週期表的故事

發稿時間:2017/01/21
週期表的故事
週期表的故事
作者|修.艾德賽─威廉斯
譯者|成美夏、謝雯伃
出版社|八旗文化
出版日期|2016/12/28

  「元素很有趣」是本書基本假設,《週期表的故事》網羅了跟化學元素有關的事實、神話和軼事。讓人從社會、藝術、歷史、日常生活應用角度,重新認識這個每件事物都由元素構成的世界。並以人類學家的身分重畫週期元素表,選擇了五個主題重組元素關係,成為本書的主軸:權力、火、技藝、美感和土地。讓我們用不同文化角度了解各個元素。

文章節錄

《週期表的故事:元素的奇妙生活,元素與人類的相遇》

繼承粉末

  古斯塔夫.福樓拜(Gustave Flaubert)在他的《庸見詞典》(Dictionary of Accepted Ideas)中寫道,你「能在任何地方找到砷(記得拉法紀夫人吧)。有一定人口在定期服用它!」

  一如以往,福樓拜這名外科醫生的兒子對於科學議題很敏銳。砷分布很廣,藏量亦豐,豐富到沒有人主動開採它,都是取自其他礦物開採時的廢料。除了是有名的毒藥之外,砷在人體生物學上也是必須元素。它不只能被人類食用(特別是存在於貝類中),做為醫藥也擁有悠長卓絕的歷史,直至今日。19世紀時,在顏料及染劑上、在許多醫藥處方中、在爆破時與鉛混合,以及在玻璃和煙火製作中,都有使用到砷化合物。

  但砷最為人知的一點,還是做為經典毒藥之用;在各式各樣使用砷來下毒的想像或真實故事裡,最具爭議的無疑是拿破崙在遙遠的南大西洋聖海倫娜島(island of St Helena)上離奇死亡的種種傳說。這個故事再次顯示了在大自然中,顏色和毒性是如何連結在一起。當這名被廢黜的國王於1821年5月過世時,由伴隨他流亡的隨從人員且與他同樣來自科西嘉的私人醫生為他進行解剖,結果發現了胃潰瘍,因此將死因歸結於胃癌。要到了很久之後,拿破崙男僕的日記於1955年出版後,各界才開始升起懷疑聲浪。對加拿大的拿破崙粉絲班.偉德(Ben Weider)來說,日記中描述拿破崙1821年初那幾個月惡化的情況,明顯就是中毒的症狀。1961年,瑞典毒物學家史丹.傅孝武(Sten Forshufvud)對拿破崙毛髮樣本進行了分析檢測(拿破崙忠誠的僕人們都具有先見之明,拔下一搓國王的頭髮),結果發現頭髮中確實含有高量的砷。這兩個人最終一起合作,進行了進一步的檢測,發展出拿破崙是下毒受害者的這個理論;在一連串峰迴路轉的謀殺論演繹之後,得出了一個如同推理小說般的確切結論。偉德和傅孝武並未對自己的理論多加考據,在忽略進一步思考的情況下,就出版了一系列著作,詳述了他們的理論。

  這個理論接下來被大肆宣傳,讓身為化學家同時也在《新科學人》(New Scientist)期刊中書寫通俗科學幻想專欄的作家大衛.瓊斯(David Jones)開始懷疑,有毒的砷是否來自於拿破崙在聖赫拿島上被囚禁的長木莊園(Longwood House)中的壁紙,而不是殺手。在卡爾.謝勒(Carl Scheele)發現亞砷酸銅這種後來被稱為謝勒綠的顏色之後,當時壁紙上的綠色調就經常使用砷化合物製成。到了拿破崙被流放之時,一種來自醋酸亞砷酸銅的新配方明亮綠色染料也開始出現在市面上;那是調色工人出於好奇,想看看如果將長久以來使用被稱為銅綠的醋酸銅,與謝勒綠那種更為陰暗的色調結合在一起時會有什麼結果,因而出現的幸運產物。

  這種顏色非常引人注目,被冠上「翡翠綠」之名進行行銷。但因為具有毒性,現在市面上已不再販售這種顏料,但我還是在我父親的顏料中找到一小管;因為六十年來吸收了亞麻籽油,這管顏料的標籤已呈半透明。讓我驚訝的是,顏料滾花邊的金屬蓋子 竟然一下子就被扭開了,流出裡頭的顏料。它的顏色慘淡,底色帶著一絲藍灰,與自然界中任何色調都截然不同。這個引人注目且蒼白的灰色,讓我猜想如果我們指的是「有毒的顏色」,那麼絕不會聯想到這些含砷的顏料。

