趙致真

X光的另類(lèi)故事

1895年11月8日下午，德國(guó)維爾茨堡大學(xué)物理學(xué)院院長(zhǎng)倫琴來(lái)到實(shí)驗(yàn)室，繼續(xù)測(cè)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(jiàn)光和紫外線干擾。當(dāng)啟動(dòng)升壓自感線圈時(shí)，突然發(fā)現(xiàn)1米開(kāi)外的工作臺(tái)上有熒光閃爍，那是一張為后面實(shí)驗(yàn)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(shí)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(wú)須動(dòng)用手術(shù)刀，便能觀察活體內(nèi)部的結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)，為醫(yī)學(xué)影像開(kāi)創(chuàng)了新天地；1913年，英國(guó)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(lèi)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(guó)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(guó)倫琴射線學(xué)會(huì)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(xiàn)身者。石碑上按字母順序，銘刻著15個(gè)國(guó)家160位科學(xué)家、醫(yī)生、護(hù)士和技師的名字，此后又不斷增補(bǔ)到350人。每個(gè)名字的背后，都有一段獨(dú)特而悲壯的故事。

圣喬治醫(yī)院放射科是德國(guó)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(guó)第一位X射線專(zhuān)家，不僅拍攝出最完美的X射線片，還發(fā)起成立德國(guó)倫琴學(xué)會(huì)，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(wú)色、無(wú)嗅、無(wú)感覺(jué)，卻對(duì)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(wú)濟(jì)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(guó)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(bào)道倫琴的發(fā)現(xiàn)后，享譽(yù)世界的發(fā)明家愛(ài)迪生也聞風(fēng)而動(dòng)，用鍥而不舍的試錯(cuò)法，對(duì)1800種化學(xué)物質(zhì)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，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(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)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(jiàn)手骨清晰顯現(xiàn)時(shí)，就表明機(jī)器完成預(yù)熱，可以工作了。愛(ài)迪生逐漸開(kāi)始感到左眼失焦和腸胃不適。他最得力的助手達(dá)利因長(zhǎng)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(gè)指頭和整個(gè)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(guó)第一位X射線捐軀者。愛(ài)迪生受到巨大的打擊和震撼，決定徹底放棄對(duì)X射線的一切研究。

永遠(yuǎn)無(wú)法列出一個(gè)完整名單，記下那些早期在X射線下前仆后繼的人。有報(bào)道說(shuō)，1920年倫琴學(xué)會(huì)舉行晚宴時(shí)，多數(shù)人對(duì)端上來(lái)的烤雞無(wú)福消受，因?yàn)樗麄兊臄嘀笟埵?、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(lèi)“救星”

滴滴涕的化學(xué)名稱(chēng)是雙對(duì)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(chóng)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(chóng)神經(jīng)細(xì)胞的鈉離子通道，使它“只開(kāi)不關(guān)”，從而無(wú)法正常傳遞電信號(hào)而導(dǎo)致機(jī)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(chóng)，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(yíng)房、街區(qū)和130萬(wàn)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(gè)星期內(nèi)控制了傷寒流行。比起1812年拿破侖50萬(wàn)大軍因傷寒暴發(fā)而兵敗莫斯科，比起一戰(zhàn)中僅俄國(guó)就有300萬(wàn)人命喪傷寒，滴滴涕寫(xiě)下了人類(lèi)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(jiǎng)，他的頒獎(jiǎng)詞激情贊頌了滴滴涕是人類(lèi)的“天外救星”。媒體則把滴滴涕稱(chēng)為“昆蟲(chóng)原子彈”，在盤(pán)點(diǎn)科技成就時(shí)，將原子能、雷達(dá)、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(qiáng)大、制造簡(jiǎn)易、價(jià)格低廉、廣譜持久、儲(chǔ)運(yùn)方便，在所有殺蟲(chóng)劑中一枝獨(dú)秀，在二戰(zhàn)后達(dá)到了輝煌的巔峰。1959年美國(guó)滴滴涕使用量達(dá)到峰值3.6萬(wàn)噸，平均每人消費(fèi)半磅之多。這種無(wú)節(jié)制、無(wú)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(guó)生物學(xué)家蕾切爾·卡森在經(jīng)過(guò)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(chóng)劑對(duì)野生動(dòng)物，特別是鳥(niǎo)類(lèi)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(guò)食物鏈富集到猛禽體內(nèi)，造成美國(guó)“國(guó)鳥(niǎo)”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(guó)環(huán)境保護(hù)局正式掛牌，并于1972年6月14日簽署法令，在美國(guó)禁止使用滴滴涕。此后，世界不少?lài)?guó)家群起效仿。

1995年，聯(lián)合國(guó)化學(xué)安全機(jī)構(gòu)確定了12種“持久性有機(jī)污染物”，滴滴涕被劃入“骯臟的一打”。2001年5月22日，152個(gè)國(guó)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(lèi)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(mén)行業(yè)，當(dāng)時(shí)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(xiǎn)，極大影響了普及和使用。1929年5月15日，美國(guó)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(jìn)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(duì)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(lái)，杜邦公司給它取了個(gè)商業(yè)名字氟利昂。

在1930年4月召開(kāi)的美國(guó)化學(xué)會(huì)年會(huì)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(shí)熄滅，用現(xiàn)身說(shuō)法的方式證明了氟利昂的無(wú)毒和不可燃。而且，氟利昂的化學(xué)性能十分穩(wěn)定，沸點(diǎn)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(dòng)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(jìn)入了“井噴期”，不僅千萬(wàn)臺(tái)電冰箱、空調(diào)進(jìn)入尋常百姓家，而且為藥物和疫苗生產(chǎn)、貯存和運(yùn)輸提供了可靠的“冷鏈”。

不過(guò)，氟利昂的另一項(xiàng)大用場(chǎng)卻遠(yuǎn)非凱特林和米奇里所能預(yù)期。由于無(wú)毒、無(wú)味、無(wú)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(wú)論涂料、發(fā)膠、香水、清潔劑、除臭劑、殺蟲(chóng)劑……五花八門(mén)的物品爭(zhēng)相選用氟利昂作為噴灑的動(dòng)力和載體。

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

美國(guó)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(kāi)研究。他們最終得出一個(gè)不寒而栗的結(jié)論：地球?qū)⒚媾R“塌天之禍”！

原來(lái)，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(dòng)態(tài)平衡。臭氧只占空氣總量的千萬(wàn)分之三，但這個(gè)“蟬翼之薄”的臭氧層卻是我們“得天獨(dú)厚”的保護(hù)傘，能吸收99%的短波紫外線，讓地球上萬(wàn)物蒼生免遭傷害。

然而，人類(lèi)釋放到環(huán)境中的氟利昂分子，會(huì)在大氣中游蕩40～150年，它們靠著大氣運(yùn)動(dòng)擴(kuò)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(gè)氟利昂分子足以催化破壞10萬(wàn)個(gè)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(bào)。1985年，美國(guó)國(guó)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(guò)了美國(guó)領(lǐng)土。

如今，全世界196個(gè)國(guó)家已先后參加締約。按照時(shí)間表，發(fā)達(dá)國(guó)家和發(fā)展中國(guó)家分別于2030年和2040年前徹底禁絕氟利昂的生產(chǎn)和消費(fèi)。