在含铅汽油进入市场之前,被认为是其发明者的通用汽车公司的查尔斯·凯特林和小托马斯·米德格利在黑暗中跌跌撞撞了好几年,在这一过程中,他们明显缺乏对化学的了解,更显著的是,他们对几种辛烷值增加汽油添加剂的公共健康后果缺乏关注,而他们并没有成功地支持这些添加剂。就连他们在杜邦的企业主管和新泽西州标准石油公司的未来合作者都对此不以为然。但肯定能赚到钱。
这是一系列关于汽油历史的故事中的第九个故事。到目前为止,日航的技术报道主要集中在电动汽车的出现或重新出现上。反对电动汽车和充电基础设施的一个主要论点是,将两者纳入主流需要私人和公共行为者的大量投资,而这在美国在政治上通常不受欢迎。在这个由多个部分组成的系列中,获奖记者杰米·基特曼(Jamie Kitman)将展示一个多世纪以来,美国企业和政府实体如何就一个耗资巨大、复杂且致命的能源项目——汽油——进行合作。
“有一个问题是,通用汽车公司在考虑这个问题后,可能对汽车燃料状况及其结论进行了多彻底的调查,还有一个问题是,我们可以在多大程度上依赖他们结论的准确性。”
1918年11月13日,也就是结束第一次世界大战的停战协定签署两天后,杜邦前副总裁、现任通用汽车公司执行和财务委员会成员的J·阿莫里·哈斯凯尔(J.Amory Haskell)写信建议杜邦可能接管通用汽车的化学研究。由于政府的资助使作为战争努力一部分的转基因计划停滞不前,杜邦的战争扩展研究部门说,它在规模和化学知识方面超过了凯特琳的代顿金属制品实验室,这只是在说实话。
尽管没有任何授权的历史记录对其进行描述,但在实现其无处不在的汽油添加剂目标的过程中,代顿团队遇到了来自杜邦组织的稳定阻力,杜邦组织并不总是私下表示,认为凯特琳实验室在化学方面比从事危险化学研究的企业更粗心、更无知的观点。
甚至在收购代顿实验室之前,通用汽车就从凯特林那里得到了启示,坚决反对将研究工作移交给杜邦的建议,尽管爆炸和化学问题现在已成为通用汽车整个shebang的主要所有权。这家汽车制造商实验室的管理层甚至不愿意假装尝试杜邦倡导的耗时练习,也就是说,通过对发动机、燃烧基本原理和燃烧燃料的化学组成进行基础研究,对发动机爆震进行彻底的、在智识上严格的学术攻击。
这不是凯特林的方式。在战争之前、战争期间以及战争结束后的一段时间里,他曾自豪地支持所谓的爱迪生研究方法(“尝试一切,直到找到有效的方法”)。他的实验室并没有像他和他的继任者经常声称的那样进行知情的、有指导性的科学研究,而是专门从事随机实验,以找到合适的抗爆剂。
尽管通用汽车实验室只能继续做他们正在做的事情,但杜邦的重大监督仍然是未来的规则。通用汽车和杜邦是一体的,而杜邦就是其中之一。然而,由于杜邦是燃料研究领域的新手,而且凯特琳在皮埃尔·杜邦(Pierre DuPont)中很受欢迎,通用汽车(GM)更“有经验”但能力较弱的抗爆团队在很大程度上能够自说自话。就像学校自助餐厅提供的肉饼一样,他们的想法可能还不成熟,令人不快,但至少有很多。
凯特林在战后最初的目标是开发一种抗爆化合物,允许更广泛地使用煤油——比汽油更便宜,也更容易供应。煤油是石油工业早期增长的一个巨大驱动力,当用于照明时,由于电灯泡的出现,煤油的光线逐渐减弱。然而,这种情况在美国农场仍然很普遍,因为它们的电力系统由煤油发电机运行。
他的实验室与他和他的前辈们后来描述的那种专注、知情和有指导性的科学研究操作截然不同,它似乎只是偶尔出现,盲目地向墙上扔东西,试图找到一种抗爆产品,任何有效的抗爆产品。在通用汽车收购凯特琳后,这些做法并没有立即改变,但几年内,凯特琳的研究团队和所有了解他们的人都意识到,他们可能希望对这一问题施加更多的化学反应。在这个过程中的某个地方,也曾发生过这样的事情:一种可以“治愈”爆震的汽油添加剂可能会赚很多钱。
