野史未必假——天使与恶魔
地球上有一半人口是靠一位来自地狱的化学家养活的,他在100多年前发明了赡养人类的黑科技,但当他因此获得诺贝尔奖的时候,却没有科学家愿意与他同台,并拒绝和他握手,还说他是来自地狱的毒师。这位化学家究竟做了什么?今天我们就来聊聊这个故事。
时间回到1798年,一篇长达150多页的匿名论文在剑桥大学的耶稣学院发表,论文中精确的预言世界人口呈指数级增长,而粮食供应却只能呈线性增长,这必将导致粮食紧缺,所以如果不控制全球人口,那么未来的末日必将始于饥荒。
这篇论文逻辑严密,论述充分,当时很多科学家看完以后都倒吸一口凉气,纷纷在猜这究竟是哪位教授的高论,还是说真的是来自神明的启示呢?三年以后专家们才知道这篇论文的作者原来是大数学家马尔萨斯,他的这篇论文后来被叫做人口论,至今都是经济学的必读经典,而论文中的那个预言也被叫做马尔萨斯陷阱。但我们知道马尔萨斯的预言都过去快300年了,好像并没有发生什么末日饥荒,其实并不是预言不准,而是在这个发展的过程中有一位化学家出来拯救了人类。
1804年一位头发花白的德国博物学家来到了印加帝国的天空之城,他叫做冯﹒洪堡。他被眼前的巨石奇迹惊呆了,印加人是如何搬运这些巨石的?冯﹒洪堡认为这些巨石的背后其实反映着另外一个奇迹,那就是人口。只要当人口足够多,理论上分工合作是有可能建造这座天空之城的,但这需要多少人口呢?初步算下来,他估计印加帝国当初可能有800万人口,这个数字太夸张了,因为这里根本就没有足够养活800万人口的耕地。玉米、土豆这些神奇的南美农作物已经被欧洲人利用了,但是无论怎么计算,这些梯田都无法产出足够的粮食。
从高原到丛林再到海岸,冯﹒洪堡在这里整整考察了两年,终于有一天他在一座海岛上找到了印加帝国的秘密。岛上的原住民说,在你们西方人到来之前,印加帝国的官员每年都要从这里运走很多很多的土壤,把它们撒在天空之城的梯田上,庄稼就会成倍成倍的丰收。冯﹒洪堡把这些土壤带回了德国,但是20多年过去了,一直没有人能破解这些土壤的秘密。
终于在1830年的时候,冯﹒洪堡的一个学生让他眼前一亮,这个小伙叫做冯迪比西,他说让庄稼成倍丰收的密码就是这些土壤中的氮元素。这些土壤与其说是泥土,不如说是鸟粪,它们其实是亿万年来鸟粪沉积所形成的物质,含氮量高达20%。小伙的论文石破天惊,英法西班牙这些列强们纷纷立刻就反应过来了,全部一股脑的跑到南美去圈地,然后南美的鸟粪就变成了当时世界上最抢手的战略物资。比如后来居上的美国,竟然还在1856年通过了一部鸟粪岛法,说是如果你是美国公民,那么无论你在地球的任何一个地方,发现了一座无人认领,或者不属于任何其他政府管辖范围的鸟粪岛,你都可以代表美国宣示主权,美国军队会立刻开拔给你提供全方位的保护,这条法律至今有效。
今天美国通过这部法律占领的著名岛屿就如下22个,总之鸟粪算是救了人类一把,让我们暂时跳出了马尔萨斯陷阱。但是世界上的鸟粪终究它是挖一勺少一勺的事情,到时候挖完了可怎么办呢?果然在1898年的时候,就有一位叫做威廉克鲁克斯的化学家再次做出预言,全世界的鸟粪将在10年以后枯竭,末日饥荒将在1930年准时到来。但同时这位化学家还预言,未来必将有一位救世主降临,他将给人类带来一种从空气中制造面包的魔法。
