柚木

历史上有谁叱咤一生,最后死于自己的发明?

1953年,美国一位地质学家发现一件骇人的事情。

他在调查地球年龄时,发现大气中有大量的铅。

调查发现,浅层海水的铅浓度是深层海水的几百倍。

更严重的是,人类的血铅含量是从前的625倍!

随后的研究牵扯出一条巨大的利益链与一名科学巨人:

发明家托马斯·米基利曾创造性地将四乙基铅加入汽油中,大大提高了汽油的利用率。

四乙基铅成为了汽车行业的新宠,众多巨头都斥资投产,四乙基铅的滥用导致环境中的铅含量上升。

不过米基利也不是单纯的“好心办坏事”,他一生有上百项发明,仅最出名的两项就让他被称为**“历史上对大气影响最大的个体生物”**。

托马斯·米基利

他为了掩盖四乙基铅的毒害性,将其命名为乙基。

为了证明四乙基铅“无毒”,当着记者的面猛吸长达一分钟。

最终,他花了将近一年的时间才从这一分钟中缓过来。

随后,他仅用3天时间就合成了制冷剂氟利昂。

冰箱空调等现代常见的制冷设备,因此走近千家万户。

与含铅汽油不同,这次错误确实超出时代认知,但也实实在在给环境带来压力。

凭借这两项发明,他成功出任美国化学学会的主席。

因为他的出现改变了历史,被誉为时代的英雄。

可也就短短几十年,他又被世人唾弃。

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米基利天生就有“发明家气息”。

他的父亲是一个著名的发明家,据说他还是著名的英国发明家瓦特的后裔。

凭着强大的基因,米基利从小就德智体美样样精通。

橄榄球、棒球样样拿手,学习同样毫不费劲。

他不喜欢跟着教科书学,也不喜欢老师教的小技巧。

总是凭着直觉,不经意间就将题目解出来了。

就这样,米基利平步青云,考上了名校康奈尔大学。

他毫不犹豫地选择了机械工程专业,发明家之魂熊熊燃烧。

为了成为一名发明家,他啃透了数学物理基础,博士毕业之前就干了好几份工作。

没想到毕业后,他进了通用汽车公司,成了一名出色的化学家

通用汽车公司

他进了通用汽车旗下的研发机构——戴顿实验室

戴顿实验室的创办者查尔斯·凯特林,被称为现代工业及研发体系的缔造者。

因此米基利虽然走错了片场,但也算有一个不错的起步。

查尔斯·凯特林

当时的美国正是汽车工业发展的兴盛时期。

福特的T型汽车已经占据了美国市场的半壁江山。

作为1908年才成立的后辈通用汽车必然要找到一个突破口,蚕食被福特霸占的汽车市场。

1920年代福特的流水线

对车稍微了解就会知道,汽油通过化油器时被分散成细小的雾滴,与空气混合进入气缸。

然后混合气会被活塞压缩,温度猛然上升,再经由火花塞点燃,就能产生巨大的能量。

但汽油的成分燃点不同,诸如正庚烷之类非常容易燃烧,以至于会在气缸中自燃,产生比混合气正常燃烧更高的温度。

高温产生更强的冲击波,高于汽车冲程以至于无法被利用,倒会使发动机震动、发响,这就是爆震现象,俗称“敲缸”。

爆震现象不仅会造成汽油的浪费,更会损害发动机。

如何提高汽油抗爆性能?这又涉及另一个常见的衡量指标——辛烷值(RON)

工程师们发现,汽油中的异辛烷具有很强的抗爆性,而正庚烷的抗爆性奇差。

因此他们规定异辛烷的辛烷值为100(非上限),正庚烷的辛烷值为0(非下限),作为衡量的辛烷值的对比值。

通过专门的测定机,就可以测出汽油的辛烷值,现在一些国家都用辛烷值命名汽油,例如我国的93#、97#等等。

爆震可能会严重损害发动机

提高汽油抗爆性这一革命性的课题,成了通用抢夺市场的关键。

而最容易的方法就是往汽油中加一些特殊的化学物质——汽油抗爆剂

通用把研究抗爆震剂的光荣任务分配给了米基利所在的戴顿实验室。

米基利作为名校毕业的高材生,自然也是肩负重任。

米基利在实验室

机械工程毕业的米基利对化学也是一知半解。

几年时间里,他一边自学化学一边尝试实验。

就这样,还真让他找到了一种可以降低爆震现象的物质——碘。

但是出于成本考虑,就算研发出来了也没几个人用得起。

可是谁叫米基利是有发明家的优秀基因呢?

经过他的无数次实验,也找到了不少有效的成分。

他终于发现了其中的一点规律,似乎能起作用的都是一些重元素。

照这个规律,米基利找到了自己一生的伴侣——铅。

铅是古老的金属,它廉价易加工,曾被广泛使用。

但人们也很早就认识到铅对人体巨大的伤害。

米基利猜想,或者作为抗爆剂,铅的危害就没那么大了呢?

