气体疗法与煤气灯:18-19世纪的奇妙探索 New

在科学探索的长河中,18 – 19世纪发生了一系列与气体相关的有趣故事,这些故事犹如一颗颗璀璨的明珠,镶嵌在人类进步的历史画卷上。

一、瓦特与气体制造设备

詹姆斯·瓦特(James Watt),这位伟大的发明家,在气体领域也有着独特的贡献。他的人造气体制造设备,从原理上看,基本上与煤气灯的供应设备相同,但它有一个特别之处——同时产生了其他类型的气体。而瓦特提取出的气体用途十分独特,不是像传统的那样用来点燃与照明,而是用于人们吸入。当时,英国和整个欧洲都在热火朝天地研究气体及其制造方法,瓦特的这一仪器无疑是其中的一抹亮色。

二、贝多斯与他的实验室诊所

(一)诊所的建立

在达尔文、约西亚·韦奇伍德残疾的小儿子托马斯、德文郡公爵夫人等人的支持下,托马斯·贝多斯(Thomas Beddoes)于1799年3月21日在布里斯托尔温泉区开设了他的实验室和诊所。这个诊所就像一块巨大的磁石,吸引了大量的患者前来寻求治疗。贝多斯深知在医疗界树立威望的重要性,所以在最初的时候,他并没有直接使用气体治疗的方法,而是采用传统疗法来为患者诊治。

(二)汉弗莱·戴维的加入

为了更好地开展研究工作,贝多斯聘请了年轻的化学学徒汉弗莱·戴维(Humphry Davy)来当实验室的负责人。戴维来自康沃尔郡,充满活力且对化学有着浓厚的兴趣。他们一起开始尝试用一氧化二氮进行实验,这些实验逐渐引起了广泛的关注,不仅涉及到了詹姆斯·瓦特,还有诗人塞缪尔·泰勒·柯勒律治以及罗伯特·索希(Robert Southey)等人参与其中。然而,这些实验也给贝多斯带来了意想不到的结果,那就是损害了他的声誉。

三、一氧化二氮带来的奇特体验

(一)制造与初次体验

他们通过加热硝酸铵晶体的方式,在瓦特的设备里制造出了一氧化二氮气体。当戴维第一次在实验中吸入这种气体后,他的反应十分惊人。他在实验室里“大喊大叫、跳跃、跑步”,动作变得“多变而带有暴力”,并且还感受到了胸部和四肢有非常舒服的刺激感。这种极度兴奋的状态让他和他的伙伴们看到了一种新的可能性,他们认为这也许是一种强有力的新疗法,可以恢复麻痹患者瘫痪的肢体或者激活像汤姆·韦奇伍德这样的残疾人。

(二)分享与沉迷

很快,他们就迫不及待地与朋友们分享了这项发现。吸气让他们放松,也可用来治疗患者。许多患者在使用后得到了缓解,至少是临时的精力充沛。戴维更是深深地迷上了这种气体,他把储存了气体的绿色丝袋搬到了自己的房间里,有时候晚上还会沿着雅芳河散步的时候去吸。在他的笔记本中记录下了陶醉中的幻觉:“我似乎觉得自己坚不可摧,成了个全新的超凡脱俗的人。”这种感觉就像是进入了一个梦幻般的世界,仿佛自己拥有了超能力一样。索希也对此感慨道:“天堂中的最高处,可能就充满了这种气体。”不止一个人表示经历过的快乐超出了以往任何时候。

四、一氧化二氮抑制疼痛的作用

戴维还注意到一氧化二氮具有抑制疼痛的感觉。历史学家迈克·杰伊(Mike Jay)指出,在戴维1800年写的《论氧化亚氮化学与科学的研究》一书中有一句话引起了极大的关注,这句话说:“在广泛的运用中,氧化亚氮能够抑制人们身体疼痛的感觉,它可能在外科手术中会很有作用,特别是当外科手术没有引起大量出血的时候。”

然而,如果在1800年时就有一种气体可以消除手术切割或拔牙时的可怕痛苦,为什么人类要等到1842年才首次在牙科治疗中使用麻醉法呢?杰伊给出了精彩的解答。首先,麻醉气体最明显的影响是让人变得轻飘飘,而不是无意识;其次,当时占主导地位的医学和宗教观点认为,经受痛苦是“‘自然的声音’,是生活的必要经历”,甚至是“使受创伤的患者保持一口气而需要的刺激”;最后,对外科医生来说,麻醉被认为是不必要的,甚至是一种侮辱,与“手术中的关键因素”格格不入——那些“关键因素”是“外科医生的技能和患者的勇敢”。直到19世纪40年代,随着技术的进步让更加复杂的手术成为可能,患者忍受疼痛的能力成为一个亟待解决的问题,麻醉才真正得到应用。

五、范妮·伯尼的悲惨经历

就在贝多斯和戴维研究氧化亚氮的时候,英国小说家范妮·伯尼(Fanny Burney)于1811年在没有麻醉的情况下接受了乳房切除手术。她在给姐姐埃斯特(Ester)写的一封著名信件中描写了这个过程,那简直是一场噩梦。她写道:“当可怕的钢刀割入乳房时,刀子割过静脉、动脉、肌肉、神经,我忍不住大声哭喊。我在手术的整个过程中发出不曾间断的尖叫……那是根本无法忍受的痛苦。”手术持续了整整20分钟,这20分钟对于她来说如同一个世纪般漫长。

