1856年12月，芝加哥一個(gè)名叫埃利斯的工程師遠(yuǎn)渡重洋，造訪了巴黎、倫敦、漢堡、阿姆斯特丹及其他六個(gè)城市。他不是來學(xué)習(xí)盧浮宮或大本鐘的建筑風(fēng)格，反而想學(xué)歐洲這些巨大城市中看不見的成就——下水道。這趟看似不起眼的旅程最終引發(fā)了一場規(guī)模浩大的清潔革命，讓全球數(shù)十億人喝上了清潔的飲用水，甚至成為芯片工業(yè)的皇冠——處理器中的重要組成部分。

清潔革命1：芝加哥宏偉的下水道工程

19世紀(jì)中葉，芝加哥這座城市迫切需要排污技術(shù)。芝加哥作為糧食和商品運(yùn)輸?shù)慕煌�樞紐，在幾十年的時(shí)間內(nèi)從小村莊發(fā)展成大都市，很多基礎(chǔ)設(shè)施都不夠完善。而且，芝加哥有兩個(gè)個(gè)明顯不利的地方：第一，芝加哥地勢異常平坦，不利于排水。在19世紀(jì)，城市的下水道系統(tǒng)主要靠污水自身重力來導(dǎo)流。第二，芝加哥地勢透水能力極差，一到下雨天，由于很難將雨水排入地底，城市地面到處是淤泥和污水。

到了19世紀(jì)50年代，芝加哥開始高速發(fā)展，城市規(guī)模劇增至原來的三倍。高速的發(fā)展帶來了許多問題，其中最突出的問題與糞便息息相關(guān)。城市里新增的10萬居民會排泄大量的糞便，如何處理好這些排泄物是關(guān)系到城市發(fā)展的大問題。當(dāng)然，在19世紀(jì)，芝加哥不僅要處理人類排泄物，還得處理動物糞便。當(dāng)時(shí)，芝加哥的主要交通工具是馬車，據(jù)統(tǒng)計(jì)，19世紀(jì)中期的芝加哥約有30萬匹馬，而每匹馬每天會產(chǎn)生15-35磅馬糞，一年下來就是10萬噸馬糞。這些馬糞就是最早的城市污染，其嚴(yán)重程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過今天北京的霧霾。馬糞不僅散發(fā)臭味，觀感令人作惡，他們還是蒼蠅、寄生蟲和傳染病的溫床。糞便攜帶的病菌污染了水源，導(dǎo)致痢疾和霍亂這類流行病時(shí)常發(fā)生，大量居民因?yàn)榧S便污染喪生。

19中期芝加哥主要的交通工具——馬車

盡管在當(dāng)時(shí)，細(xì)菌學(xué)說并未得到發(fā)展，人們還不知道糞便中含有致病菌，芝加哥政府已經(jīng)開始意識到清潔城市才能讓居民獲得健康。1855年2月14日，為了解決日益嚴(yán)重的糞便污染問題，芝加哥成立了下水道管理委員會，并聘請埃利斯擔(dān)任總工程師。19世紀(jì)在芝加哥修建下水道系統(tǒng)是個(gè)十分艱巨的任務(wù)。剛開始，下水道委員會提供了一種方案：在芝加哥地底挖掘隧道，在地下深處修建下水道，從而形成人造降坡，利用重力將污水導(dǎo)流排除。但該方案很快被否決了，因?yàn)樵靸r(jià)十分昂貴，而且挖掘技術(shù)水平也達(dá)不到工程需要的水準(zhǔn)。埃利斯有過鐵路和運(yùn)河建設(shè)方面的經(jīng)驗(yàn)，他創(chuàng)造性地想出了一個(gè)替代方案：用千斤頂將城市抬起來，然后開始建設(shè)下水道。他發(fā)起了19世界規(guī)模最宏大的工程之一——芝加哥下水道建設(shè)工程。芝加哥的一座座建筑被大批建筑工人用難以計(jì)數(shù)的千斤頂抬起來，不管是旅館還是住宅，無一例外。工人們開始給每棟建筑物建造新的地基，并在建筑物底部安裝下水管，下水管鏈接芝加哥河附近的垃圾堆填區(qū)。就這樣，整個(gè)芝加哥市被平均抬高了接近10英尺，這是一個(gè)偉大的工程，足以媲美地面上那些高聳巨大的摩天大樓。下水道工程結(jié)束后，芝加哥成為全美第一個(gè)擁有現(xiàn)代化下水道系統(tǒng)的城市，不到30年，其他城市也陸續(xù)跟進(jìn)。下水道系統(tǒng)工程的建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，催生了一個(gè)規(guī)模宏大的地底支撐系統(tǒng)：地鐵、地下人行道、電話線和光纖在下水道工程完工后不久誕生，為地面上五彩斑斕的現(xiàn)代城市提供交通運(yùn)輸和信號傳輸支持�？梢赃@么說，沒有下水道清潔系統(tǒng)，就沒有今天的超級都市。

