化学工业助力农业

化学工业的出现，不仅解决了交通、穿衣等问题，更重要的是解决了粮食问题。人类普遍吃得饱，是在出现了化学工业之后。而这里面和吃饭最相关的两类化工产品，就是化肥和农药。

除了使用石油和煤作为原材料外，化学工业的另一个重要的原料来源，居然是空气中含量最高的氮气。1909年，德国科学家、化工专家弗里茨·哈伯（Fritz Haber，1868—1934）利用氮气和氢气直接合成了氨气，从此开创了化学肥料工业。不过合成氨刚被发明，很快便爆发了第一次世界大战，这项发明首先被用于制造炸药的原材料“硝酸铵”，以取代智利硝石“硝酸钠”。在“一战”期间，海上霸主英国封锁了德国的海上交通线，试图切断德国的硝石供应，没想到德国人在战场上的炮火依然猛烈，原来他们用硝酸铵替代硝石制作炸药。当时，德国的巴斯夫化学公司（BASF）能日产30吨硝酸铵，这让德国有信心将战争持续下去。哈伯也因此获得了“战争化工之父”的称号。

到了二战时期，原材料随处可得的硝酸铵成了制造炸药的必备原料，美国为了给自己和盟国提供军火，生产了大量硝酸铵。由于二战结束得比美国预想的快，二战后美国剩下一大堆硝酸铵无法处理，于是干脆倒在森林里做氮肥。不过一开始直接投放造成了严重的污染，最后美国人将这些硝酸铵再生产，变成无污染的化肥，才解决了这个问题。

哈伯因发明合成氨的方法而获得了1918年的诺贝尔化学奖。然而他并没有因此受到全世界的尊敬，相反，由于他在第一次世界大战中负责研制和生产德国的氯气、芥子气等毒气，造成近百万人伤亡，受到了美、英、法、中等国科学家的谴责，而他的妻子因此自杀。今天，全世界对哈伯的态度颇为矛盾。虽然他制造大规模杀伤性武器使得很多士兵丧生，但是今天粗略估算，他发明的制氨法所制造的氮肥，养活了这颗星球上大约1/3的人口。

在农业上，化学工业产品除了化肥和农用材料（比如塑料薄膜），最重要的则是农药。它和化肥一起，不仅让人类在20世纪解决了温饱问题，并且将农业劳动力在全球劳动力中的比例从一半以上降到了1/3以下。

人类使用农药的历史可以追溯到4500年前的美索不达米亚文明时期，当地人对农作物喷洒硫黄来杀灭害虫。后来，古希腊人又通过燃烧硫黄来熏杀害虫。15世纪之后，欧洲人先后用重金属物质、尼古丁以及植物提纯物除虫菊和鱼藤酮等做农药。这些农药不仅成本高，效果差，难以施用，而且对人的伤害很大。最早真正靠化学工业制造出来的有效杀虫剂是DDT（又叫滴滴涕，化学名为双对氯苯基三氯乙烷）。1939年，瑞士化学家保罗·米勒（Paul Hermann Müller，1899—1965）发现了DDT的杀虫作用，并且发明了它的工业合成方法。1942年DDT面市，当时正值二战期间，世界很多地区传染病流行，DDT的使用令疟蚊、苍蝇和虱子得到有效的控制，并使疟疾、伤寒和霍乱等疾病的发病率急剧下降。由于在防止传染病方面的重要贡献，米勒于1948年获得了诺贝尔生理学或医学奖。

DDT的第一大功绩是对于农业的增产作用。由于DDT制造成本低廉，杀虫效果好，而且对人的危害较小，因此很快在全世界普及。DDT等农药的使用对于农业增产立竿见影。二战后，希腊给橄榄树使用了DDT后，橄榄的收成马上增加了25%。DDT对其他农作物的增产，效果也同样明显。

DDT的第二大功绩是在全球范围内消除了传染病。二战后，印度等穷困落后、传染病流行的国家，靠使用DDT杀虫，有效地控制了危害当地人几千年、困扰欧洲殖民者几百年的源于昆虫传播的各种流行病（比如疟疾、黄热病、斑疹伤寒等）。仅疟疾这一种病，印度在使用DDT之后，患病数量就从7500万例减少到500万例。在其他第三世界国家，也取得了类似的效果。据估计，二战后，DDT的使用使5亿人免于危险的流行病。

1962年，DDT的使用让全球疟疾的发病率降到了极低值，世界卫生组织向世界各国建议，在当年的世界卫生日发行世界联合抗疟疾邮票，很多国家都这么做了，这是世界上有最多的国家共同参与的为一项发明发行邮票的活动。然而，也就是在这一年，美国海洋生物学家瑞秋·卡森（Rachel Carson，1907—1964）女士发表了改变世界环保政策的一本著作——《寂静的春天》（Silent Spring）。卡森在书中讲述了DDT对世界环境造成的各种危害。由于DDT的广泛使用，它完全进入到全球的食物链中。DDT不能被动物分解，因此在食物链高端的动物体内会形成富集，造成了鸟类代谢和生殖功能紊乱，使得很多鸟类濒临灭绝。如此一来，春天到来的时候，已经很难听到鸟的歌唱了，所以她把著作起名为《寂静的春天》。当然，DDT的受害者不仅是鸟类，也包括吃了受到污染鱼类的人类。《寂静的春天》一书促使美国于1972年禁止了DDT的使用。目前全世界有超过86个国家禁止使用DDT。不过，进入21世纪之后，人类对DDT的认识再次出现翻转，主要是认识到它在消灭非洲和其他贫困地区疟疾方面难以取代的作用。因此，国际卫生组织今天允许那些地区有限使用DDT杀灭疟原虫。DDT从发明到广泛使用，到被大范围禁止的过程，再到有限制地使用，不仅体现出化学工业的发展过程，而且反映出人类对于那些自然界原本不存在的人造物全面认识的曲折过程。

今天，虽然很多人一听到化肥和农药就本能地反感，但是它们在人类文明过程中的进步作用是不可否认的。从本质上讲，化肥和农药的使用，使得太阳能转化为食物的化学能的效率大大增加，使得人类可以用很少的耕地养活大量的人口，这在另一方面对环境也是一种保护。或许未来我们有比使用化肥和农药更好的增产方式，而这有赖于科技的进一步发展。