凯特林刚被任命为通用汽车研究实验室的负责人,杜邦首席化学家查尔斯·M·A·斯汀就开始接管他的抗爆项目。斯汀在给通用汽车老板威廉·克拉波·杜兰特的信中重申了杜邦为通用汽车解决燃料问题的提议。
Stine在1916成立了杜邦的有机化学系,除了他的实验室从他现在可能从通用汽车公司那里得到的任何合同中所能得到的明显的经济优势之外,他的建议是基于不合理的说法,即他的组织有着更深厚的科学基础和更好的设备。工作人员也更为慷慨。
斯汀熟悉通用汽车在燃料研究领域的工作,但对此并不感兴趣。他说,他不能凭良心倡导通用汽车提出的任何抗爆解决方案,除非有一个初步的倒退,以便对“燃气发动机运行的完整循环”进行更彻底的检查他警告说,这是一个尚未得到充分考虑的重要问题,而且“如果不花费大量资金,就无法解决”
这显然不是凯特琳的观点。正如K.W.齐默尔希德(K.W.Zimmerschied)所写,凯特琳觉得他不需要知道更多,他是一名冶金学家,后来升任通用汽车雪佛兰(Chevrolet)部门总裁。他不想重新发明轮子。他想要一个快速解决方案,“可以少量、方便地添加到汽油中的东西”,以阻止爆震。他已经准备好去市场,他只需要他所知道的所谓的“魔弹”。
今天,我们可以称他为悲剧,一个聪明的家伙,他犯了大错,很可能因此英年早逝。
尽管凯特林对自己新安排的沉重政治层面十分敏感,但他还是在1919年将化学能力(无论多么有限)可能超过自己、和蔼可亲的米德格利派往威尔明顿,以消除与杜邦雇用的主要化学头脑之间的任何对立观点。虽然没有取得明确的结果,但两家公司确实对它们的相对优势有了深入的了解——通用汽车在裂解石油方面做得更好,这要归功于代顿维持的半工厂规模的石油裂解器,而杜邦在了解爆炸过程方面具有一定的优势。杜邦再次提议,通用汽车应帮助支付其在发动机和燃料方面的研究费用,但凯特林表示反对。
如果没有别的,威尔明顿的旁观者们会对俄亥俄州通用汽车公司的同行们固执地追求发现一种抗爆剂是有好处的想法产生一种勉强的钦佩。
托马斯·米德格利1889年出生于宾夕法尼亚州的比弗福尔斯,他是一名大学生,年轻的同事经常回忆起他对烈性酒的喜爱,包括那些认为他发明了将杜松子酒与果汁混合的想法的人,这是当今最受欢迎的一种酒,以及相关的“螺丝刀”鸡尾酒,伏特加和橙汁的混合继续让许多新手派对迷们迷路。几乎没有独立证据表明米德格利在这一领域占据主导地位;还有几次回忆起他饮酒的日子,描述了通宵的酗酒和科学会议,在这些会议上,米格利的年轻客人会和他们的导师一起畅饮,然后试图解开科学界的谜团。
虽然有人可能会想,酒精对米德格利生活和工作的影响是否纯粹是良性的,但毫无疑问,螺丝刀(如果是他的话)是他著名的发明中唯一一个受到公众关注的。我们听过很多关于那些在死后成名的人的故事;米德格利摆出了矛盾的正面,他一生中受到尊敬,但在他死后很久就受到了辱骂,就他所知的程度而言。
这位机械工程师很快将获得化学工业的最高荣誉,他回忆道,他“在逃亡中”学会了这门科学大家都说,随着他在化学界地位的提高,他仍然很有风度。博伊德在他的许多回忆中总是用丰富的感情描写他,凯特琳称他为“我最伟大的发现”今天,我们可以称他为悲剧,一个聪明的家伙,他犯了大错,很可能因此英年早逝。
