没有米基利,还会有其他人搞出这些发明来。”

马科维茨还指出:“不惜一切代价追求增长和创新体现了20世纪上半叶西方世界的进步观。直到20世纪60年代和70年代开始的环保运动,人们才开始考虑技术进步可能带来的后果。”

资料来源

Once celebrated, an inventor’s breakthroughs are now viewed as disasters — and the world is still recovering:https://edition.cnn.com/2024/05/24/world/thomas-midgley-jr-leaded-gas-freon-scn/index.html

本文经授权转载自微信公众号“世界科学”。

 

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