三年后一个23岁的化学博士毕业回到了老爸的染料工厂,他叫做弗里茨﹒哈勃,是一个超级学霸,顶级富二代。他像一个预言家一样斩钉截铁地跟老爸说,未来是属于合成化学的时代,老爹你竟然还在用天然染料,赶紧把工厂改成合成染料的生产线,绝对没错。很显然老爹直接拒绝了哈勃的建议。结果没几天,哈勃又跑来跟他老爸说,你一定要囤积大量的次氯酸钙,因为这是目前唯一有效的霍乱药物,你难道不想靠这个机会大赚一笔吗?老爹就这么一个儿子再怎么说工厂以后也是要交给他的,虽然不靠谱,但也只好硬着头皮让他去试试。结果哪知道几天以后老爸直接傻眼了,仓库里堆满了半个德国的次氯酸钙。老爹一顿痛批,果然几周以后德国靠隔离措施扑灭了霍乱疫情,而仓库里的那些次氯酸钙本来就是不稳定的,保质期短,只能眼睁睁的看着它们全部烂掉,从此以后老爹把哈勃赶回了大学。而这个哈勃谁也不知道他正是预言中的那个救世主。
一转眼10年过去了,哈勃变成了学术之星,在化学界混得风生水起。这一天奥地利的一个化工厂经理写信说到:“哈勃博士,我们工厂在生产中产生了这样一些化学产物,我们竟然从中检测到了令人兴奋的氨,这些氨是在1000度的高温下生成的,我们怀疑它们会不会是来源于空气当中的氮气呢?请哈勃博士一定要来看看。”哈博一看就来了兴趣,这是化工厂阴差阳错的完成了人工固氮啊,而人工固氮,这不正是当年克鲁克斯预言中的救世魔法吗?
其实化学家们早就发现了,鸟粪中的氮元素并不神秘,它几乎可以说是地球上最容易获得的元素之一,因为空气中有78%是氮气。但同时它也是地球上最难获得的元素之一,因为一个氮气有两个氮元素组成,它们被三个化学键死死地绑定在一起,植物根本就无法拆解这三个化学键。
能被植物利用的氮元素,一是闪电只有像闪电这种级别的超级能量,才能击碎氮气中间的那三个化学键,让游离的氮元素与空气中的氧元素和氢元素反应变成氨基和硝基物质,这样才能被植物利用。第二个来源是细菌,某些细菌可以分解氮气,让它变成可以被植物利用的有机氮,它们一般共存在植物的根部,为植物提供氮肥。所以在化学家们看来,理论上一定是存在一种人工固氮的方法的,而难点呢就在于如何拆解氮气。哈勃知道这是当时最前沿的研究方向,美国人正在尝试用人造闪电来轰击,英法化学家也正在打算用高温高压来暴力破解。哈勃在研究这些寄来的样品以后,却说我们何不用催化剂来以柔克刚。
接着哈勃按照信中的描述还原的实验,他怀疑是化工锅炉里的铁元素充当了催化剂,于是一顿实验操作下来确实得到了氨,但产量太低,只有不到万分之五的氨含量,但好歹也合成出来了。于是哈勃就把自己的反应式实验方法计算方法全部写成论文发表了出来,结果这一发表就闯祸了。当时有个叫能特斯的德国化学家,刚刚发现了热力学第三定律,正在和哈勃竞争未来之星的地位,他一心想打压哈勃,于是就发文嘲笑说我们的哈勃是一定是忽略了设备本身的氨含量,我建议哈勃博士多看看热力学定理,然后再采用正确的计算方法重新计算。
