文明的代價——原子深處的箭鏃

對於500年前的人來說,從生到死之間,甚至從上輩到下輩之間,世界的面貌幾乎是凝固不動的。人類文明的猛然加速和滄桑鉅變,起源於現代科學的誕生和發展。當物理、化學、生物等多領域捷報頻傳,新的技術和發明層出不窮,科學便日益滲透到了衣食住行的細微末節。顯而易見,如果離開現代科學,今天的社會連一天也不能運轉。然而我們應該知道,在人類仰仗科學的恩惠時,也曾因誤用和濫用科學而受到懲罰,在我們嚐盡現代文明的甜頭時,也曾因幼稚和顢頇而吃過自討的苦頭。

X光的另類故事

1895年11月8日下午,德國維爾茨堡大學物理學院院長倫琴來到實驗室,繼續測試不同真空管中陰極射線的發光效應。他用黑紙裹住克魯克斯管防止可見光和紫外線干擾,當啟動升壓自感線圈時,突然發現1米開外的工作臺上有熒光閃爍,那是一張為後面實驗準備的氰亞鉑酸鋇紙板。倫琴反覆啟閉電源,紙板上的熒光隨之明滅。就在不經意間,現代科學史邂逅了一個偉大瞬間,具有劃時代意義的X射線宣告發現了。

文明的代價——原子深處的箭鏃

醫生從此無須動用手術刀,便能觀察活體內部的結構和運動,為醫學影像開創了新天地;1912年,德國物理學家勞厄發現晶體中X射線的衍射,次年英國科學家布拉格父子對這一現象進行了定量描述,使得X射線成為研究晶體結構的“探針”,DNA雙螺旋的發現就是它的功勳;1949年,X射線天文學開始興起,此後多個X射線衛星相繼發射,錢德拉X射線軌道望遠鏡在太空遨遊多年,成為研究脈衝星、超新星和黑洞的“瞭望臺”……回望百年,人類科學發展的征途上,到處都有X射線的不朽豐碑。

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世界上第一張 X 射線照片——倫琴妻子的手

文明的代價——原子深處的箭鏃
文明的代價——原子深處的箭鏃

X射線研究先驅勳伯格

文明的代價——原子深處的箭鏃

當《維也納新聞》1896年1月5日首次報道倫琴的發現後,大西洋電纜立即把這一消息傳到大洋彼岸,北美大陸為之喧騰。享譽世界的發明家愛迪生聞風而動,用鍥而不捨的試錯法對1800種化學物質進行實驗,終於發現鎢酸鈣是最好的熒光材料,成像的明亮和清晰都遠遠超過氰亞鉑酸鋇。他製作的方錐形X射線觀察儀成了業內的標準器械。當年操作的習慣是,把手放到X射線管和熒光屏之間,當看見手骨清晰顯現時,就表明機器完成預熱可以工作了。

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愛迪生逐漸開始感到左眼失焦和腸胃不適。他最得力的助手達利因長期暴露在X射線照射中,1900年出現手部、臉部傷害,1902年因癌變導致右手4個指頭和整個左手截肢,此後又截掉兩隻胳臂,最終在1904年10月去世,年僅39歲,成為美國第一位X射線捐軀者。

愛迪生受到巨大的打擊和震撼,決定徹底放棄對X射線的一切研究。他心有餘悸地說:“別跟我談X射線,我怕它”,並直到臨終都拒絕X射線檢查。倘若愛迪生沒有這次急流勇退,他絕不可能“全須全尾”活到84歲。

文明的代價——原子深處的箭鏃

永遠無法列出一個完整名單,記下那些在X射線下前仆後繼的人。

文明的代價——原子深處的箭鏃

我們還應該記住一位名叫弗雷絲曼的奇女子。1896年,她靠自學成才從文秘人員變為X射線攝影師,並在加州開辦起美國西部第一家X射線事務所,憑著勞苦人的勤勉和女兒家的細心,弗雷絲曼很快躋身於世界最好的X射線專家行列。美西戰爭中大量傷兵從菲律賓運回,弗雷絲曼在他們身上準確找到彈頭和彈片,美國最高軍醫長官親自登門視察和致謝。1905年1月,弗雷絲曼的手臂因癌變而截肢,同年8月與世長辭。

回首X射線技術的拓荒年代,可以說人類最勇敢的先遣隊遭受重創,幾乎全軍覆沒。美國第11屆倫琴協會主席布朗於1936年6月出版一本書《美國獻身於倫琴射線的科學烈士》,深情撰寫了28位X射線殉難者的傳記,但卻遺漏了自己。1950年,布朗也因X射線輻射引發的癌症去世。

