大聪明发明家凯特林

沈腾的电影《西虹市首富》里的大聪明,硬是把好词儿“卧龙凤雏”给弄成了贬义。今天我也想写写美国版的大聪明卧龙凤雏。

早年

无论在哪个国家,一个人的故乡或者常居之所最后改成他的名字,这基本上是肯定他的名气了。美国有华盛顿,中国有中山。在美国俄亥俄州代顿(Dayton)市南边,有个地方叫凯特林(Kettering)。这个城市是以一位发明家、工程师和商业奇才查尔斯·凯特林(Charles Kettering)命名的。

对于全人类来说,这辈子最遗憾的事儿,可能就是凯特林当年没安心当个农民。他出生在俄亥俄州中部的一个农场,从小就喜欢拆家,琢磨各种东西的工作原理。后来他没种地,成了一名发明家,手握近两百项专利,创办了赫赫有名的代顿工程实验公司(Delco),当上了通用汽车研发中心的掌门人,还登上过《时代》杂志封面,与人合伙捐建了“斯隆-凯特琳癌症中心”,连奥巴马都很推崇他。如果只是这些成就,那凯特林顶多算个普通的成功人士,还称不上大聪明。真正让人记住他的,是那股先搞出来再说的狠劲儿,以及两个差点把地球坑了的好发明。

* 托马斯·米奇利(左)和查尔斯·凯特林(右)

含铅汽油

1904年,凯特林从俄亥俄州立大学毕业,他最大的爱好就是捣鼓专利。五年内就拿下了23项专利,还顺手发明了电动收银机和信用卡的雏形。1907年,他的同事拉他入伙搞了个副业:白天上班,晚上鼓捣汽车。这帮人凑在一起都管凯特林叫凯老大(Boss Ket),可见他挺有领袖气质。

现在的汽车司机按个按钮车就发动了,连钥匙都不用插。可那时候得靠手摇,冬天难摇,上坡更难摇,赶上点火正时不对,曲柄猛地往回一打,轻则骨折,重则要命。后来凯老大和他的伙伴们搞出了一套电力方案,成了汽车电气系统的雏形。这个专利被凯迪拉克买下,从此结束了汽车的手摇时代,凯特林也一战成名。

1920年,凯特林执掌通用汽车研发中心,盯上了一个问题:那时候汽油发动机老是爆震,也叫敲缸。其实解决爆震、让燃烧更平顺的方法现在就有,比如在汽油里添加乙醇。在美国因为玉米地多,乙醇可以说是取之不尽的。但“卧龙”凯特林遇上了他的一生之友“凤雏”:化学工程师托马斯·米奇利(Thomas Midgley)。米奇利捣鼓出了四乙基铅,这个化合物往汽油里加一勺,压缩比能提高一大截,爆震没了马力也跟上来了。

然而四乙基铅的毒性早在19世纪就有记载,化学公司杜邦的内部备忘录里也明明白白写着:四乙基铅是无色带甜味的液体,经皮肤吸收即可导致铅中毒。但“凤雏”米奇利为了证明它安全,亲自猛吸了一口。结果在1923年含铅汽油上市时,他自己却因为铅中毒躺在了病床上。为什么非铅不可?因为乙醇没法申请专利。通用汽车卖乙醇赚不到独门钱,石油公司更恨乙醇:这玩意儿能直接当燃料用,会抢他们的生意。四乙基铅就不一样了,配方可以锁死,躺着收授权费就行。

从1923年第一家加油站卖出第一罐含铅汽油,直到1970年代,美国儿童的平均血铅浓度非常之高,智商测试分数与铅暴露量呈明显的负相关。这是一种缓慢的、全球性的、至今仍未完全清除的神经毒剂。联合国环境署(UNEP)到2021年7月才正式宣布全球汽车市场基本已经消除了含铅汽油。此时距离凯特林拿到这项专利,正好过去了一百年。

氟利昂

这对大聪明真是不鸣则已,一鸣惊人。20世纪20年代,通用汽车旗下的家电公司Frigidaire生产的冰箱使用氨或二氧化硫作为制冷剂,一旦泄漏非常危险,甚至会致命。老大凯特林又把小弟米奇利叫来了,让他找一种安全、稳定、无毒、不易燃的制冷剂。1928年,米奇利找到了,他把甲烷、氯和氟合成在一起,得到了完美符合要求的氯氟烃(CFC),还给它注册了个朗朗上口的商标叫“Freon”(氟利昂)。很快,美国人家家户户装上了用这种制冷剂的中央空调。

这次,米奇利吸取了教训,他确保氯氟烃对人体无害后,当着公众的面大吸了一口,又用它吹灭了一根蜡烛。氯氟烃对人体的毒性确实比较小,甚至还有点甜味。直到1974年,两位科学家在南极上空发现了一个洞:保护人类免受紫外线危害的臭氧层正在消失,而罪魁祸首正是这些氟利昂分子。

* 2021年NASA仍能观测到南极上空的臭氧空洞

氟利昂的化学性质非常稳定,一旦生产出来要一百年才能自然消解。但当它们飘到平流层,在光催化下可以分解出氯,然后加速臭氧分子转化为氧气。1987年《蒙特利尔议定书》签署,氟利昂被全球禁用。但是凯特林1958年就去世了,所以他大概从未想过,他为了让人类活得更舒适而造出来的东西,有一天会掀开地球的防晒衣。好在近年的观测结果显示,臭氧的浓度已经在慢慢增加,预计到2066年会完全修复。

深远影响

有人说,因为含铅汽油和氟利昂而间接致死的人数,超过了所有现代战争的总和,说凯特林和米奇利是“人类第一杀手组合”也勉强说得过去。“卧龙”凯特林活了82岁,寿终正寝,但“凤雏”米奇利,结局颇具讽刺意味。晚年他因患小儿麻痹症卧床,自己发明了一套绳索滑轮装置来辅助翻身。1944年,他被这套装置缠住脖子,窒息而死。

凯特林去世后,他的妻子和儿子通过名下的基金会也开始积极资助各种环境研究,无论是为了赎罪,还是图个心安。比如我上班的环境健康系所在的大楼就是他捐建的。这个捐赠其实是有一定深层原因的,因为辛辛那提大学的环境健康系建系之初,主要的研究就是铅对儿童的危害,这个研究一直持续了快一百年,如今还在继续。

* 辛辛那提大学环境健康系所在的凯特林楼

从实用的角度来看,卧龙凤雏确实是出于好心,他们真心相信自己通过工程和发明让世界变得更好了。但未知的事情太多,也没时间等到后果完全显现,就把东西做出来并推广应用,以至于后人还得替他们收拾留下的烂摊子。就像凯撒渡过卢比肯河时说的:骰子已经掷下,开弓没有回头箭。这就是为什么说做环境和职业卫生的人,必须要保守,对于化学品要疑罪从有。


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