这一下哈勃怒了,他本来不想赶这个时间研究合成氨,但现在能斯特都堵到门口来了,那就必须合成点氨出来给他看看。哪知道一转眼过去了6年,哈勃还真的没能合成出来一点氨给能斯特看看。但哈勃清楚这都是催化剂的锅,催化剂是一种参与反应的中介物质,它能够降低反应所需的能量。如果自己能找到一种催化剂,那么自己就能成功。但这6年以来哈勃试过无数催化剂,根本就找不到。当时哈勃正在给一家灯泡厂做顾问,灯泡厂也正在寻找一种比钨丝更好的灯芯材料。于是在灯泡实验的过程中,哈勃就关注到了一种叫做额的元素,直觉告诉哈勃这就是他要找的那种催化剂。然后哈勃从灯泡厂里顺走了一些额。接着时间来到了1909年7月2日这一天,哈勃把100克额粉加入到反应炉当中,然后开始慢慢的升温升压,当温度和压强分别达到175个标准大气压和550摄氏度的时候,有几滴氨水从导管当中滴了出来,哈勃兴奋地冲出实验室,大声高喊:“我搞出氨来了”。
这次哈勃没有急着发表论文,而是直接通知了巴斯夫公司,这是德国至今都存在的一个超级化工集团。巴斯夫公司立刻派来了当时最顶尖的工业化团队,由今天博世电器的创始人,他的叔父卡尔伯斯率领,他们又很快帮哈勃把这套制氨设备工业化,然后移植到了一座化工厂里面。这座化工厂每天能产出5吨氨,即使到了今天这个工业制氨的方法也没有太大的变化,依旧被叫做哈勃法或者叫做哈勃博士法。而在当时这简直就是天地新奇的黑科技。看着每天成吨成吨的氨往外运,化学家们都在说哈勃就是那个救世主,就是从空气中制造面包的人。果然从哈勃以后,全球农作物的亩产平均增长了4倍,而人口也恰好从18亿增长到了77亿,正好是4倍多一点点。
这就是为什么说哈勃养活了当今世界一半人口的真正原因,是他的发明让人类掌握了从空气中制造氨肥的能力。从某种意义上来讲,你我今天都是被哈勃养活的,因为哪怕是除了粮食,你我体内还至少有一半的氮元素都是来自于哈勃法。这些氮元素又是组成你我DNA、RNA等等重要分子的基础元素。所以从那以后哈勃成了当之无愧的化学之星,不仅通过合成氨的专利赚到了数也数不清的钱,还被德皇提拔成为了威廉皇帝学会的化学研究所主任。与此同时,爱因斯坦、波恩普朗克这些同时代的德国科学家也都成了哈勃的好朋友,尤其是爱因斯坦,他和哈勃的私人关系非常好。在1914年的时候,爱因斯坦被第一任老婆净身出户,有很长一段时间都是借住在哈勃家里,但是就是这样一位化学之星,怎么就在1918年颁发诺贝尔奖的时候,变成了科学家眼中的地狱毒师呢?
这背后的故事大概是这样的,两年前黎巴嫩首都发生了一场大爆炸,爆炸的画面被很多网友记录了下来,现场升起了蘑菇云,看上去非常恐怖,但其实这场爆炸的原因是因为一家硝酸氨的工厂失火所导致的。硝酸铵工厂也就是利用哈勃法专门生产硝酸铵的化工厂。
前面我们说过了,氮气有三个化学键非常稳固,需要施加高温高压,用极大的能量才能把这三个化学键打开,但同时呢当这三个化学键重新形成的时候,它也将释放极大的能量。比如TNT三硝基甲苯爆炸,还有诺贝尔炸弹,硝酸甘油爆炸,包括硝酸铵爆炸,这些反应当中都有大量的氮气形成。所以,实际上这也是制造炸药的方法。
就在哈勃事业蒸蒸日上的时候,1914年第一次世界大战爆发。和谴责战争的爱因斯坦不一样,哈勃是一个爱国者,他在战争爆发以后立刻自愿入伍,还说要用自己的专长来为国家服务。于是很快军方就收了一封哈勃的信件信中说德军弹药即将耗尽,我生产的硝酸铵除了是最高效的化肥,也可以是最强悍的炸药。接着哈勃开始一家一家的游说那些制造化肥的工厂,只要工厂愿意,哈勃可以让他们的生产线一夜之间变成生产炸药的流水线,就这样源源不断的炸药被运往了兵工厂,变成了炮弹,变成了鱼雷。
