「橡胶热」的中心是麻州波士顿北方的小镇塞勒姆。一八二五年,一名年轻的塞勒姆企业家从巴西进口了五百双胶鞋。十年后,进口的数量已经超过四卜万双,相当于每四十名美国人就有一双胶鞋。亚马孙河口小村落的村民,依照波士顿商人的指示,制造了上千双胶鞋。添入橡胶的服装不仅现代 、高科技,而且令人兴奋—-这是完美的城市用品。民众纷纷涌进店里抢购。
橡胶产品的失败是必然的,不透水的胶鞋与胶衣显然噱头更重于实质。橡胶产品用起来就是不太对劲。天气寒冷的时候,胶経变得脆而易裂;天气炎热的时候-胶鞋会融化。冬天结束的时候,把胶鞋收进橱柜里,等到秋天时拿出来一看,鞋子已经变成黑色的胶泥。这些胶泥臭不可闻,最后只好将这些鞋子埋在自家的花园里。曾担任参议员与国务卿的韦布斯特一很喜欢讲述人家送他胶大衣与胶帽的故事。他在某个寒夜穿上大衣与帽子,当他抵达目的地时,发现大衣已经僵硬,只好把大衣立在前门外的大街旁,并且把帽子搁在大衣上。一名评论者日后写道:「我们当中一些优雅的绅士应该还记得自己念大学的时候,在寒冷的夜里,坚硬的胶鞋往往成了斗殴时的最佳武器。」民众纷纷要求退货,许多人不愿再使用橡胶制品。
就在橡胶遭民众拒用之前,一八三三年,一个名叫固特异的破产商人开始对橡胶产生兴趣并且沉迷其中。固特异的商人嗅觉促使他开始寻求资金来源以从事橡胶事业,而在此同时,市场上的资金正大举退出这个领域。固特异才刚宣布自己要生产不受温度影响的橡胶后不久,就因债务问题入狱。在狱中,他还是锲而不舍,以滚动大头针的方式将橡胶捣碎。他不因自己毫无化学知识而气馁,相反地,他似乎有着源源不断的决心。有四年的时间,固特异一直游荡在美国东北部,饱受贫穷之苦,妻儿也跟着他过着饥寒交迫的生活,而他也不断躲避债主,不断典当财物来维持生活。
他持续随机混合有毒的化学物质,希望能让橡胶更为稳定。固特异家住过史泰登岛的一处废弃橡胶工厂,住过麻州一处废弃橡胶工厂,也住过康涅狄格州一处名叫所多玛丘名字就可以知道这是什么样的地方〔编按:所多玛为《旧约圣经》中所载之城市,意为「罪恶之地。」〕)的简陋木屋。他们还住过麻州一处二手的废弃橡胶工厂里。有时房子没有暖气或粮食,固特异的两个孩子因此死亡。
固特异从另一名橡胶迷的梦境中得到提示,于是开始混合橡胶与硫磺。一开始没什么进展,直到偶然间一块用硫磺处理过的橡胶掉到火炉之中。令他惊讶的是,橡胶并未融化,它的表面焦黑,但内部的物质却转变成某种新形式的橡胶,即使在高温下也能维持形状与弹性。固特异试图重制这件意外产物,却因为没有钱购买实验设备而迟迟无法动手,他只能挨家挨户向邻居商借火炉。有时添加硫磺有用,有时却没用。固特异持续努力,但也感到挫折、疲惫与茫然。之后他再度因债务入狱,他在狱中写信给朋友,希望对方助他一皆之力「让他能迅速建立一座印第安橡胶工厂」。最后,他终于努足了钱,遨清了值务。但才过一个月,他又进了监狱。
在过程中,固特异结识了 一名年轻英国人。他给这名英国人几个成功的样本,要他回英国寻找金主投资。经过一段迂回的过程之后,两块长一点五英寸的薄橡胶条状物于一八四二年秋天来到汉考克的实验室,这位曼彻斯特工程师过去曾尝试处理过橡胶。汉考克不知道这两块橡胶是从哪来的,但他很快就发现这两块橡胶在大热天里不会融化,天气寒冷也不会变硬。问题是他是否能重制这种橡胶。我们不知道汉考克从固特异的样本学到多少。日后他宣称自己「并未分析这两块别人制成的样本」I果真如此的话,那他还真是缺乏好奇心。无论如何,汉考克比固特异更具组织力与知识,而且拥有更好的设备。最后,他也发现到将橡胶浸在融化的硫磺里可以让橡胶在寒冷时保持延展性,在炎热时保持硬度。日后,汉考克把这段过程称为「硫化」)。