文明的代價——原子深處的箭鏃

1925年,第一屆國際放射學大會在倫敦召開,首次提出X射線的防護問題。1928年斯德哥爾摩召開的第二屆大會上成立了防護委員會,並制定出最早的X射線操作規範。隨著防護措施的日趨嚴格和X射線設備的迅速改進,醫療中的X射線災難終於成為歷史。

其實最早的X射線設備主要用於商業和娛樂目的。當第一縷X射線灑向公眾,只熟悉“如影隨形”的人類在特殊的光線下看到自己透視的影子,這種新鮮和震撼是莫可名狀的。歐美眾多X射線照相館一哄而上,人們不滿足於“只有皮相沒有骨相”,新郎新娘拍一張X射線結婚照成為時尚,達官貴人更利用權勢率先領受X射線的輻射。德皇威廉二世、沙皇尼古拉伉儷、葡萄牙皇后阿米莉亞,都在第一時間留下了X射線“御照”。前面提到的倫琴和威格爾等人都是X射線立體藝術照的愛好者。

文明的代價——原子深處的箭鏃

用X射線來選美,保證選手身材的“純天然”

夜總會上經常有熒光材料幽幽閃亮,大廳裡到處沐浴著X射線。居奇射利的商人制作出X射線防護內衣,因為傳言“登徒子”們戴上X射線眼鏡便能窺破女士的服裝。1896年2月19日,美國新澤西立法禁止在劇院使用“X射線眼鏡”。同年5月,在紐約舉行的全國電器博覽會上,愛迪生展出了4臺便攜式X射線設備,成百人排起長隊,只為了一睹自己的骨頭。剛剛誕生的電影也不放過X射線的熱門題材,製作出五花八門的荒誕作品。X射線就在人類乍見初識、盲人瞎馬的情況下,便全面進入了公共生活和大眾文化,這是科學史上罕見的特例。

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早期 X 射線機為手拍照

真正在市場上形成規模和氣候的X射線日用設施,要數幾乎每家鞋店都“標配”的試鞋熒光鏡了。這是個1米多高的機櫃,下面安著X射線發射管,把鞋的輪廓和買鞋者的腳骨投射到頂部熒光屏上。人們可分別從3個孔中同時觀察和討論,從中選出最合適的鞋。這對兒童特別有吸引力。直到1946年,在科學家和公眾的質疑下,美國國家標準局才制定試鞋器X射線劑量規定。1957年,賓夕法尼亞州率先立法禁用試鞋器。1970年之後,試鞋器才最後消亡。整整一代人的雙腳成了無辜的X射線“箭靶”。

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鐳的半世風波

鐳的發現是科學史上又一件影響深遠的大事。居里夫婦歷經4年的艱苦努力,用重結晶法從7噸瀝青鈾礦中去粗取精,終於在1898年提煉出0.1克氯化鐳,1910年首次用電解法得到純淨的金屬鐳。這種銀白色天然放射性元素的原子量為226,能放出α、β、γ三種射線並衰變為氡。鐳的放射強度比鈾強100萬倍。

文明的代價——原子深處的箭鏃

1909年盧瑟福通過蓋革-馬士登實驗,用鐳作為α射線源轟擊金箔,推翻了湯姆遜的“均勻原子模型”,為現代核物理奠定了基礎。費米對各種元素的“輪番轟炸”,哈恩和梅特納發現鈾原子的裂變,都是使用鐳和鈹混合而成的中子源。在現代科學進程中,鐳確實是厥功甚偉的。

但鐳輻射對人體的傷害卻遲遲未得到認識。居里夫人對“美麗的鐳”一往情深,她在懷念丈夫皮埃爾的文章中寫道:“我們的樂趣之一是夜間來到實驗室。看到四處都是柔和的輝光,勾勒出盛著我們產品的瓶子的輪廓。這的確是美妙的景觀,常常出現新的變幻。發光的試管像是隱現的聖誕樹彩燈。”這種富有詩意的環境其實充滿了殺機,來自原子深處的“箭鏃”嚴重傷害了居里夫人的健康,1934年7月4日,居里夫人死於再生障礙性貧血。居里夫人的接班人—大女兒伊雷娜·約里奧-居里1956年3月17日死於白血病。而從事寫作的小女兒艾芙·居里則活到103歲,可見家族的遺傳基因並無缺陷。

文明的代價——原子深處的箭鏃

鐳的危險不僅在於體外的輻射,它坐在元素週期表IIA族末排,化學性質和前三排的鈣極為相似,於是便在人體的代謝中對鈣“鵲巢鳩佔”並積累沉澱在骨骼中。這些“特洛伊木馬”不停放出射線,打斷細胞中DNA分子的化學鍵,損害骨髓的正常功能。