德军一路高歌猛进,但没多久了,德军又陷入了泥潭,因为在漫长的陆军防线上,战壕纵横交错,德军根本就无法推进。同时法国前线还出现了一种新式武器催泪弹。于是在1915年的2月哈勃被邀请参加了一场德国化学武器的现场测试。在测试现场,哈勃穿着军装说,我可以做得更好。哈勃声称自己可以制造一种比空气重能沉到对方战壕里面,而且只需要极低浓度就能杀死战壕里所有士兵的超级武器。
军方都以为哈勃是在吹牛,但回到实验室,哈勃的同事就立刻责问他,你是打算用氯器吗?那样太不人道了。氯气会和眼睛,鼻腔还有呼吸道以及肺泡里的水反应生成次氯酸和盐酸,你是要活活在陆地上烧死所有人吗?海牙公约也明令禁止使用毒气弹了,哈勃却反驳说,死亡就是死亡,死于飞溅的弹片还是死于毒气,这并没有任何区别。不要因为看不到冒着枪林弹雨冲锋的骑士精神,就说毒气比弹片更加邪恶,相反毒气比那些弹片给人体造成的残缺更小。
到了4月22日,哈勃亲自来到了比利时前线,他组织了一个由150名科学家和1300多名技术人员组成的化学部队,他们顺着风势释放出了168吨氯气,厚重的毒气像一面黄绿色的墙,一步一步的淹向了协约军的战壕。士兵们一个个爬出战壕,死状极其残忍,就连跟在墙后面的德军都没有想到,哈勃的雾气竟然这么恐怖,阵地上一片寂静,连呻吟声都听不到。
就这样在第一次攻击当中就有5000多名协约军死亡,15000多人受伤。看着寂静的战场,哈勃的一位助理问他,我们释放了来自地狱的恶魔吗?哈勃却安慰他说,如果这样能让战争快点结束,那么无数人将因此获救。
还有一个当事人回忆说,在研制武器的这几个月当中,哈勃总是满怀激情地赶往前线,一次又一次的大无畏穿越测试区。而他的妻子曾经激烈的反对哈勃陪同毒气部队上前线,但后来哈勃还是去了,并且在5月1日当哈勃凯旋而归的时候,就发生了这样一件事儿。
哈勃的妻子叫做克拉拉,和哈勃一样,也是一名犹太人,他家祖上经营皇室业务,父亲开了一家很大的糖料工厂和哈勃门当户对。而且克拉拉也是一个超级学霸,她是普鲁士雷斯劳大学化学系的第一位女博士,在当时克拉拉就是一个象征着现代女性的大众明星,但是在5月1日的庆功晚会上,克拉拉似乎一直心不在焉,其他人都在恭贺她的丈夫晋升上尉,而她却只是似笑非笑的回应。宴会结束的时候,哈勃吃了几粒安眠药,准备好好睡上一觉。但是就在那天晚上,克拉拉拿出了哈勃的手枪,一个人走到庭院当中,然后对准自己的心脏开了一枪。枪声惊醒了12岁的儿子赫尔曼哈勃,他跑到庭院里抱着血泊中的母亲就那样无助的看着母亲死在了自己的怀里。第二天一早,哈勃上尉却依旧登上了前往东线的火车,他还要赶去指导那边的部队使用氯气。
有人说克拉拉之所以自杀,是因为她对丈夫的行为感到羞愧,但事实上这是一个千古悬案,我们至今都不知道他为什么这么做。后来很多传记作家们都指出,羞愧也许只是压垮精神的最后一根稻草,在婚姻生活当中克拉拉为哈勃牺牲了很多。哈勃是一个醉心于实验的人,把家庭和体弱多病的儿子一股脑的全部甩给克拉拉,克拉拉失去了自己的生活,她本来也是一名化学天才,甚至有可能当年哈勃的实验数据也都是她在背后帮丈夫一点一点辛苦计算出来的。