一八四四年五月二十一日,英国政府授予汉考克专利权。
三个星期后,美国政府也授与固特异硫化专利权。稍微观察专利的内容,不难看出固特异对于硫化过程并不是非常了解。麻州大学席尔维欧・康特聚合物国家研究中心的克夫林表示,固特异认为当中的关键元素是铅白,一种金属颜料,然而它就算有助于橡胶稳定,也是「次要的克夫林说:「我不知道固特异的根据是什么,因为标准的处理并非如此——也许铅白只是做为一种催化刖。」克夫林告诉我,与固特异相比,漠考克的专利「相当清楚直接」。汉考克把软化的橡胶加到硫碛里,特异借了三万美元在,一八五一年伦敦水晶宫首届万国博覧会中租了 一整间房间来展示橡胶。四年后,他又借了五万美元在第二届巴黎万国博览会中租用更奢华的会场。巴黎人完全失去都市人的傲慢,一个个像乡巴佬似地瞠目结舌看着固特异以橡胶制成的梳妆台、胶框镜,摆在上面的橡胶梳子与装着橡胶把手的刷子。
在橡胶地板正中间有一张橡胶书桌,上面镶着橡胶墨水池与橡胶钢笔。在两面橡胶墙的角落放着橡胶伞架,上面插着橡胶伞,每面墙各挂着以橡胶帆布绘制的品。这里也有吸引武器迷的地方,刀鞘与剑鞘均以橡胶制成,就步枪的枪托也是橡胶制。除了难闻的橡胶气味,固特异的展览大体来说相当成功。「拿破仑三世颁给他荣誉军团勋章」,外交官暨史家寇提斯写道:「而巴黎法院却因为他欠债而把他送进监牢。」他在狱中收下了勋章。
最后,为了筹得返乡的旅费,固特异不得不卖掉妻子的财产。四年后,固特异去世,死时仍一身债务。此后,美国人推崇固特异,视其为梦想家的代表一童书也推崇他是苦干实干乐观进取的模范。一家大轮胎公司也以他的姓做为公司名称(编按:即固特异轮胎与橡胶公司)。在此同时,寇提斯也提到:「汉考克在英国得到的对待是:在世时获得应有的尊敬-死时也得到一定的关注,而到了百年纪念日,也适时发行了纪念邮票。」
固特异与汉考克都不了解「为什么」硫磺能让橡胶穏定,他们也不懂为什么橡胶这种物质可以反弹与延展。十九世纪的科学家面对反弹的橡胶球,他们的反应跟十六世纪的西班牙人一样,觉得这当中充满神秘。延展一个薄铁环,它或许会稍微延长一点,但最终会断成两截。相对之下,橡皮筋可以延伸到原来长度的三倍,又能回复到原来的形状。何以如此?硫磺为什么能让橡胶在夏天不至于融化?「没人知道为什么,」克夫林对我说:「这是个巨大谜团。更糟的是,很多化学家不想研究这个问题。」
十九世纪下半叶是化学突飞猛进的时期,研究人员逐步解开物质世界背后的基础秩序。他们把化学元素编成周期表,发现原子构成分子的规则,也了解分子会以固定结构形成晶体,而这些晶体也能精确加以辨识。
这些秩序井然的思想架构却无法用来解释橡胶。化学家无法将橡胶与晶阀连系在一起。更糟的是,在对橡胶进行许多标准的化学测试之后,也无法得出合理的答案。分析的结果显示,橡胶分子是由碳原子与氢原子组成的。这里还没有什么问题。真正的问题是橡胶的碳原子与氢原子堆积成巨大的分子,里面的原子多达数万个。对化学家来说,这种现象实在难以想象I分子是化合物的基础构成物,而基础构成物不应该这么巨大。
化学家表示,显然,橡胶应该归类为「胶体」 一个以上的化合物被磨碎成极细微的粒子,并且散布到其他化合物之中。胶水是胶体,花生酱、培根脂肪与泥巴都是胶体。胶体不是单一物质,而是各种物质的大杂炮,当中没有基本的成分。想要从胶体中找出基本成分,如同在垃圾堆里寻找分子的基础构成物一样不可能。一名德国研究人员嘲弄说:橡胶化学现像亦即「油脂化学」,不过克夫林告诉我,比较好的翻译应该是「试管底部残留油污的化学」。