六、瓦特设备的另一面:煤气灯的发展

(一)瓦特设备与煤气灯的关系

瓦特的气体制造设备一方面开辟了气动医疗的新领域,让人们得到治疗也得以放松;另一方面也促进了用煤气照明的大规模应用。威廉·默多克(William Murdoch)在1798年搬回伯明翰后,就与瓦特以及博尔顿合作,在城外建造了一座新的、先进的苏荷区铸造厂,继续他之前做过的气体照明研究工作。当时博尔顿和瓦特已经重组了博尔顿与瓦特有限公司。小詹姆斯证实说:“默多克的煤气提取机械连续多个晚上用于(铸造厂)照明……我们用不同口径的管道重复进行了大规模的实验,还采用了各种方法来过滤和净化(气体),以除去烟雾和气味。”

(二)法国的进展与影响

同父异母的兄弟格雷戈里在1801年末访问巴黎之后,消除了詹姆斯进入制造煤气灯设备领域的任何疑虑。因为在巴黎,一名男子不仅用煤气点亮了一盏灯,他还用煤气灯照亮了房子和花园,并且正在考虑用这个办法来照亮巴黎。法国人认为菲利普·莱邦(Philippe Lebon)是照明气体的发明者。莱邦在1792年加入了法国桥梁和道路部门,同年因为研究出了与蒸汽机有关的新发明获得了全国大奖。大约在同一时间以及后来10年的大部分时间里,莱邦都在研究通过燃烧锯末来获得气体,并在1799年获得了一项专利,是他称之为“热气灯”的气体提取器。这个设备的工作原理与瓦特的设备类似,都有放在火上加热的蒸馏器,连接着水箱用于过滤气体,还连接了煤气表,管道从煤气表通到要点亮的地方,在气体出口引火点燃。莱邦的专利不仅仅着眼于木材燃料,还指出了“煤、油、树脂、牛脂和其他可燃材料”。

(三)伦敦的煤气灯发展

来自巴黎的消息促使小詹姆斯要求默多克重振苏荷区的煤气灯开发。他们决定继续实验,打算把煤气灯用于在苏荷区铸造厂庆祝《亚眠条约》的签署活动中。博尔顿与瓦特有限公司投入了大量的资金和精力在煤气灯制造设备上。经过多年的努力,他们在乔治·李的家中安装了燃气照明,并于1805年照亮了飞利浦与李(Philips & Lee)的工厂,取代了油灯和烛光。曼彻斯特的棉纺厂安装了煤气灯后,虽然改善了工厂的工作条件,但也带来了一些负面问题,比如让业主能够无情地延长工作时间。例如在蒂尔兹利厂(Tyldesley),工人们每天工作14小时,大门在工作时间内是锁着的,工人不能随意进出,而且工作环境恶劣,连喝水都受到限制。

(四)煤气灯的普及与问题

尽管如此,煤气灯还是迅速在英国乃至世界范围内普及开来。但是,煤气灯的生产也带来了一些环境问题。供应这些管道天然气的工厂用石灰乳来过滤臭味。未经处理的煤气含有硫化氢,这种气体闻起来像臭鸡蛋且毒性很大。氨也是污染物之一,一氧化碳虽然没有气味但能致人死亡。气体化的固体,如煤焦油和煤烟可以通过过水进行过滤。石灰膏能去除有毒气体,但在过程中会被污染变成蓝色,被称为“蓝色比利”。作为一种铁氰化合物,“蓝色比利”释放出氰化物气体,闻起来有苦杏仁或杏仁糖的味道。将“蓝色比利”送去处理场的车经过街道时,其味道会让路人难以忍受。瓦斯水和焦油被倾倒在下水道里,进一步污染了溪流和河流。

然而,煤气灯的优点仍然让它在城市发展中占据重要地位。煤气灯比油灯更便宜、更明亮也更安全,它为城市的夜晚带来了光明,改变了人们的夜间生活模式。例如,弗雷德里克·阿尔贝·温泽(Frederick Albert Winsor)在伦敦推销分布式煤气照明的好处,到1807年,他给蓓尔美尔街(Pall Mall)安装了天然气照明,这是世界上第一条用天然气照明的街道。他还成立了一家公司——帝国与国家新爱国者光与热公司,将天然气输送到伦敦的公共和私人场所。不过,在推广过程中也遇到了一些质疑和挑战,比如汉弗莱·戴维就曾嘲笑这种想法,但最终煤气灯还是在伦敦乃至整个英国蓬勃发展起来,到1815年,“伦敦与威斯敏斯特公司”已经在英国首都铺设了30英里长的天然气管道。

总之,从18 – 19世纪的气体疗法探索到煤气灯的发展历程,我们可以看到人类在不断追求科技进步的过程中所经历的曲折与惊喜。每一次发现都像是打开了一扇通往未知世界的大门,虽然途中会遇到困难和误解,但正是这些探索推动了社会向着更加文明、便捷的方向发展。

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