有一年克拉拉精心准备了好几个月的学术交流会,但到临时她要参加的时候,却因为照顾哈勃而得了白喉,无法参加他。曾经在一封信里跟朋友说,每个人都有权利过自己的生活,但并没有权利在培养怪癖的同时还高高在上,蔑视别人,在正常的生活当中,我认为即使是一个天才,也不应该有这种行为,除非他独自一人生活在一座被废弃的小岛上,哈勃在这8年中收获了多少荣誉,我就失去了多少,甚至那些留给我的全是强烈的不满。
由此可见,克拉拉与哈勃的婚姻当中即使没有对化学武器的争论,他也已经充满了沮丧。克拉拉自杀之后,哈勃依旧埋头在实验室里工作,继续研究化学武器、防毒面具,以及各种可以进一步提高粮食产量的杀虫剂。到了1917年的时候,哈勃已经掌管着一间庞大的国家级化学研究所,研究所雇佣了1500多名员工,还有150多名科学家,他们日夜不停的研究,又为德军输送了像芥子气这一类更残酷的化学武器。
据统计,一战当中共有至少5万吨毒气被用于战争,造成了100多万人残疾或者伤亡,至少8.5万人直接死亡。
后来1918年11月11日,德国投降了,随之而来的就是巨额的战争赔款和国民经济的崩溃,哈勃的家族财富也被一夜清空,但即使在这种情况下,哈勃却依旧在跟德国政府说战争还没有结束,我的研究所还可以从海水中提取黄金,德国很快就能还清战争赔款,走出阴霾。但是在研究了三年以后,哈勃发现海水中真实的黄金含量比自己预估的要低了100倍,这个方法根本就行不通。
很快时间来到了1933年,德国变成了纳粹,而哈勃是一个犹太人,虽然他一直不信犹太教,但他依旧是被针对的对象。当时哈勃有一个好朋友叫普朗克,是正在帮德国研制原子弹的顶尖专家,是他亲自担保哈勃才逃过了初期的一些反犹太政策,但是政策慢慢变得越来越严格,哈佛的研究所里还有大量的犹太员工,政府命令哈勃必须立刻解雇这些员工,哈勃知道解雇以后会是什么后果,他不忍心这么做,但又有什么办法呢?虽然自己一直狂热的爱着德国,但现在自己不也变成了爱国者口中犹太奸商的子孙吗?于是哈勃选择了逃跑,他逃亡到了海外,但仅仅一年以后,65岁的哈勃死在了瑞士巴塞尔的一所酒店当中,死因是心脏病,哈勃在去世前留下了一条遗嘱,他说希望能把自己的骨灰和克拉拉安葬在一起,并且要在自己的墓碑上写上一句话,他为祖国服务,无论战争和平,永远只要祖国需要他。今天这块哈勃和克拉拉的合葬墓碑依旧躺在瑞士巴塞尔的公墓当中,但是这句话却并没有出现在墓碑上。
哈勃的研究所在一战期间还研制过一款非常好用的氰化物杀虫剂。当时哈勃认为这款杀虫剂的毒性太强,而气味又太弱,如果泄露很容易造成误伤,所以哈勃要求在杀虫剂中加入非常难闻的恶臭物质,从而保障它的安全,然后才给他取名齐克隆。但谁也想不到,就在哈勃死后的第十年,政府命令研究所的科学家去除其克隆当中的恶臭气味,让它变成了一款无色无味的毒气,官员们很满意,然后这款新型的齐克隆被被用于关押犹太人的集中营。
哈勃在掌管研究所的时候,每年都会给技工和园丁的孩子们买衣服。1933年哈勃在拒绝解雇这些犹太员工的同时,普朗克也在为哈勃奔走,他甚至亲自面见了希特勒,但依旧毫无缓和。哈勃去世以后,爱因斯坦也同样前后奔走,帮他把孩子们救出了德国,接来美国定居。但是在1946年的时候,哈勃的长子,也就是前面那个12岁抱着母亲的小哈勃,他也和母亲一样,在没有留下任何遗言的情况下,在庭院中用手枪自杀。不久以后,这位长子的长女也用同样的方式自杀,就像一条魔咒一样。
很多年以后当有人问爱因斯坦如何评价哈勃时,爱因斯坦说这是德国犹太人的悲剧,一场单相思的悲剧。