讓人窒息的青色大海:戰爭時期氯氣的應用

讓人窒息的青色大海:戰爭時期氯氣的應用
圖片來源:維基百科 Gassed (painting)
我們想讓你知道的是

氯氣是否違背海牙公約中禁止使用「窒息和有害」物質的條款?哈伯的說法是,氯氣就像催淚瓦斯一樣,並不會致命,所以在戰爭中是合法的武器。但他的說法後來因為他臭名昭彰地誇耀「我設計了一款高端的殺戮方式」而顯得極不誠實。那個四月的下午,伊普爾的死亡人數做出了它自己的判決。

文:修.艾德賽-威廉斯

第一次世界大戰時,配戴紅罌粟代表紀念戰爭中失去的生命,它是生存的象徵,因此帶來了安慰:罌粟是種在戰場中生長的花朵,是以殺戮的血做肥料而成長的。然而,有種武器卻把這個帶著感傷的象徵摧毀了。一九一五年,戰爭雙方為了要進攻,首次採用了具有可怕破壞力的毒氣,這種毒氣能讓肺部受嗆,將草地和花朵漂白。它就是氯氣。

早在戰爭開始的五十年前,人們就預期因十九世紀科學進展而產生的新化學武器,將大幅發展而使用在戰爭上。然而,因為這個預期太過可能發生,加上這想法太令人憎惡,某些先發制人的禁令被頒布,規範使用這種戰場上的致命媒介。

催淚瓦斯因為不具殺傷力,所以仍屬合法。但它所面臨的挑戰是,軍事工程師需要解決怎樣大規模地將它送到敵人面前,並確認它會在當地擴散,造成敵方最大的瓦解,但卻對己方的只造成最低限度的影響。德國化學家弗里茲.哈伯接受了這項挑戰—這位哈伯,就是後來致力於在他國家中從海水提煉黃金的人,當時他已因為身為將空氣中的氮氣轉換至氨中受到讚譽。後來,他甚至因為他的工作得到了諾貝爾獎。他的這個決定極富爭議性,因此當時被同盟國列為軍事罪犯。

青色的大海

哈伯靈機一動的想法其實很簡單。從催淚瓦斯到氯,在化學研究上算是一個反向的步驟,但在實際應用上卻是一項躍進。哈伯的想法不是要將它封閉在彈殼中,然後發射到敵人後方,而是簡單提出了地面圓筒的想法,由圓筒釋出氯,然後憑藉自然風力來散布它。氯比空氣重兩倍,沿著地面鋪天蓋地而來,令人感到窒息。敵人別無選擇,只能撤退。

在比利時的伊普爾,哈伯親自監督了西邊前線上綿延七公里超過五千個圓筒的安裝。一九一五年四月二二日,當輕微的東北風有利於德軍時,氯成為了氣體戰爭中的先鋒武器。這個突擊吞噬了主要為法國和阿爾及利亞同盟軍的軍兵。他們被這帶有腐蝕性的煙雲所吞沒,不知該撤退還是該前進到前方,尋找沒有受到影響的空氣。當天快結束時已有幾百人死亡,數千人喪失了行動能力,有很多人永久成為了傷殘。

氯氣是否違背海牙公約中禁止使用「窒息和有害」物質的條款?哈伯的說法是,氯氣就像催淚瓦斯一樣,並不會致命,所以在戰爭中是合法的武器。但他的說法後來因為他臭名昭彰地誇耀「我設計了一款高端的殺戮方式」而顯得極不誠實。那個四月的下午,伊普爾的死亡人數做出了它自己的判決。

這個攻擊足以引發同盟軍的制裁反擊。敵對雙方在之後的戰爭中,不時使用氣體武器,破壞力遠超過德國在伊普爾和幾星期後在華沙東邊戰線所造成的影響。讓人震驚的是,敵對雙方均採取了更讓人不安的氣體攻擊,使得化學戰爭升級到使用光氣(碳酰氯,聞起來像是淡淡的新鮮乾草味)、芥子毒氣,和其他硫和砷的氯化合物。不過氯氣因著它的元素簡約性,仍被認為是最殘酷的武器。這個氣體撕裂了行經肺部的血管而進入人體,受害者最後會因為身體為了修復損害而產生的液體中沉溺,窒息而死。

