1947年5月，以深度分析著稱的期刊《科利爾》（Collier‘s）推出一個特別專題：“人與原子：揭開一個黃金時代”。在這一欄目下，有科學(xué)記者阿爾弗雷德·梅塞爾（Alfred Q. Maisel）撰寫的一篇題為《醫(yī)療紅利》的文章。文章配了一張引人注目的拼合照片：一位男子從輪椅上站起來，在蘑菇云的輻射環(huán)繞下欣喜若狂。這不是諷刺性質(zhì)的畫面，這篇文章意在盛贊原子能即將帶來的醫(yī)學(xué)益處?！霸訌椦芯康氖讉€良性結(jié)果，已經(jīng)成為醫(yī)學(xué)科學(xué)家的新工具，有望治愈迄今為止不可治愈的疾病（癌癥的代名詞）。會有失敗的情況，但工作剛剛開始，研究人員普遍充滿希望?！边@希望從何而來呢？放射性同位素。正如梅塞爾所解釋的那樣：“因為對于科學(xué)家來說，在與疼痛和死亡的永久戰(zhàn)斗中，放射性同位素是強有力的工具，它甚至可能是撬開一扇曾經(jīng)緊閉著的大門的手段，由此理解生命的內(nèi)在進(jìn)程?！?/p>

《科利爾》雜志中《醫(yī)療紅利》一文的配圖

對于放射性同位素的治療力量，這種樂觀主義想法是對四十年來致力于將放射性用于治療這一承諾的更新和強化。居里夫婦在1898年發(fā)現(xiàn)了鐳，臨床醫(yī)生在20世紀(jì)初年開始使用（部分地沿著X射線醫(yī)學(xué)使用的模式）。醫(yī)生們用鐳來治療從痤瘡到痔瘡的不同疾病，但其主要醫(yī)療用途是用于癌癥，作為手術(shù)療法的替代或補充。它的治療價值沒有受到權(quán)威部門的嚴(yán)格監(jiān)管。在20世紀(jì)20年代出售的許多藥劑中，鐳都是成分之一，包括一種名為“鐳釷水”（Radithor）的流行藥，這種藥曾經(jīng)讓有錢的社會名人伊本·拜爾斯（Eben M. Byers）中毒身亡。鐳也進(jìn)入工業(yè)領(lǐng)域，導(dǎo)致其價格在第一次大戰(zhàn)期間達(dá)到每微克180美元。它在熒光噴涂料中得到廣泛使用，這讓醫(yī)生們認(rèn)識到攝入鐳造成的危害。給表盤做噴涂的年輕女工的死亡悲劇，讓人們明白鐳的危險就在身邊。

在20世紀(jì)30年代，人工制造的放射性同位素（最初從小中子源、而后從回旋加速器中獲取）迅速地被用于醫(yī)學(xué)研究和治療。同位素是主元素下的不同變體，其中子數(shù)量不同。穩(wěn)定同位素的質(zhì)量不同，但是不會衰變。放射性同位素（也稱為放射性核素）在化學(xué)成分上與其他同位素相同，但是它不穩(wěn)定并且會衰變，釋放出可檢測到的輻射。一些放射性同位素是天然出現(xiàn)的，另外一些放射性同位素則可以采用以中子或其他粒子撞擊元素的方式人為地生產(chǎn)出來。