最容易讓人忽視卻又讓人無比震驚的是：下水道系統(tǒng)解決了幾千年困擾人類的問題——隨時(shí)隨地安全地喝上一口潔凈的飲用水。自然界中，動物為了優(yōu)質(zhì)水源會進(jìn)行你死我活的爭斗，人類也不例外。歷史上，人們想出了各種各樣的辦法來獲得潔凈的飲用水，比如，將水煮沸或釀成啤酒后飲用。僅在150年前的歐洲，喝掉未經(jīng)煮沸或釀造的水簡直是一種玩命行為，因?yàn)楣┧�系統(tǒng)污染嚴(yán)重，往往引起疾病。19世紀(jì)70年代初，芝加哥的供水系統(tǒng)變得惡劣不堪，因?yàn)樗�源地密歇根湖已�?jīng)被城市的排泄物污染，甚至連水池或浴缸中都能發(fā)現(xiàn)死魚。規(guī)劃良好的下水管道和供水管道并不能解決最根本的問題，要想保持城市的潔凈和居民的健康，我們還需要知道微生物世界在發(fā)生什么。

清潔革命2：漂白粉和潔凈飲用水

對于19世紀(jì)的大多數(shù)歐洲人來說，淋浴這個(gè)概念十分陌生。自中世界開始，歐洲普遍的健康觀念認(rèn)為，將身體浸入水中是一件特別不健康甚至很危險(xiǎn)的事，用污垢和油脂堵住毛孔，才能讓你遠(yuǎn)離疾病。太陽王路易十四一生洗澡不超過7次，只能靠香水掩蓋身上的體味，這是香水最初的用途。伊麗莎白一世每月洗一次澡，已經(jīng)十分罕見，甚至被同時(shí)代的人認(rèn)為有潔癖。但從19世紀(jì)早期開始，人們對淋浴的態(tài)度逐漸開始轉(zhuǎn)變，在美國和英國尤為明顯。一些小眾的自助圖書和小冊子開始出現(xiàn)，詳細(xì)地指導(dǎo)人們?nèi)绾蜗丛琛?869年出版的《美國女人居家指南》中開始提倡每日淋浴。在19世紀(jì)最后一個(gè)10年，清潔開始成為一種新潮的美國生活方式。

洗澡逐漸開始流行起來，與科技的發(fā)展和公共基礎(chǔ)設(shè)施的進(jìn)步是分不開的，人們開始在自家浴缸里享受沐浴的樂趣。這意味著跟幾十年前相比，水變得更潔凈了。最重要的是，科學(xué)家已經(jīng)了解了有關(guān)潔凈的細(xì)菌理論，并獲得了社會的廣泛認(rèn)同。首先是醫(yī)生約翰?斯諾在流行病學(xué)研究方面的進(jìn)展，他通過調(diào)查證實(shí)：霍亂并不是由毒氣引起的，罪魁禍?zhǔn)资潜晃廴镜乃�。受制于�?dāng)時(shí)的顯微鏡技術(shù)，斯諾并未發(fā)現(xiàn)直接引起霍亂的細(xì)菌，但他間接證明了這些生物體的存在。19世紀(jì)70年代初，玻璃的一項(xiàng)創(chuàng)新對公共健康領(lǐng)域做出了深遠(yuǎn)的影響，德國鏡片制造商蔡氏光學(xué)開始生產(chǎn)新的顯微鏡。新的顯微鏡幫助科學(xué)家羅伯特?科赫和路易?巴斯德發(fā)展并傳播了引起疾病的微生物理論。值得一提的是，科赫因其在識別霍亂細(xì)菌方面的貢獻(xiàn)獲得1905年諾貝爾生理學(xué)和醫(yī)學(xué)獎，他不僅看到了細(xì)菌，而且研發(fā)了能夠測量一定體積水中細(xì)菌密度的方法。巴斯德則引領(lǐng)人類進(jìn)入了細(xì)菌學(xué)時(shí)代，其發(fā)明的巴氏消毒法現(xiàn)在仍然沿用至今。