  瓊斯知道在正確的情況下,這類顏料中的砷會變化成為氣態,而形成氫化物砷化氫。他偶然在一場廣播節目上談到這個現象,推測19世紀許多神秘疾病及死亡,可能是這個現象所造成的,並猜想拿破崙之所以死於那座潮濕的小島監獄中,可能也是這個現象的催化。但只有在瞭解長木莊園裡的壁紙的真實情況下,才能對事實的建構有所幫助。讓瓊斯大為驚訝的是,節目播出後他收到一名女子的來信,她不但知道長木莊園壁紙的顏色,手邊更保有一本筆記本,那是她的一名家族祖先記錄旅行點滴所用的筆記本,而筆記本裡有一小塊壁紙碎片。在那本筆記本中,有一頁滿是1823年旅行聖赫拿島的紀念物,當中「有一小張紙來自拿破崙的靈魂蒙主寵召時的那個房間」。在1982年的《自然》期刊上刊登了針對那塊綠金相間星星圖樣壁紙的化學分析,證實了確實存在砷的成分──由於那個時代這個顏色相當受歡迎,有這樣的結果並不不出人意料。於此同時,傅孝武一開始的分析開始招來懷疑。開始有人使用更為精密的儀器重新檢驗拿破崙的頭髮,結果顯示出除了砷之外,亦含有高濃度的銻和其他潛在有毒元素。銻可能來自於拿破崙定期服用的催吐劑,這種藥物對他來說弊大於利。

  要在近兩百年後建立起確切的因果關係已不可能,甚至還需要進行基本的DNA檢驗,來證實樣本頭髮的真實性。無論如何,近來的拿破崙傳記都承認他的症狀與砷中毒一致,而無論砷來自何處,都可能是拿破崙死亡的其中一個因素。各界一致的共識是,來自英國的監禁者可能嘗試某些行為,以掩蓋真正造成拿破崙死亡的原因──他們對於那座島嶼的管理不當導致痢疾盛行,所以不需對暗殺論太過執著。

  2008年,在一次對證物的重新檢驗中發現,遭流放之前的拿破崙、他妻子喬瑟芬以及其他家族成員的頭髮,以今日的標準來看砷濃度都過高。目前沒有證據顯示拿破崙是在被監禁後體內的砷濃度才突然升高,若真如此,可能就是故意下毒所致。然而,這項最新研究的作者並不想花費心力收集拿破崙頭髮來分析,而只單純調查了毒物學文獻。他們發現,以今日的標準來看,那時代的人類體內砷濃度一般來說都超過正常標準;而這只反映了一個事實:砷元素在當時確實「四處都找得到」。

  砷不一定造成了拿破崙的死亡,但它確實是許多其他蓄意或意外中毒案例的主因。1950年代,在美國駐義大利大使克萊兒.博斯.路斯(Clare Boothe Luce)身上,發生了與長木莊園壁紙情節非常類似的事情。因為大使府邸美輪美奐的天花板上掉落下來的油漆碎片,導致她慢性中毒──後來發現,這只是意外而非蓄意謀殺。後來她因病退休,還好後來康復了。近代有許多不幸的受害者,被這種遍布四周的隱藏風險所危害,路斯就是其中之一。綠色油漆、綠色印花、綠色紙張、綠色壁紙、綠色染料家飾及布料,還有使用於人造花瓣上的綠色箔片,這些全都含有砷化合物,也可能是造成許多潮濕臥房及育嬰室中離奇死亡事件的主因。在維多利亞時代,有越來越多人懷疑這些材料是神秘死亡事件的罪魁禍首。《刺胳針》(Lancet)和《英國醫學期刊》(British Medical Journal)都提出警告,激烈地提議禁用砷;然而,雖然有一些公司開始推廣無砷紙,大多數的家飾產業仍極力否認他們的產品會在正常室溫下釋放出任何有毒物質。要到1893年人們才知道,壁紙膠上的黴菌和綠色著色劑產生反應後,會產生砷氣。該年,在一篇關於染色藝術的文章上,設計師威廉.莫利斯(William Morris)抱怨合成染料(砷綠便是其中一種)「服務了追求利潤的資本家」,卻讓家庭工藝「嚴重受傷,幾至毀滅」。 莫里斯大聲疾呼要在壁紙及織品創作中保存傳統植物染。弔詭的是,近來在針對莫里斯本人壁紙設計所進行的X光分析中發現,他使用的綠色來自於亞砷酸銅,而圖案上的紅玫瑰是硫化汞製成的朱砂──「一件非常危險的藝術品!」

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