森林里的化学
当人们在高度发达的城市文明之外，见识到森林里五花八门的发明时，不禁好奇地问，创意究竟从何而来？森林里的原住民既没有文字，也没有专业化的头脑风暴，更谈不上严谨的研究计划和井然有序的实验室，他们如何得到这些想法的？
答案是：森林本身就是灵感的源泉。
托人类的福，今天的森林大都已然空空如也，阴森冷寂。动物们远远瞥见人类身影，立即仓惶逃走。要知道，过去并不是这样的，就算现在，也不是全世界都如此。古老神话中的诸神和英雄，往往借助充满灵性的动物来教会人类诸多方法。巴西普鲁斯河附近的印第安人说，他们的祖先留意到一种猛禽，它在攻击猎物之前会在某种有毒的灌木树皮上刮蹭。于是，印第安人也用树皮摩擦箭，由此发明了箭毒。事实上，许多森林里的发明都是人们观察动物行为后得到的启发。正如帕拉策尔苏斯所意识到的，动物们是有独创性的炼金术士。蜜蜂分泌蜜蜡，酿制蜂蜜和其他物质；马蜂用木头造纸；鹦鹉吞食某种泥土来防止中毒。动物们生病后会找寻对症草药，许多动物还知道某些特殊植物具有麻醉作用。人类使用火也得益于对动物的观察。以为用火是人类首创的看法是错误的。猛禽和狐狸就特意找寻被火烧过的地方，因为烤熟的食物尤其美味。人类跟随动物们的脚步，从它们身上学习并进一步发展技能。于是人类学会了如何留存火种，并最终知道了如何生火。
和拥有专业研究实验室的城市相比，现代科技文明从森林里获得的启迪一点也不少。接下来我们将细说这一点。
象粪纸
“摸一摸！这是非常好的纸！一流的。”我手里拿着一张报纸大小的纸，除了看上去略微泛黄，它几乎和一张普通信笺毫无二致。“这是大象粪便做成的。”担任慕尼黑海拉布伦动物园园长多年的兽医亨宁·维斯纳立即说道。一位名叫迈克·布加拉的肯尼亚人为了进行动物保护宣传，发明了象粪纸。而维斯纳现在要讨论的并不是动物保护的话题。
象粪纸更像是他一项化学命题的证据。“大象只消化了胃里食物的百分之三十，因此它们必须整天进食。大象排泄物中含有大量能用来造纸的纤维素。”
亨宁·维斯纳，矮个儿、敦实，动作敏捷且肌肉强劲。之前我满以为他只是经验丰富的兽医，一位随身带着大象来复枪和麻醉吹箭筒，穿梭在热带稀树草原的无畏英雄。然而眼下，他展现出从化学角度研究生物进化的满腔热忱。仅仅基于人们能用大象粪便造纸这个事实，他就断言大象必然走向灭绝：“大象灭绝的宿命并不受人类猎杀与否的影响，从长远来看，它们终究要消失殆尽。”那么，象粪纸和它们的宿命到底有什么关系呢？维斯纳认为应该在大象胃部的生物化学状况上寻找线索，“它的消化功能实在太差，这是一种有缺陷的系统。大象无法分解植物营养中的纤维素。它缺少一个反刍胃”。
维斯纳还给我展示了手掌大小的可怕的象牙。所有这些象牙都是他亲手拔下的，至今他仍能如数家珍般地叫出象牙主人的名字。我在上面并没有看出龋齿。这样的咀嚼面的构造很少见，是一种很复杂的模式。“这是槽牙，”维斯纳解释说，“用来研磨植物尤其完美。大象其实是一台巨型造纸机。吃下去纤维素，排出来经过细致研磨后的纤维素。大象只吸收了甘甜的汁液和淀粉，这些部分只占植物的三分之一。您知道，这实在少得可怜！大象无法打破纤维素中的β键。”维斯纳严肃地看着我，而我正绞尽脑汁回想纤维素[1]的化学结构式。“β键，您能理解吧？大象消化不了它们，只能走向灭亡。”