在伯克利，對放射性同位素的研究與實驗性治療攜手并進(jìn)——從放射鈉和放射磷開始。物理學(xué)家歐內(nèi)斯特·勞倫斯（E. O. Lawrence）在1934年宣稱，在他的伯克利實驗室中生產(chǎn)的放射鈉，其性能“優(yōu)于那些治療癌癥的鐳”。鈉-24 可以用食鹽制造出來，這使得其成本非常之低。在1936年，約瑟夫·漢密爾頓（Joseph Hamilton）給白血病患者服用鈉-24。盡管這些患者的狀況沒有改善，但是也沒有出現(xiàn)不良效果?；谶@些臨床試驗中明確顯示出的安全性（或者說，至少沒有中毒癥狀），漢密爾頓啟動了一項更大規(guī)模的關(guān)于人體對鈉吸收程度的研究：讓健康的實驗對象服用鈉-24，作為一種示蹤劑。絕大多數(shù)實驗對象，包括漢密爾頓本人，要口服80-200微居里（同位素的質(zhì)量單位）的放射性鈉。實驗對象一只手上拿著蓋革計數(shù)器（對輻射進(jìn)行測數(shù)），另一只手拿起放射性鹽溶液飲下。幾分鐘以后，放射性活動會出現(xiàn)在手上：在人體攝入放射性鹽溶液后，蓋革計數(shù)器上的輕微咔嚓聲會體現(xiàn)人體中的放射性活動，這被當(dāng)作“吸收的指標(biāo)”。類似的展示成為勞倫斯在全國進(jìn)行巡回公共演講的內(nèi)容，他本人把這些展示說成是“雜?！?。

……

臨床醫(yī)學(xué)上日益增加的對放射性同位素的需求，被“曼哈頓計劃”所打斷——該計劃讓那些以回旋加速器為基礎(chǔ)的物理學(xué)重新以原子能的軍事用途為導(dǎo)向，為生產(chǎn)钚而建的核反應(yīng)堆，使工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)放射性同位素成為可能。但是，只有特定的軍事人員和科學(xué)家才知道它們的存在。在戰(zhàn)后，曾經(jīng)在“曼哈頓計劃”中工作過的科學(xué)家們游說政府從軍事控制下“解放原子”，以便讓民用科學(xué)、醫(yī)學(xué)和工業(yè)從中受益。放射性同位素分配計劃，變成了原子能的民用新取向的第一份宣言。

在日本施放原子彈爆炸造成的可怕的人員傷亡，并沒有減少風(fēng)行當(dāng)時的新希望：放射性材料這一新資源會給醫(yī)學(xué)帶來突破。如果說有任何影響的話，那便是原子能的新規(guī)模提高了人們的期望值。正如醫(yī)學(xué)物理學(xué)家羅布利·埃文斯（Robley D. Evans）在1946年的《大西洋月刊》上發(fā)文斷言（并沒有證據(jù)）的那樣：“清楚的事實是，僅通過醫(yī)學(xué)進(jìn)步，原子能拯救的生命數(shù)量已經(jīng)超過在廣島和長崎被奪走的?！贝文?，眾議員埃弗雷特·麥金利·德克森（Everett M. Dirksen）說服美國國會撥款500萬美元給美國原子能委員會（The United States Atomic Energy Comission，簡稱AEC）用于癌癥研究，因為放射性材料構(gòu)成“整個癌癥問題的關(guān)鍵點”。正如他指出的：“如果我們要在原子能領(lǐng)域花費數(shù)億美元來完善一種致死手段，那么何不用這筆錢中小小的一部分來開發(fā)一種保護(hù)生命的工具?！狈派湫酝凰厮坪鯙榇輾缘厥褂迷幽芴峁┝艘环N自我救贖方式。

用同位素治愈癌癥的希望，基于同位素能對特定腫瘤定位并能進(jìn)行體內(nèi)輻射這一想法。1947年報道的一樁轟動性個案，讓這一期待得到加強。一名被診斷患有甲狀腺癌的患者，盡管在二十年前因為甲狀腺亢進(jìn)而切除了甲狀腺，還是被使用碘-131進(jìn)行治療。放射性碘定位出若干個甲狀腺腺癌的轉(zhuǎn)移性癌細(xì)胞，多個腫瘤因此被探測到，而且這些腫瘤隨著時間的推移在變小。正如梅塞爾在《科利爾》雜志上的那篇文章中所說的：“B先生的個案，是很久以來醫(yī)學(xué)界最充滿希望的事情，因為它展示了原子能的兩個用處：作為示蹤探測器及體內(nèi)醫(yī)療子彈，在整個美國的實驗室和醫(yī)院當(dāng)中，許多不同方式的應(yīng)用在涌現(xiàn)?！?/p>