顯微鏡和細(xì)菌測量法很快在抗擊微生物的戰(zhàn)斗中開辟了一條新戰(zhàn)線。在這條戰(zhàn)線上，新澤西醫(yī)生約翰?李爾是先行者。美國內(nèi)戰(zhàn)期間，李爾的父親因?yàn)楹攘烁腥炯?xì)菌的水而身亡，父親的去世讓李爾立志為公共健康事業(yè)獻(xiàn)身，成為了一名醫(yī)生。李爾實(shí)驗(yàn)了各種殺菌技術(shù)，在1898年，他發(fā)現(xiàn)“漂白粉”次氯酸鈣具有良好的殺菌效果而且低毒。但在當(dāng)時(shí)，將化學(xué)物質(zhì)摻入飲用水中消毒的方法受到了大多數(shù)人的反對。漂白粉刺激的氣味讓人覺得難受，更別說喝下有微量漂白粉的水了。不過，李爾并未放棄，他堅(jiān)信自己的實(shí)驗(yàn)結(jié)論：只要劑量適當(dāng)，漂白粉能清除水中的危險(xiǎn)細(xì)菌，而且不會對飲水人造成危害。終于，機(jī)會來了，李爾在新澤西供水公司找到了一份工作，監(jiān)管河流集水區(qū)70億加侖的飲用水。這份工作為公共健康歷史上最大膽的干預(yù)做好了準(zhǔn)備。

1908年，新澤西供水公司被指控未能提供“潔凈而衛(wèi)生”的水，法庭責(zé)令他們建造昂貴的下水管道，將病菌和飲用水隔離開。李爾知道，下水管道并不管用，他決定在水庫中加入氯來殺菌。在未經(jīng)政府許可的條件下，李爾秘密在水庫周圍安裝了一個(gè)“漂白粉供應(yīng)設(shè)備”。這是歷史上對城市供水的首次大規(guī)模氯化，考慮到人們對漂白粉的恐懼，李爾的行為確實(shí)是膽大包天，他甚至被部分居民當(dāng)成恐怖主義者。在李爾進(jìn)行實(shí)驗(yàn)后三個(gè)月，他受到了法庭的傳喚。李爾在法庭上據(jù)理力爭，始終為這項(xiàng)偉大的公共衛(wèi)生創(chuàng)新而辯護(hù)。終于，案子塵埃落定，李爾勝訴，飲用水氯化技術(shù)開始獲得了政府和廣大民眾的認(rèn)可和接受。由于，李爾并未申請氯化技術(shù)的專利，飲用水氯化法很快在全世界推廣開來。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在1900年至1930年間，經(jīng)過氯化法處理的潔凈飲用水讓美國城市人口總死亡率下降了43%，其中嬰兒的死亡率下降了74%，挽救了不計(jì)其數(shù)的生命。