虽然可以推断他经常在自己的杯子里,但米德格利并不孤单,因为代顿的船员们都喝得很厉害。然而,他与博伊德和通用汽车实验室的其他研究人员一起工作了很长时间,他们后来还记得他在停止发动机爆震的伟大探索中,有条不紊地测试并消除了数千种化合物。或者可能是数百种化合物。或者可能只有几十个。证据倾向于支持较低范围的总体实验,但我们可能永远无法确定,因为关于铅汽油发现的许多令人崇拜的说法存在着激烈的冲突。
混乱是不可避免的,而且似乎是故意的,部分原因是缺乏书面证据,铅汽油的创造者留下来供公众审查。考虑到TEL对经济和环境的深远影响,在约翰·布莱尔(John Blair)的《石油的控制》(the Control of oil)、安东尼·桑普森(Anthony Sampson)的《七姐妹》(the Seven Sisters)、詹姆斯·里奇韦(James Ridgeway)的《能源文明》(Powering Civilization)或丹尼尔·耶金(Daniel Yergin)的《the Prize》(the Prize)等石油行业经典调查中。正如威廉·科瓦里克教授所观察到的,这并非毫无道理:
所有这些作品都有一个严重的缺陷,因为公共档案中几乎没有历史学家可能期望的关于四乙基铅发现量的详细文件。撰写托马斯·爱迪生1879年发明电灯或拉瓦锡1775年发现氧气原理的历史学家可以查阅数百本日常实验室笔记本和数千份关于他们研究对象的记录。
然而,凯特林和米德格利的实验室笔记本在任何档案中都找不到。正如科瓦里克和其他人所发现的那样,代顿团队称之为“铅日记”的数千页相关文件,以及乙基汽油公司董事会的会议记录,以及关于可能的抗爆替代品和工人医疗记录的大多数报告,都无处可寻。目前尚不清楚,在前通用汽车研究所(现在被称为凯特琳大学沙尔堡档案馆)的通用汽车档案馆中,哪些已经被删除,哪些从未被纳入。用一位与科瓦里克交谈的老研究所档案管理员的话说,通用汽车的主要档案已经“消毒”
因此,现代读者只能猜测。《文学文摘》1925年的一篇文章将测试的化合物数量定为2500个,而凯特琳和米德格利公司(Kettering and Midgley)在1927年出版的一本名为《乙基的故事》(the Story of Ethyly)的小册子中称,对33000个化合物进行了研究。另一次,米德格利声称对14991种元素进行了检测,而凯特林的前俄亥俄州化学教授F.O.克莱门茨(F.O.Clements)在其要求下被安置在转基因实验室,他估计进行了超过100000次实验。Ethyl公司的发言人拉尔夫·尚普林(Ralph Champlin)在未出版的历史中统计了143种抗敲除物的研究(以及31种可诱发敲除的物质的发现),而1980年Ethyl公司的一份声明将前者的数量调整为144种。差距之大几乎是可笑的,但这个问题仍然很重要,因为通用汽车对铅抗爆性能的发现后来会在大众媒体上大受欢迎,并在教科书中被引用为理性、有序的科学研究的典范,以寻求爆震问题的单一最佳答案。托马斯·休斯(Thomas Hughes)是一位关注技术史的知名学者,他在20世纪70年代就曾滔滔不绝地说,TEL的发现是“纯粹的,或至少是有意计划的研究的一个美丽的[例子]”,它弥合了所谓的爱迪生式(即尝试与错误)研究和现代指导研究之间的鸿沟。
由于凯特琳实验室的实验记录丢失,甚至有多少实验被进行的记录也存在巨大的矛盾,(没有一个“官方”统计费事去列举他们认为是研究的所有材料),精密科学似乎在某种程度上是1919年可能没有发生的事情。但是,在官方讲述的铅汽油故事中,实际情况与大致的笔划并不重要。毕竟,创造神话应该是一个成功的故事。我们要从许多实验的零散叙述中吸取的一点是:“我们尝试了一切,用尽了一切可能,才找到了唯一的真实答案!”