文明的代價——原子深處的箭鏃

公眾的好奇、商家的吹噓和媒體的炒作曾經掀起了傾城傾國的“鐳狂熱”。當年市場上幾乎一切東西都爭先恐後和鐳掛鉤,以示新潮和“科學”。鐳奶油、鐳麵包、鐳香菸、鐳巧克力、鐳化妝品、鐳牙膏、鐳肥皂、鐳鞋油、鐳清潔劑、鐳保暖服、鐳加熱器……各類“高科技”日用品“不擇地而出”。

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鐳牙膏

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可以發光的鐳避孕套

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風靡一時的鐳水

在當年約20萬種“姓鐳”的商品家族中,“夜光”是一個重要譜系。當熒光材料的分子吸收了鐳射線的能量後變為激發態,回到基態時釋放出可見的冷光。鐳的這一功能催生了夜光錶、夜光儀表盤乃至夜光門牌、門鈴按鈕、坐席號碼、魚餌浮標、拖鞋鈕釦、兒童玩具等。當烏克蘭移民索科霍基發現一種熒光材料新配方後曾躊躇滿志地說:“室內照明完全用鐳,牆壁和天花板的塗料發出月亮的光輝,這一天必將到來。”

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試管中發光的鐳

索科霍基果然足捷於人,1914年在紐瓦克創建了美國第一家鐳熒光材料公司,1917年遷到新澤西州奧林奇,後來改名為美國鐳業公司,成為軍方夜光錶、飛機艦艇熒光儀表盤的主要供應商。但這家公司最大的名氣,卻來自一樁破天荒的“鐳女孩”訴訟案。

這裡的僱員大多是不足20歲的少女。用水和膠把含鐳的硫化鋅熒光劑調和均勻,再用駝毛筆小心塗在錶盤的數字和指針上,每人每天大約完成250個錶盤。這是一份高雅體面而薪酬不菲的工作,姑娘們卻絲毫不知道已經自蹈險境。

鐳的輻射無處不在,雖然α和β射線在空氣中行之不遠,但整個車間裡γ射線滿天飛,通風不良又使氡氣久積不散。最致命的環節是,每塗完幾塊錶盤,駝毛筆就會分叉變形,姑娘們需按照監工的教導,用嘴唇和舌頭舔潤筆尖來保持鋒銳,相當於一天幾百次“鐳從口入”。女孩子的調皮和對男友的逗趣,讓她們經常把熒光劑塗在指甲、嘴唇、牙齒和臉上,化妝出嚇人的“光輝形象”。

鐳就這樣通過多種途徑,最終在她們的骨骼中“安營紮寨”。難以穿過皮膚的α射線在體內就變成了重量級殺手。

文明的代價——原子深處的箭鏃

當年,女工在工作時接觸含鐳物質而沒有任何防護

隨著惡性貧血、牙齒脫落、顎骨壞死等病症普遍出現,姑娘們終於開始覺醒。一位名叫弗萊爾的女工首先決定狀告僱主,隨後4位工友姐妹加入了起訴行列。被媒體和史家通稱為“鐳女孩”案。新澤西醫生馬特蘭德為確定鐳放射病做出了獨特貢獻。1928年秋,歷經波折的官司最後落錘。每位“鐳女孩”獲得賠償10000美元,外加每年600美元生活補貼。然而這些“鐳女孩”在訴訟期間就因病勢沉重不能出庭,勝訴未久便相繼去世了。

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《鐳女孩:閃亮之女的黑暗歷史》在美國的一項讀者評選中,榮獲 2017 年最佳歷史傳記類圖書

據粗略統計,當年在美國、加拿大有4000名“鐳女孩”,不知幾多青春少女剛剛開始花季人生便在這裡香消玉殞。美國鐳業公司的始作俑者索科霍基也因鐳輻射在1928年11月死於再生障礙性貧血,時年45歲。

“鐳女孩”案的意義不僅在於推動了核輻射危害的研究,也喚起了勞工的維權意識,直接促成了“美國勞動安全條例”和“美國職業病勞動法”的實施。今天的人們仍在重溫這段歷史悲劇,“鐳女孩”鮮活的生命不斷展現在當代屏幕和舞臺上。

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鐳女孩銅像

2011年9月2日,“鐳女孩”銅像揭幕儀式在美國伊利諾伊州渥太華市舉行。這裡的居民拒絕忘記一個時代的傷疤。郊外的陵園裡埋葬著當年“鐳女孩”的遺骨,蓋革計數器仍能檢測到來自墓穴的射線,使人想到美國女作家斯旺森悼念“鐳女孩”的詩句:“只有我們破碎的骨頭,永遠在黑暗的地下發光。”這是“鐳女孩”沒有安息的靈魂,向人世間發出的殷切叮嚀和永恆告誡。


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