不过他忘了,古罗马时代的达官显贵也轻视了铅的危害,最后罗马灭亡了。

古罗马的铅制水管

米基利很快合成了一种名为四乙基铅的化合物。

将这种物质添加在汽油中,只需要添加区区0.1%,就能大大改善汽油的抗爆震性能。

最关键的是四乙基铅的成本低廉,因此通用大为欣喜,唯一美中不足的是铅在民众之间声望不佳。

为此他们想出了一个方案:将四乙基铅缩写成“乙基”蛊惑民众

“乙基”

乙基取得了巨大的成功,米基利也成了行业名人。

1922年,美国化学会还专门授予米基利利尼克斯奖章。

次年,通用新成立了一家公司专门生产四乙基铅,米基利一跃成为副总裁。

但通用对生产效率仍然不满意,还联手标准石油公司创办“四乙基铅公司”全力生产。

“乙基”的广告

可开工没多久,问题就来了。

仅仅两天,就有五名工厂工人因铅中毒死亡,媒体顿时炸开了锅。

作为乙基发明人和公司的副总裁,米基利当然需要公关一下。

他召开了新闻发布会,面对记者们犀利的质问有些招架不住。

还好他早有准备,他拿出一小罐四乙基铅倒在手上,将其放在鼻子下狠狠吸了一分钟。

随后深深呼了一口气,淡定地对记者说:乙基很安全,我每天都在这种环境下,丝毫不会被它影响。

公关达人,跨界楷模

结果,米基利前脚展示完,后脚就差点晕过去。

米基利也为这一分钟付出了惨重的代价,花了将近一年的时间才从这次表演中缓过来。

不过,乙基的中毒事件也就被硬生生瞒下来了。

经过好几年的休养后,米基利重现江湖。

通用公司立刻就给了这位王牌,一个不务正业的新项目——研制制冷剂

在此前,冰箱所用的制冷剂中含有氨、二氧化硫、丙烷等成分,不仅有毒而且易燃。

1929年,发生在克里夫兰的一起冰箱制冷剂泄露事故造成了超过100人死亡。

米基利接到任务并没有马上着手做实验。

他先认真研究元素周期表,发现在表右边的非金属元素才可以生成气态的化合物,而且卤族元素的化合物一般不易燃。

米基利依照这个规律开始做起了合成实验。

工欲善其事必先利其器,他才用三天就找到一种性能优良的新型制冷剂——氟利昂。

狭义上的氟利昂*一般指的是二氟二氯甲烷(R-12)。

它无色无味几乎没有毒性,化学性质也非常稳定,而且基本不可燃,几乎就是完美的制冷剂。

*注:现在使用的制冷剂也叫氟利昂,但不是R-12,以HCFC为主,不会破坏臭氧层,但可能引发温室效应。

1930年,米基利在美国化学学会上公布了这个发明。

作为久经战场的老发明家,他当然不会只是简单的介绍。

这次他故技重施,深吸了一大口氟利昂,对准一支燃烧的蜡烛吹去,狠狠地将它吹灭了。

不得不说米基利确实多才多艺,一下子就将氟利昂的所有特性展示给众人,当然破坏臭氧层除外。

凭借氟利昂,米基利再获大奖,被授予珀金奖章。

眼看着就要走向人生巅峰,成为被世人铭记的伟人。

可是泰极否来,没几年,米基利患上了脊髓灰质炎。

落下了严重的残疾,下半辈子只能躺在床上度日。

世界纷纷对米基利的遭遇感到同情和惋惜。

为了让这位伟大的发明家,在病床上继续散发他的余热。

美国化学学会为他颁发了最高奖,更是让他出任化学学会的主席和董事。

感受到世人热切的目光,米基利也不好意思天天躺着了。

于是他设计出了一套能帮助自己翻身的机械装置,向世人证明自己的机械水平。

正在他沾沾自喜得意的时候,这个精心设计的装置突然缠住他的脖子。

米基利连求救的机会也没有,就死于自己伟大的发明。

米基利这一走倒算潇洒,可他留下的烂摊子依然多次震撼世人。

几十年后,一位地质学家发现地球大气中超过90%的铅来自汽车尾气。

几大利益集团也挡不住这铁一般的事实,四乙基铅的丑闻终于被公之于世。

而米基利的另一项发明氟利昂也被证实对大气层有极其巨大的影响,臭氧层被释放在空气中的大气严重破坏。

这问题惊动了联合国,1987年9月16日邀请所属26个会员国在加拿大蒙特利尔所签署控制氟利昂使用的环境保护议定书,史称《蒙特利尔议定书》。

米基利也从一个伟大的发明家,沦落为科技发展史上的罪人。

可是几十年前对他赞赏有佳的是我们,几十年后唾弃他的也还是我们。

似乎将科技发展史上的小黑点归咎于那些发明家们,我们就能够清白无辜地撇清了曾经作的恶。

所以历史究竟有没有对错?如果有,那错的又是谁?

*参考资料

Jfiliatrault, The Sad Tale of Thomas Midgley, Jr. (or How One Man Can Make a Difference), 2010.

Ross Pomeroy, The Genial Scientist Who Almost Destroyed the Planet, 2013.

桓二心, 汽油抗爆剂小史.