从上述统计中可以推断出的几十次、数百次或数千次失败中,很少有人被记录下来,但那些确实进入授权历史的失败是有目的的:使努力人性化,并强调最终结果的正确性。
故事从凯特琳的建议开始,那就是蔓生的红色杨梅,一种可以在冬天开花的地面花。他推测,也许因为它的红色,它能吸收更多的热量。没用。与碘相关的死胡同——再次变红——也被广泛记录。在这些相同的叙述中,我们了解到凯特林实验室如何再次错误地认为它在1919年1月30日触犯了pay dirt,当时研究人员T.A.Boyd发现了苯胺的止爆特性。通用汽车的雪佛兰分部制造了一辆测试车,其发动机的压缩比为7:1,而不是今天标准的4:1。它在普通汽油上以苯胺化合物的形式进行了氮强化,运行得很愉快。由于其更高的压缩比,它更强大,更快,但仍然能够提供百分之四十更好的燃油经济性相比,低压缩电机。
但我们又一次被误导了。因为虽然创造神话表明苯胺的明显缺陷会很快将其扔进历史的垃圾桶,但事实上,档案记录显示,凯特林曾大力倡导过苯胺,尽管它有着深远的局限性。事实上,在1月初,他敲响了一个假警报,告诉米格利,由于他说服通用汽车为所谓的铜冷却雪佛兰(Chevrolet)制造的新发动机的需求,抗爆研究应该在两周内完成,让“米奇”可以完成这项新任务,我们将看到,凯特琳觉得这更重要。
米德格利表示,他自己怀疑“人类,即使是将燃油经济性提高一倍,是否会忍受这种气味。”
尽管这项研究会再次出现,但苯胺让抗爆梦得以实现。在接下来两年的大部分时间里,当凯特林没有狂热地开发铜冷却发动机时,他会坚持认为,这种化合物是未来无爆震的关键,这种化合物是在他们的染料研究中偶然发现的,后来发现了含碘的假铅,现在很快获得了专利。他恳求杜邦参与苯胺的批量生产,而尚普林未出版的历史记录则指出,“生产和营销计划都经过了认真讨论。”
今天,我们最了解苯胺,一种通常从苯中提取的芳香胺,用于制造聚氨酯,用于家具泡沫和喷涂涂料。从历史上看,它被用于染料(现代化学科学和科学研究的伟大早期引擎)和二苯胺(无烟粉末的稳定剂)的制造,这两种用途都让杜邦频繁接触到它。
对人类来说幸运的是,斯汀和杜邦东部研究实验室的白衣人不愿意听从凯特琳的保证,扩大他们的苯胺生产设施。并不是说他们可能会在意,但我们今天知道,在汽车尾气中吸入用过的苯胺不会对健康有益。苯胺是一种燃烧时会冒烟的剧毒物质,EPA认定它可能是人类致癌物。众所周知,它会损害血红蛋白执行其重要功能的能力,通过血液系统输送氧气。
很明显,杜邦对苯胺的反对与公众健康无关,而是出于经济原因;该公司警告称,除了对生产必要数量的煤油所需的工厂进行巨额资本投资外,这种添加剂还会降低煤油供应,从而推高煤油价格。他们再次呼吁进一步研究基础知识。
尽管他们可能不了解这些健康细节,但苯胺的基本成分包括一些不那么微妙、甚至是明显的缺点,比如它对发动机和燃油系统的高度腐蚀作用,以及它闻起来像腐烂的鱼一样难闻。雪佛兰制造的高压缩测试车很快就赢得了代顿工程师的昵称,他们称它为“山羊”,因为它身后留下了可怕的苯胺气味。正如尚普林记录的那样,“米格利先生表示自己怀疑‘人类,即使是将燃油经济性提高一倍,是否会忍受这种气味’。”在苯胺失败后,据说米格利对整个抗爆事业感到失望。
在后来的回忆中,凯特琳承认苯胺的缺点,但他当时的私人信件显示,他对杜邦缺乏热情感到愤怒,并对斯汀没有意识到他试图用这种腐烂物质做什么的价值感到恼火。
凯特琳恢复了镇静,改变了策略。他将于1920年1月13日被任命为通用汽车副总裁。他安排在新年后不久访问威尔明顿,表面上的目的是达成一项联合研究协议。但斯汀私下认为凯特琳此行的真正目的是再次试图说服杜邦建造一座大型苯胺厂。除了他已经指出的担忧之外,斯汀还得出结论,凯特琳的苯胺专利很薄弱,很可能很快就会被取代。
更普遍地说,斯汀怀疑凯特琳实验室的任何研究和科学的有效性。正如他写给拉姆莫特·杜邦(Lammot duPont)的信中所说,“有一个问题是,通用汽车公司在考虑这个问题后,可能对汽车燃料状况和他们的结论进行了多彻底的调查,还有一个问题是,我们可以在多大程度上依赖他们结论的准确性。”
斯汀更喜欢的结果——两个商业重量级人物之间的合作研究合同,杜邦恢复其应有的领导地位——在凯特琳访问威尔明顿时再次被置于凯特琳之前。他拿走了
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