尽管如此,有些化学家却无视同侪对橡胶的轻视,其中最有名的是施陶丁格,当时他在瑞士苏黎世联邦理工学院任教。施陶丁格是一名有名的研究者,他已经找出咖啡与胡椒基本香味的化学分子式。(速溶咖啡的出现,说是施陶丁格的研究造成的也不为过。)在一次世界大战期间,施陶丁格转而研究橡胶这个完全不同的领域,因为他的直觉告诉他,这种「高分子化合物」确实具有基础构成物,而这些基础构成物就是规模大得惊人的分子。对于特立独行科学家的成功故事耳熟能详的读者,应该不会对施陶丁格遭遇强大的反对感到惊讶,他不断为自己的假说搜集证据,而反对他的声音却愈来愈不理性与充满护骂。一九二五年,当他离开苏黎世前往弗莱堡大学任教时,他在告别演说中遭到同事的抨击。这种对立有部分也跟施陶丁格自己的好斗有关。他曾经在大学图书馆所收藏的对手作品的封面贴上他的攻击文字:「这本书不是科学作品,而是宣传作品。」然而最后,施陶丁格的故事终于有了好的结尾:斯德哥尔际,他.诫得了一九五三年诺贝尔化学奖。
施陶丁格让我们理解到,橡胶与其他弹性体拥有的分子如同长链。这个形容词相当精确:如果一个橡胶分子像铅笔一样粗,那么它的长度将会如足球场一样。「链」这个词也很精确:所有的橡胶分子都是由数万个完全相同的重复连结所构成,每个连结的构成物都是五个碳原子与八个氢原子。
一般固诡物质的分子I例如电线中的铜I通常排列得井然有序。与此相反,橡胶分子则是杂乱无章,许多的链任意拼接,形成无法辨识的形状。克夫林向我解释:「经典的模拟是一碗意大利行。然而这项模拟要成立,这些面条必须长达一百码。」把一条橡皮筋拉长-意谓着将缠在一起的分子拉成直线,使它们排列成摆在盒子里一条条彼此平行的直面条。分子从彼此缠绕的一团面,到拉成一直线的长面条,这就是橡皮筋可以延展的原因。相对地,电线里的铜分子「已经」拉成一直线,因此要继续拉长它显然难多了—-这里的差异就是将原本松散的线拉直,以及将已经拉直的线拉得更紧绷之间的差异。
(把分子链拉直需要能量,这是为什么橡胶延展时温度会升高。)一旦压力消失,橡胶分子就会随机移动,到最后自然而然地再度缠结在一起;橡胶也就收缩回原来的大小。
当一块纯粹的橡胶经过加温,橡胶的链会振动并且围绕着彼此不断活动,甚至因此变得更为混乱;橡胶会无法维持一切可能的形状-然后变成一堆胶泥。硫化可以防止这种情形发生。把橡胶浸在硫磺里会导致化学反应,橡胶分子会藉由硫原子构成的化学「桥」链接起来。这种化学键在橡皮筋I硫化后的橡胶环I内部无所不在,使橡皮筋成为巨大而交错连结的单一分子。分子一旦连系在一起,就能抗拒变化:更难拉成直线,更难缠结,更能抗拒极端温度。橡胶突然变成了穏定物质。
硫化的影响相当深远,可膨胀的橡胶轮胎,自行车与汽车得以使用的关键I是最著名的例子。
但橡胶也让电气化成为可能:想象一下现代建筑物无法让电线绝缘。或想象洗碗机、洗衣机与烘干机少了传动带将引擎的运动传导到设备上。同样重要但较易受人忽略的是,每个内燃机都有许多管线与阀门来输送I通常是藉由压力I水、油、汽油与废气。如果这些部分未能完美制成,那么引擎一桨趋,券义舄竺誉物–许爵型的誉物咎我仍鄢很紫:例如丝翠至医器面包中的惊亀盏身的一秋,或者是蛋白中的白蛋白。弾性能有着令人困惑的行为模式,它也是聚合物的一枢特殊类型。
动将会使液体或气体从连结处外泄,造成危险。具有弾性的垫片、垫圈与。形环可以天衣无缝地填补罅漏之处。少了这些东西,家中的暖气炉很可能漏出天然气、热油或煤废气I形成潜在的死亡陷阱。
「工业革命需要三项基本原料,」加州大学洛杉矶分校地理学家赫奇特告诉我:「它们是钢铁、化石燃料与橡胶。」欧洲与北美的工业化国家,钢铁与化石燃料不虞匮乏。对他们来说,确保橡胶的供给成了当务之急。