揮之不去的陰影

哈伯的愛國行為造成了極大的陰影,包括他自己的家庭也受到影響。他的第一任妻子克拉拉在一九一五年五月一日夜晚,使用她丈夫的配槍自殺了。許多傳記家爭論,在某種程度上,她的死是對她丈夫哈伯的化學戰爭的抗議。但是,我們要知道克拉拉也是一位合格的化學家,為了爭取弗里茲的注意,也曾在這方面受過訓練,她對哈伯有關氯氣在動物和田野實驗中會產生的效果很清楚。哈伯顯然沒有受到影響,第二天他就出發到東線戰場,監督圓筒的安裝。

哈伯第二次婚姻所生的兒子盧茲(Lutz, Ludwig-Fritz的縮寫)被他父親的過往折磨,試著將他的心魔寫在《毒雲》(The Poisonous Cloud)一書中,這本書後來成為化學戰爭的標準描繪作品。一九三三年,當納粹關閉哈伯在柏林的研究機構後,他不得不帶著他的家庭離開了心愛的德國(雖然毋庸置疑的,他的化學天賦曾派上用場,但是他血統中部分的猶太裔讓他不被接受)。他想過要定居在巴勒斯坦,後來又想在劍橋安居;至終兩者都沒能實現,他在被放逐僅僅數月後就去世了。

盧茲.哈伯和他的妹妹伊娃.夏洛特(Eva Charlotte)留在英國。多年之後,我在他們退休的城市巴斯的一個極不協調的溫雅小屋中拜訪了他們。盧茲當時大約已八十歲了,看起來有些衰弱;伊娃.夏洛特卻是那種在老年時還能成為關注焦點的女人。他們依稀還記得他們的父親—奇怪的滾球遊戲,或是幫助他上樓之類的事。伊娃記得他們家庭的朋友愛因斯坦曾用「行進中的火車」對她解釋相對論;她還告訴我,她和盧茲曾偷爬樓梯進入哈伯的研究室,結果絆倒打破了一個助理的儀器,使得她父親非常生氣。

盧茲寫出他的代表作是因為「我覺得我應該有一些貢獻,」他如此傾訴。他在書中自我介紹的部分,對他關鍵性地詳細描述他父親「是德國化學浪漫且準英雄式的表現,其中混合了民族自尊心、純科學的進步,以及科技的功利進展」。他評判他父親的愛國主義「非常不尋常,即使是在沙文主義被縱容的年代也是如此」。至於氯,盧茲告訴我,就只是「最容易取得的物質,化學工業能非常快速地生產大量的氯氣。」

威爾弗雷德.歐文(Wilfred Owen)在他最有名的有關第一次世界大戰的詩作中,透過氯氣攻擊的畫面,揭發愛國主義的「老謊言」:

毒氣!毒氣!趕緊,男孩們!—摸索中的狂喜,

及時戴上笨拙的頭盔;

但是有人絆倒了,並大聲地呼喊,

像是在火中或是石灰中,不停地打滾……

模模糊糊地,透過帶霧的窗格和濃綠的光,

就像在綠色大海中,我看到他被淹沒了。

在我的夢裡,在我無助的視線前,

他掉落深溝,窒息著,被淹沒。

如果你也如我在如此窒悶的夢中漫遊,

我們將他甩到運貨馬車中,

看著他慘白的眼睛在臉上扭動著,

他的臉如同魔鬼對罪惡的厭倦;

如果你注意聽,每一次的顛簸,血,

從如泡沫般損壞的肺中湧出,

如癌症般猥瑣,如反芻的食物般苦澀,

如無辜的舌上惡毒,無法治癒的惡瘡……

我的朋友啊,在如此的熱情下,你如何能分辨呢?

那些熱切追求絕望榮耀的孩子,

那個古老的謊言:為祖國捐軀的甜美與光榮。

歐文如同病理學家般精準地描繪這個氣體的效果。在一九一九年戰爭後,約翰.辛格.薩金特(John Singer Sargent)完成的有名畫作〈毒氣〉(Gassed)中,並沒有讓我們看到如此喪心病狂的恐怖。

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圖片來源:維基百科 Gassed (painting)
辛格.薩金特(John Singer Sargent)的畫作〈毒氣〉(Gassed)。(圖片來源:維基百科

他的大畫布上有排成一列行走的十一個人,除了帶頭的那人以外,其他人都蒙著眼睛,手搭在前面的人肩上或是背包肩帶上。在遠處,另有一列由穿著白色大褂的人領路的一群人。在這群受傷的人周圍,許多傷者躺在地上,有個人在喝瓶中的水,另一人則抓著自己包著繃帶受傷的眼睛。蒼涼平坦的遠景被畫布上的護理站打斷。似乎帶有油脂腐臭氣味般的太陽光,從綠色的天空照射下來。