氯化法不僅能挽救生命，同時(shí)還能帶來樂趣。第一次世界大戰(zhàn)后，由于氯化法的逐漸推廣，美國有一萬個(gè)加氯消毒的公共泳池開張營業(yè)，人們再也不用擔(dān)心將身體暴露在水中會危及生命了。20世紀(jì)20年代至40年代之間，女式泳裝開始變得越來越短，大腿、雙肩、腹部和后背都可以公開展示了，毫無疑問，加氯消毒的游泳池加速了女裝的時(shí)尚化進(jìn)程。當(dāng)李爾將漂白粉倒入新澤西水庫時(shí)，他絕不會想到游泳池中女性暴露的大腿。但是，這就像蜂鳥的翅膀一樣，次氯酸鈣將數(shù)以億計(jì)的危險(xiǎn)細(xì)菌殺死，陰差陽錯(cuò)地讓泳裝變得越來越小，改變了人們對女性著裝的態(tài)度，甚至啟蒙了早期的女權(quán)主義。

20世紀(jì)20年代左右的女式泳裝

整個(gè)19世紀(jì)，清潔技術(shù)發(fā)展十分迅速，各式各樣的清潔產(chǎn)品開始出現(xiàn)。在李爾實(shí)驗(yàn)后的幾年，加州一家商店的老板娘安妮突然想到，既然漂白粉能在工廠使用外，那能不能在家里使用呢？安妮的創(chuàng)意促進(jìn)了美國家用商業(yè)漂白粉行業(yè)的誕生，她創(chuàng)建了第一個(gè)快消品牌——高樂氏（Clorox）。同時(shí)出現(xiàn)了其他各種家用衛(wèi)生暢銷產(chǎn)品，比如：肥皂、漱口水和止汗劑，世界上最大的快消公司寶潔也在不久后成立。清潔用品公司開始在報(bào)紙、廣播和電視中投放大量廣告，尤其是在電視劇播放的間隙，人們把這些電視劇統(tǒng)稱為“肥皂劇”。這是當(dāng)代文化更為奇特的蜂鳥效應(yīng)，細(xì)菌理論引發(fā)的氯革命不僅大幅降低了水污染導(dǎo)致的嬰兒死亡率，而且還引領(lǐng)了現(xiàn)代廣告業(yè)的潮流。

時(shí)至今天，清潔產(chǎn)業(yè)的估值將近800億美元。走進(jìn)超市，你會發(fā)現(xiàn)有上千種清潔產(chǎn)品，有清潔餐具，馬桶，衣服的衛(wèi)生用品，也有清潔牙齒，頭發(fā)的洗漱用品，儼然是一個(gè)巨大的細(xì)菌戰(zhàn)爭軍火庫。但過度的清潔也有其副作用，因?yàn)橛啄陼r(shí)接觸的細(xì)菌太少，很多人有哮喘和過敏的癥狀。兩個(gè)世紀(jì)以來，隨著細(xì)菌理論的逐步完善和清潔產(chǎn)品的日益增多，人類贏得了對細(xì)菌的戰(zhàn)爭，讓細(xì)菌致死率逐漸降低，也促進(jìn)了人口大爆發(fā)和超級都市的形成。在1800年之前，沒有一個(gè)城市的人口能超過200萬，人們擁擠在城市中，深受流行病之苦。在工程師埃利斯開始建設(shè)芝加哥復(fù)雜的下水道系統(tǒng)之后的150年，人類已經(jīng)掌握了清潔技術(shù)，解決了飲用水和垃圾處理兩大問題后，超級都市開始出現(xiàn)，紐約和北京的城市人口都超過了2000萬。人類的預(yù)期壽命更長，傳染病的發(fā)病率也急劇降低。然而，今天全世界仍然有超過30億人口生活在貧困地區(qū)，缺乏潔凈的飲用水和衛(wèi)生系統(tǒng)。因此，我們現(xiàn)在面臨的問題是該如何把清潔革命帶給這30億人。其實(shí)，并不需要在貧困地區(qū)照搬芝加哥的經(jīng)驗(yàn)，建設(shè)大規(guī)模的下水道系統(tǒng)，那樣太費(fèi)時(shí)費(fèi)力，而且與當(dāng)?shù)氐牡乩憝h(huán)境和社會現(xiàn)實(shí)不符。創(chuàng)新者們意識到，歷史無需重演，我們擁有彎道超車的可能性。眾所周知，一些非洲發(fā)展中國家通過直接鋪設(shè)無線網(wǎng)絡(luò)來建設(shè)全國性通信系統(tǒng)，繞過了費(fèi)時(shí)費(fèi)力的有線電話線路鋪設(shè)工程，搶得發(fā)展的先機(jī)。同樣，我們也可以借鑒這些經(jīng)驗(yàn)在貧困地區(qū)利用新的科技推進(jìn)清潔革命，改善當(dāng)?shù)鼐用竦纳�活�?/span>

