書評:微小的空氣傳播威脅以及人類面對它們的勉強

卡爾·齊默的新書深入探討了空氣生物學以及人類似乎不願面對空氣傳播威脅的原因

A dandelion being blown off the stem

Buena Vista Images/Getty Images

非小說

空氣傳播:我們呼吸的生命的隱秘歷史
作者:卡爾·齊默。
達頓出版社,2025年(32美元)

我們周圍的空氣比我們可能願意想的更有生命力。看似空虛的間隙實際上是一個廣闊的生態系統,其中充滿了產生生命的細胞,從真菌孢子到植物花粉,以及微小尺度的生物。我們呼吸進出生物的河流,直到 COVID-19 的破壞提醒我們人類與所謂的空氣生物群落之間錯綜複雜的親密關係,我們常常在沒有太多意識的情況下這樣做。


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記者卡爾·齊默在他的最新著作《空氣傳播:我們呼吸的生命的隱秘歷史》中解釋說,直接觀察空氣中生命的困難長期以來使對它的研究籠罩著神秘色彩,並使其知識體系保持慣性。將大氣環境視為棲息地的空氣生物學家有時會感嘆其生物多樣性的不可見性。但該領域並非總是如此不被重視。

空氣曾經統治著西方科學。齊默描繪了生物學和醫學知識的變遷,其中狂野的、異議的信仰可以變成公認的科學事實,然後又回到默默無聞的狀態。瘴氣理論可以追溯到公元前五世紀希波克拉底的著作,它透過敘利亞僧侶的儲存勞動得以倖存下來,成為中世紀歐洲流行的疾病解釋。“壞空氣”從汙穢的腐爛物中散發出來,侵入人體並擾亂體液,引起從霍亂到肺結核的疾病。該理論一直持續到 19 世紀,當時包括弗洛倫斯·南丁格爾在內的衛生改革家試圖透過更換醫院的床上用品和開啟窗戶以去除腐敗的氣味來預防疾病。

然而,細菌理論正在興起。在安東尼·範·列文虎克在 17 世紀後期對顯微鏡進行創新之後,科學家可以更容易地觀察到無處不在的微生物,包括空氣中的微生物。在 19 世紀後期,路易斯·巴斯德專注於展示微生物的傳播距離;他甚至爬到阿爾卑斯山採集空氣樣本。新興的傳染病學家認為,細菌而不是煙霧引起疾病。

這種發展讓醫學界感到懊惱,他們將傳染病學家稱為“飲用水信仰”,並駁斥了弧菌是霍亂流行的幕後黑手的證據。齊默將 1880 年代細菌理論家羅伯特·科赫和瘴氣理論家馬克斯·馮·佩滕科弗之間的長期、激烈的、最終悲慘的爭論設定為導致空氣生物學在現代醫學中衰落的對決。

但從突出地位的衰落並不意味著對空氣傳播感到好奇的科學家的終結。齊默以詳盡的細節和令人印象深刻的廣度,記錄了一個幾乎失傳的科學的多代復興。在 20 世紀初,當美國農民遭受小麥鏽病造成的災難性作物損失時,美國政府開始對孢子的空中範圍感興趣。植物病理學家弗雷德·邁耶,一位前西瓜專家,領導了這項研究,有時與查爾斯·林德伯格和阿梅莉亞·埃爾哈特合作,用高空飛行的培養皿捕獲空氣樣本。

邁耶的領導地位最終將由威廉·弗斯·威爾斯繼承,他是一位前飲用水衛生科學家,他將他試圖用過濾後的卵再生牡蠣種群的方法改造為用於捕獲病原體的空氣離心機。很大程度上是威爾斯和他的妻子米爾德里德(一位醫生和流行病學家)的不懈努力,推動了空氣傳播生命科學在 20 世紀的發展。對於威爾斯夫婦來說,這條道路並不容易,因為醫學界不歡迎病原體在不易控制的條件下在空氣中長距離傳播的想法。

但是,正如齊默巧妙地展示的那樣,一個瞬息萬變的世界使得空氣生物學的復興似乎是註定的。第二次世界大戰、冷戰和 9/11 後的時代助長了對敵人可能無處不在的偏執,還有什麼比看不見的空氣傳播毒素和病毒更可怕的呢?這些恐懼導致了全球範圍內對空氣釋放生物武器的實驗以及更大、更可怕的“感染機器”的創造。齊默寫到了令人不安的接觸致命病原體的情況,這些情況並非總是故意的或自願的。

事實證明,對人造生物武器擴散的擔憂不如對自然發生的疾病(如 21 世紀初的 SARS 和 H1N1 爆發)的擔憂那麼有道理。經濟和社會快速全球化以及人口稠密的城市擴張,只會使對空氣傳播病原體的研究更加迫切。

然而,即使 DNA 測序的可用性和改進的計算機模型幫助證實了空氣傳播途徑的現實性,但當局似乎常常不願解決這個問題。齊默將威爾斯夫婦面臨的制度性障礙與最近 COVID 大流行期間自稱為 36 組的桀驁不馴的科學家所面臨的挑戰聯絡起來:世界衛生組織的不一致和缺乏明確性,以及政治壓力。《空氣傳播》展示了與空氣中無邊無際的看不見的微生物和諧共處是多麼困難,但齊預設為,對我們生存的更大威脅可能來自我們自身的封閉思想。

Cover of the book Air Borne

Pitchaya Sudbanthad 是小說《曼谷覺醒於雨中》(Riverhead,2019 年)的作者,該小說被《紐約時報》和《華盛頓郵報》評為年度 Notable Book。

更多作者:Pitchaya Sudbanthad
大眾科學 Magazine Vol 332 Issue 2本文最初以“空氣中的恐懼”為標題發表在《大眾科學》雜誌 第 332 卷第 2 期(),第 86 頁
doi:10.1038/scientificamerican022025-1ZOHaDfvxrfeBDAjJLZ9xA
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