在這幅畫中,很顯然有什麼東西不太對勁。它當然不是一個關於野餐會的畫作,然而整個景觀卻呈現一種奇怪的靜態,甚至帶有安息的意味。這些士兵看起來並沒有在受苦。他們身上看不到傷口,沒有疤痕或是燒焦的皮膚,也沒有流血;身上穿著的制服也很整齊。這裡看不到歐文所描述的窒息。

這幅畫是畫家在一九一八年夏天造訪法國之後完成的。戰爭末期所使用的氣體很可能是芥子毒氣,但那種病態的的綠霧又似乎暗示著氯氣。畫家清楚回應了官方強調軍人同袍關係的指示,但若他看到氣體攻擊後的景象,他也不可以將他所看到的畫出來。他巨大的遊行場景,陳列了人像拼圖般的金髮雅利安英雄—他們是社會中眾多婦人的兒子,他們的畫像可能使他變得富有—就像銀幕上的英雄電影一樣。

死亡的氣味

在帝國戰爭博物館頂樓光亮、通風又安靜的閱覽室中,我讀著從伊普爾來的家書,在其中找到同樣景色但不同色調的畫作。諾森伯蘭火槍團第五大隊的埃爾默.卡敦(Elmer Cotton)警長描述:

「周圍平坦的鄉間,覆蓋了五到七呎高由氯氣產生的帶綠白色蒸汽雲……之後我們經過了一個更衣站,有一打人靠牆站立著,全都中了毒氣,他們呈黑色、綠色和藍色,舌頭伸在外面,眼睛瞪視著。其中一兩個已經死了,其他人也差不多了,有些人從肺中咳出了綠色的泡沫。」

我在其他信件中讀到對這個新武器的困惑(步兵詹姆斯.蘭德爾形容它是「一條巨大的硫流」;《時代雜誌》對於伊普爾受到攻擊的首次報導中,則錯誤地把氯報導成一氧化碳)、對同盟軍的不備(陸軍中尉中校維維安.弗格森寫到,英國人用「蘇打中的雙碳水化合物來做解藥」);還有一位叫做艾利森.穆林努克斯(Alison Mullineaux)的加拿大護士,她照顧過兩位病人,「他們兩人的肺都被燒掉了」,連醫生都因為病人身上散出的氣體,而不得不到醫療室外去嘔吐。

氯氣刺鼻的特性從一開始就被注意到了。瑞典人卡爾.席勒是在一七七四年第一個分離出這種氣體的人,他注意到它的綠色、令人窒息的力量,還有在石蕊試紙和植物上的漂白效果。這是在他研究當時最重大的化學題目—確認是否所有的酸中都含有氧氣—時所獲得的發現。鹽酸(拉丁文中的鹽水)是一個謎。安托萬.拉瓦節甚至稱它為氫氯酸,認為它的酸度與氧氣有關。席勒在與酸有關的實驗中,成功取得了氯氣。然而,這並不證明沒有氧氣存在其中。一直到一八一○年,漢弗萊.戴維才確認席勒所分離出的氣體,真的是一種元素,藉著將鹽酸和他新發現的金屬—鉀—混合在一起,他從反應中只獲得氯化鉀和氫氣,裡面並沒有氧氣。

氯氣有和其他元素混合,形成有毒的新化合物的傾向,像是芥子毒氣。氯的這種特質,在早期也被人們注意到了。其中一種混合物是具高度爆炸性的液體—三氯化氮。當皮埃爾─路易斯.杜隆(Pierre-Louis Dulong)一八一一年首次製作出這種化合物,他付出了一隻眼睛和三根指頭的代價。安德烈─馬里.安培(André-Marie Ampère)對戴維發出危險警告,但戴維還是重複了這個實驗,結果他被爆裂的玻璃割傷了眼睛。

評論家約翰.羅斯金(John Ruskin)對平穩的氮氣和具爆炸性的氯化物兩者之間的對比感到震驚,他在一八六○年的論文〈給未來者言〉(Unto This Last)中,以它們做比喻。他的論點偏向物質的「意外性」,不贊成人們控制自己所擁有的物質:

我們進行與純氮有關的已知實驗,告訴自己這是種很好管理的氣體:但是,注意看!我們實際上必須處理的是氯氣;當我們以所知的原則來接觸它時,它將我們和我們的儀器都送上了天花板。

今天所熟知的危險氯化合物,是那些惡名昭彰的環境污染物。其中一些來自哈伯和他的同僚所做的研究。對「殺戮的更高形式」不斷地追尋,影響的不僅是人類。DDT就是這個研究的副產品,它作為殺蟲劑的效用是在尋找可能的戰爭媒介,在實驗室的昆蟲身上做實驗時發現並被認可的。DDT是氯代烴,一種化合物,其中碳鏈上的氯原子取代了氫原子。越戰中被用為脫葉劑並被稱為橙劑的除草劑,是另一個副產品。稱為氯氟碳化合物組的製冷劑氣體—氟氯碳化合物—又是另外的副產品。

雙面的元素

氯是具有雙面性的元素。在自然中它極為豐富,不比鹽在海水中的含量少,而且它對生命極為重要,是調節人體機能的重要角色。就像硫和磷一樣,在自然的組合下氯通常是安全的。但若它失去了控制,就可能會造成極大的傷害。氟氯碳化合物就是一個例子,它是著名的惰性化合物,起初被用來做為氣溶膠型噴進劑和製冷劑氣體的安全替代品。但在高高的平流層上,陽光剝除了它的氯原子,造成一種讓它在臭氧層中亂竄,並將臭氧層一個分子一個分子打破的化學循環。

然而,若能準確掌握氯的釋放量,氯氣可以對人們有益。我們並非是在戰場上才注意到氯嗆鼻的味道,而是在公眾游泳池裡,因為它被用作消毒劑;另外,我們也從廚房水槽下的漂白劑中聞到,或從醫藥櫃中一些像是TCP消毒水的配備,或是有異國情調的假日所吃的氯喹片中,感知氯的存在。據說第一次世界大戰軍隊飲用氯化水所救的人,比氯當作害人武器所傷害的人更多。

我非常感激一本不尋常的書,帶給我對氯氣特質的新見解。它實際上是本元素傳記,但更顯著的是,它是奇特的教學實驗之永久紀錄。倫敦大學學院有兩堂科學史的課,要大學生每個人都探索氯在「科學、醫藥、科技和戰爭」不同面向的樣貌。整個計畫進行了好些年,有些學生承繼了前輩的工作,一點一點增修改進,直到一本獨特的化學書完成為止。我從圖書館借回了那本書,卻從未把它打開。從它新鮮漂白的書頁上,我似乎聞到了氯的氣味,這是否只是我的幻覺?

書籍介紹

《週期表的故事:元素的奇妙生活,元素與人類的相遇》,八旗文化出版
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作者:修.艾德賽-威廉斯
譯者:成美夏、謝雯伃

作者本身是名化學家,同時也是元素愛好者。小時候在倫敦博物館第一次見到一張大週期表,每個原本應該填上英文縮寫和原子序號的空格,放著的竟是元素的真實物質。初次目睹各個元素的模樣讓他受到衝擊,自此瘋狂於元素的收集,在破壞電池、房屋、燈泡、錢幣、溫度計,也在到藥店、礦場、化學用品店蒐集元素的過程中,他逐漸瞭解了每個元素的秘密生活,它們與人類相遇的故事,以及在人類社會文化中被賦予的意義,或說它們的命運。

任何一個元素所獲得的文化意義,都來自它的基本屬性。特別是被技工挑選為原始原料的元素格外明顯。經過幾世紀甚或幾千年的錘煉和繪圖、鑄造和打磨,許多金屬元素被賦予屬於它們自己的意義。「技藝」這章解釋了為什麽我們視鉛為墳墓、視錫為廉價,而將銀視為處女般的天真純潔。

人類操縱元素不僅因為其用途,也是因為它們外觀帶來的純粹喜悅。「美感」這章為我們展示許多元素的化合物以及它們的光芒,是如何讓我們的世界色彩繽紛。最後,在「土地」這一章,作者記載了到瑞典旅行,發現某些地點如何成為許多元素的標記;還有些地方僥倖地因為一個元素的發現,而以元素成為它的標記。

元素是不屬於實驗室的,而是和我們每一個人緊密相連。週期表的故事是段與元素一起旅行的紀錄,它們的故事就是我們的故事,它們的生命與我們的生命不可分割。

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Photo Credit:八旗文化

責任編輯:朱家儀
核稿編輯:楊之瑜