清潔革命3：比爾蓋茨的“廁所重生計(jì)劃”和芯片工業(yè)的超純水

2011年，比爾和梅琳達(dá)蓋茨基金會發(fā)起了“廁所重生計(jì)劃”，旨在征集每個(gè)使用者每天花費(fèi)不超過5美分的廁所設(shè)計(jì)方案。獲勝作品是加州理工學(xué)院設(shè)計(jì)的廁所系統(tǒng)，它由太陽能電池和電化學(xué)反應(yīng)器組成，反應(yīng)器將人類排泄物電解，產(chǎn)生沖水所需的潔凈水和能作為燃料的氫氣。這一系統(tǒng)完全自給自足，不需要電網(wǎng)、潔凈水和下水道系統(tǒng)，還能產(chǎn)生可作為燃料的氫氣。目前，比爾和梅琳達(dá)蓋茨基金會已在非洲貧困地區(qū)大力推廣這些高科技廁所，這些廁所讓我們避免花費(fèi)高昂代價(jià)修建大型下水道系統(tǒng)，清潔革命在非洲大地上真正開始了彎道超車。

比爾蓋茨的“廁所重生計(jì)劃”

加州理工學(xué)院研發(fā)的廁所需要計(jì)算機(jī)芯片來監(jiān)控和調(diào)節(jié)系統(tǒng)，從某種程度上來說，計(jì)算機(jī)芯片中的微處理器本身就是清潔革命導(dǎo)致的副產(chǎn)品。計(jì)算機(jī)芯片極其精妙復(fù)雜，其中原件的尺度達(dá)到了微米級，即百萬分之一米。電流攜帶著代表二進(jìn)制代碼0和1的信號穿過微處理器中的晶體管，晶體管微小到只有0.1微米，是人類頭發(fā)寬度的的千分之一。一�；覊m落在微處理器里，就好像是小行星撞擊地球，會引發(fā)災(zāi)難性的后果，因此，芯片必須出奇地潔凈。美國德州儀器公司的芯片工廠無塵室是地球上最簡潔的地方之一，進(jìn)入這個(gè)地方之前，你得從頭到腳全部用無菌材料武裝起來，因?yàn)槟愕念^發(fā)、身上的灰塵和攜帶的細(xì)菌都會對芯片造成損壞。當(dāng)然，生產(chǎn)芯片的過程中也要用到水，但與我們?nèi)粘Ｉ�活中的飲用水不同的是，這種水中的任何細(xì)菌、礦物質(zhì)和其他元素都被過濾掉了，成為了芯片中理想的溶劑，科學(xué)家稱這種水為“超純水”。超純水不適合飲用，由于滲透壓太小，它會吸收你身體中的礦物質(zhì)，對身體造成損害。

19世紀(jì)，埃利斯主導(dǎo)的芝加哥規(guī)模宏大的下水道工程和醫(yī)生李爾勇敢發(fā)起的氯革命，幫助我們處理了城市排泄物污染問題，凈化了飲用水。而在150年后的今天，我們制造了過于潔凈，不適合飲用的超純水，這真是一種奇妙的循環(huán)。下水道和無塵室是清潔史上的兩個(gè)極端，它們讓我們遠(yuǎn)離傳染病，并推動了芯片工業(yè)和數(shù)字革命的進(jìn)步。當(dāng)我們看到超級大都市熙熙攘攘的人群和手中功能越來越強(qiáng)大的手機(jī)時(shí)，我們并不會想到它們，但它們是真正的無名英雄，靜靜地躺在那里，支撐著我們的科技進(jìn)步和美好生活。

原文來源：無塵無菌潔凈室專家  微信號：rfilter   http://www.gxshunjiang.com/