本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定反映《大众科学》的观点
关于16世纪的丹麦天文学家第谷·布拉赫,人们喜欢引用两个历史琐事。第一个是他在1566年的一次决斗中失去了一部分鼻子——争端是关于一个数学公式,而不是像通常情况下那样为了一个女人,尽管争吵发生在婚宴上——并且制作了一个金属假鼻子来代替,他在公共场合把它绑在头上。
第二个是他死得很奇怪。根据约翰内斯·开普勒——当时是布拉赫的门生——的第一人称叙述,布拉赫与丹麦皇帝共进晚餐,并在用餐中途非常想小便。但在皇室面前离席是不礼貌的。回到家后,他发现排尿既困难又痛苦。他的膀胱破裂,几天后就去世了——也许是历史上唯一一个因讲礼貌而死的人。
真是这样吗?在一个直接出自经典谋杀之谜的情节转折中,在过去的一个世纪左右,一直有传言说这位著名的天文学家实际上是被谋杀的。嫌疑人包括布拉赫的远房表亲埃里克·布拉赫,据说他是代表丹麦国王克里斯蒂安四世执行的谋杀——显然他怀疑第谷·布拉赫与他的母亲有染。
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第二个可能的罪魁祸首是开普勒本人——是的,就是那个后来制定了行星运动定律的人。理论认为,开普勒渴望更充分地获取他导师广泛的天文观测目录,所有这些都在布拉赫去世后被他继承。荣耀!财富!在历史上最伟大的天文学家万神殿中占有一席之地!谁不会被诱惑偷偷给他们的导师服用致命剂量的汞呢?
是的,这似乎令人难以置信地牵强,但这些传言是基于1901年对布拉赫挖掘出的遗骸进行的尸检,尸检在他的胡须中发现了汞的痕迹——并且没有发现肾结石的证据,肾结石是16世纪物理学家在布拉赫死后立即检查他的遗体时记录的表面死因。
但是,丹麦和捷克科学家的一项新分析表明,这个传说好得令人难以置信,布拉赫很可能确实死于尿毒症和膀胱破裂。至于那些有毒的汞含量,可能是来自布拉赫的金属鼻子。
汞,或俗称水银,是一种过渡金属,是标准室温下呈液态的五种元素之一。坦率地说,就元素而言,它非常可爱,它的美丽掩盖了其致命的本质——名副其实的l'element fatale(致命元素)。
它曾被用于伊斯兰西班牙的装饰性水池和喷泉,亚历山大·考尔德在为1937年巴黎世界博览会的西班牙馆建造水银喷泉时,重新使用了这种做法。(那个喷泉仍然在巴塞罗那展出。)
在人们充分了解其毒性之前,历史上汞一直被用于治疗各种疾病。古代中国肯定知道它;据信,中国的第一位皇帝秦始皇因服用汞丸而发疯并被杀死。具有讽刺意味的是,他服用汞丸是为了实现永生,传说他被埋葬在一个包含流淌的汞河的陵墓中,以代表中国的河流。
古希腊人在药膏中使用汞,它也进入了罗马化妆品。
在中世纪的炼金术士中,汞是将贱金属转化为黄金的必需元素(炼金术士从未实现这一点,但嘿,他们一直抱有希望)。在1800年代,它被用来治疗梅毒(有时会杀死预期的患者),以及治疗便秘、抑郁症和牙痛。在20世纪初,儿童每年都会服用汞作为泻药和驱虫剂。
它也被用于提炼金银矿石,巴西亚马逊盆地的金矿工人仍在实践这种方法。在现代,它被用于冷却核反应,作为牙科汞合金的成分,在数字温度计出现之前,这些设备都装满了汞。
你知道“疯如帽匠”这句话吗?它很可能出现在18和19世纪,当时用于制作海狸毡帽的毛皮浸泡在汞化合物中,以将毛皮与兽皮分离并将其毡合在一起。这种溶液会产生有毒蒸汽,对毡帽行业的工人产生不利影响。中毒会导致颤抖和口齿不清,这些症状被归为“帽匠病”。
汞的最有效形式是二甲基汞,一种神经毒素,可以轻易穿过血脑屏障,即使在极少量(约十分之一毫升)的情况下也可能致命。
这种化合物会损害中枢神经系统、肾脏和内分泌系统,长期或大量接触会导致脑损伤和死亡。在大多数情况下,它的影响是累积的;通常,当注意到它的影响时,拯救受害者为时已晚。
无论你怎么看,汞中毒都是一种糟糕的死法,我们不希望我们最喜欢的天文学家遭受这样的命运。早在2010年,前面提到的捷克和丹麦科学家决定彻底平息中毒传言,并最后一次挖掘了布拉赫的遗体。
研究人员从布拉赫的胡须、骨骼和牙齿中提取了样本,并使用三种不同的化学方法来测量汞浓度。他们的结论是,胡须和骨骼中的汞含量不足以导致这位天文学家的死亡。(牙齿的分析尚未完成。)
至于布拉赫的假鼻子,通常被描述为由金银制成,但研究人员发现,实际上,它是用黄铜制成的,这是基于最新分析揭示的铜和锌的痕迹。
既然科学家们已经澄清了布拉赫死亡之谜,也许他们可以看看这位天文学家的宠物驼鹿的死亡。是的,布拉赫养了一只麋鹿作为宠物,但据说这只动物在一天晚上的晚餐时喝了太多啤酒,从楼梯上摔下来死了。这一定是掩盖真相的说法,对吧?