第二次世界大戰(zhàn)后，“曼哈頓計劃”的設(shè)施被轉(zhuǎn)移到一個新設(shè)立的民用政府機構(gòu)“原子能委員會”的管轄之下。原子能委員會負(fù)責(zé)和平時期的原子能開發(fā)，以及繼續(xù)制造核武器。甚至在新機構(gòu)成立之前，“曼哈頓計劃”的領(lǐng)導(dǎo)人就決定讓其原來的大型反應(yīng)堆（橡樹嶺的X-10反應(yīng)堆）變成一個生產(chǎn)放射性同位素的設(shè)施，其目標(biāo)是供應(yīng)民用機構(gòu)的需求。1946年8月，第一批放射性同位素從橡樹嶺運出來。到1955年，美國原子能委員會已經(jīng)向國內(nèi)外購買者發(fā)送了近6.4萬件放射性同位素——這些產(chǎn)品被發(fā)往實驗室、醫(yī)院和公司。這一數(shù)字要比最終端的用戶數(shù)量低出許多倍，因為許多批量出貨都發(fā)給了批發(fā)公司，而這些公司制作放射性化合物以及放射性藥物用于零售。同位素部門負(fù)責(zé)人估計，僅在1956年一年，就有5萬件放射性同位素貨品達(dá)到最終用戶手上。在美國原子能委員會計劃的第一個十年期間，超過1萬份公開發(fā)表的科學(xué)研究成果的取得，使用了放射性同位素。這些放射性同位素絕大多數(shù)來自橡樹嶺反應(yīng)堆，那曾經(jīng)是“曼哈頓計劃”的一部分。

工人們向橡樹嶺的X-10反應(yīng)堆裝鈾燃

使用放射性同位素，可以有兩種方式。（1）與鐳一樣，它們可以用作輻射源，例如癌癥治療。（2）更具創(chuàng)新性的是，放射性同位素可用作分子示蹤劑。許多領(lǐng)域的生物學(xué)家使用放射性同位素來追蹤關(guān)鍵分子的運動和化學(xué)轉(zhuǎn)化，描繪貫穿細(xì)胞、有機體、生態(tài)群落的物質(zhì)和能量循環(huán)。放射性同位素能讓科學(xué)家看到以前看不見的分子過程，所以也經(jīng)常被拿來與顯微鏡相比較。美國原子能委員會1948年的半年度報告強調(diào)了放射性同位素的革命性特征：“作為示蹤劑，它們證明了這是自17世紀(jì)發(fā)明顯微鏡以來最有用的新研究工具，事實上，它們代表了所有科學(xué)進(jìn)步中最罕見的東西：一種新的感知模式。”

我自己在從事歷史研究時，也把同位素當(dāng)成“示蹤劑”。我在《原子的生命》（Life Atomic）一書中，把放射性同位素作為歷史示蹤劑，分析它們?nèi)绾伪灰肟茖W(xué)研究系統(tǒng)、如何傳播，以及造成了哪些科學(xué)新發(fā)展。我跟蹤在美國和世界各地的政府設(shè)施、實驗室和醫(yī)院里放射性同位素的行蹤，用這種方式，讓二戰(zhàn)后圍繞著生物學(xué)和醫(yī)學(xué)的政治及認(rèn)識論為人所見。從在分子意義上認(rèn)識生命這一問題而言，放射性同位素是戰(zhàn)后時期認(rèn)知探求中的關(guān)鍵性因素。我將以若干個案為例來闡述美國政府對放射性同位素的供應(yīng)，給二戰(zhàn)后的科學(xué)研究帶來多么大的影響。

本文摘自《物質(zhì)、物質(zhì)性與歷史書寫》第五講，有少量刪改，標(biāo)題為編者所擬，澎湃新聞經(jīng)出版方授權(quán)刊載。

《物質(zhì)、物質(zhì)性與歷史書寫》，劉東/主編 【德】薛鳳、【美】柯安哲/主講 吳秀杰、王蓉/譯，上海人民出版社·世紀(jì)文景，2025年1月版