科学已经开发了各种工具和技术,我称之为历史法医学:生物碱毒物测试(用于检测奎宁、吗啡、士的宁、阿托品和鸦片);使用光谱仪进行光谱分析;以及使用超速离心机按质量分离颗粒,从而可以精确测量复杂蛋白质的分子量。在1950年代,紫外和红外光谱法,以及X射线衍射和气相色谱法,发现了法医应用,在1966年,科学家们引入了傅里叶变换红外光谱法和原子吸收光谱法。
去年,研究人员利用布鲁克海文国家实验室同步加速器光源的强X射线束分析了从15世纪皇室成员的腐烂尸体中采集的头发样本:阿拉贡的费迪南二世(一个中世纪王国,现在是现代西班牙的一部分)和伊莎贝拉(那不勒斯公主和米兰公爵夫人)。
有间接证据表明,汞中毒可能导致或促成了他们的死亡。费迪南的死亡标志是发烧、疲劳和血性腹泻。伊莎贝拉也患有反复发烧,并死于水肿,全身肿胀。当时,汞被用作治疗皮肤病的药物,费迪南和伊莎贝拉都接受了相应的治疗——费迪南最有可能接受了梅毒治疗。使用布鲁克海文设施的国际团队在伊莎贝拉死后20天内的头发中发现了汞含量升高,而费迪南的头发在死前15天内的汞含量非常高。
科学仍在为我们提供测试毒药等化学物质的新方法,并解决各种未解之谜——或者只是澄清一些挥之不去的谣言,比如关于拿破仑·波拿巴在圣赫勒拿岛被监禁期间被狱卒毒死(而不是死于胃癌)的谣言。
拿破仑头发的样本确实显示出高含量的砷,但是,就像土壤中的毒药渗入挖掘出的尸体一样,这不一定是蓄意投毒的结果。
砷被用于许多东西,包括作为拿破仑去世时一些壁纸中的颜料。将这种壁纸放在潮湿的环境中,就会形成有毒霉菌,从而将亚砷酸铜颜料转化为有毒蒸气。
物理学家在1982年使用X射线荧光光谱法测量了圣赫勒拿岛长木屋拿破仑住所壁纸中铜和砷的含量,发现有足够的砷至少可以通过加剧现有病情来加速这位被流放的皇帝的死亡,尽管它不太可能直接导致他的死亡。
长期暴露于那种壁纸可能解释了拿破仑遗骸中发现的高含量砷,以及他的遗体在岛上埋葬了20年后才被挖掘出来并转移到最终安息地的事实。
在2008年春天,另一组物理学家前来救援,以彻底解决这个问题。他们使用了意大利国家核物理研究所(INFN)的一个小型核反应堆,该反应堆旨在探测Cryogenic Underground Observatory for Rare Events的中微子。只不过这次科学家们没有测试中微子,而是使用该机器研究拿破仑保存的头发样本中的粒子。
他们检查了从波拿巴一生中四个时期采集的头发样本——当他还是个男孩时、流放到厄尔巴岛期间、他去世的那天以及他去世的第二天——以及他儿子和妻子约瑟芬皇后的头发。中子活化表明,所有头发样本——包括对照样本——都含有砷的痕迹。
虽然含量相当高,但显然对于当时来说,这并非异常高:大约200年前采集的所有头发样本的砷含量都比今天采集的人的头发样本高约100倍。而且在拿破仑去世前不久,砷的含量没有显着增加,如果他是被注射了致命剂量,就会出现这种情况。
因此,拿破仑的卫兵和约翰内斯·开普勒都已被科学证明无罪。尽管如此,至少有一个疑似砷中毒的历史案例被证明是真实的,法医科学家确定,著名的赛马法拉利在摄入大量砷后死亡。接下来他们会告诉我们有人毒死了海饼干,或者也许是布拉赫醉酒的宠物驼鹿。