纤维素是木头腐烂变质后残留下来的白色物质。书写纸、厕纸和餐巾纸都由纤维素制作而成。因为纤维素由单糖构成，可以作为营养物质。但纤维素彼此联结的方式非常高明（借助β键），很少有生物能打断这个联结。某些蜗牛、蚂蚁、银鱼、部分细菌和少数几个霉菌掌握了这门技艺。于是它们无需为生计担忧，大自然里的食物供应源源不绝。纤维素可以说是大自然的主打产品，经年累月都是如此，没有其他物质的产量能与它匹敌。而大象是少数几种完全无法利用任何纤维素的动物之一。维斯纳说，这可是一个极大缺陷。尽管大象体格强壮，聪明而又威风，却败在了毫不起眼的小小化学键上。
它们自己显然满不在乎，仍旧不紧不慢地每天生产一百公斤的纸张原料，心不在焉地嗅一嗅。最后，聪明而敏感的大象把纸张的发明权也拱手让给了另一种动物。
马蜂是一种大象和人类都不太待见的动物。谁会喜欢这种昆虫呢？它们蜇人，在夏天尤其讨厌。和能生产蜂蜜、蜜蜡和其他实用产品的勤劳蜜蜂相比，马蜂野蛮而粗俗。它们在天上四处乱飞，追逐甜食，尤其喜欢叮咬肉类。它们流连于花丛，看似为花儿的美丽所倾倒，实则在打探哪里有粗心大意的苍蝇或者蜜蜂，可以扑上去吃掉。它们也喜欢烤肉，有时能咬下甚至比自己身体还大的一块肉，也有的时候那块肉实在太大，它不得不忍痛割爱。这样的情形在夏天屡见不鲜。早期，肉贩子会在店铺里特意把一块肉赏给马蜂，比如搁上一块马蜂最喜欢的鲜嫩肝脏。他们这么做绝不是因为喜欢马蜂，而是借马蜂赶走苍蝇。苍蝇更容易让肉类腐烂变质，因为它们在肉里产卵并很快孵化出蛆。马蜂帮忙看着肉铺，苍蝇有所忌惮，自然远远避开。
第一位以马蜂为重点研究对象的学者是法国贵族雷内·安东尼（1683—1757）。他拥有一座城堡、一座公园、壮观的鹿角收藏品和古怪的脾气。他对狩猎、风流韵事和其他贵族式的爱好无动于衷，一门心思钻研昆虫。他的仆人们不用忙于筹备奢华派对，但必须帮他抓昆虫，而且他专门训练一位男仆去捅马蜂窝。可怜的家伙把自己全身裹得严严实实，仍然不免被马蜂蜇伤，连他的主人有时也不能幸免。雷内·安东尼是确定马蜂窝由纸制作而成的第一人，而这些纸直接源自木头。从当时的法国殖民地加拿大，他还弄来加拿大马蜂窝。这种马蜂窝不像欧洲的那么易碎，由更有韧性的厚纸板制成。当时，欧洲人生产纸张的原料是全棉或者亚麻布衣物的破布。先将破布撕开，用水浸泡捣碎，使之发酵成为细碎纸浆，最后造出纸来。雷内·安东尼观察到马蜂的做法巧妙多了。
夏天马蜂四处乱飞，啃咬任何只要是木制的腐烂窗框，在上面形成小球，并粘连起来成为巢穴。在1719年巴黎科学协会的一次演讲中，雷内·安东尼建议人们模仿这种机智的动物：“它们似乎在提示我们，为什么不尝试一下直接用木料做漂亮的纸张呢？”如此一来，人们可以绕过使用破布这样成本高昂的弯路。事实上，一百年后欧洲人终于按照马蜂的方法直接由木材生产出纸张。木材比旧衣服更易获取，大大增加了纸张的供应。现在人们可以印制更多书籍。全世界范围每天都有整片森林被砍伐，以满足全球书写及卫生用纸的需求。
用木料制作纸张的发明是人类观察动物所获得的最重要化学创意之一。许多物质和物质转换都能追溯到动物身上。动物不仅生产许多新奇的东西，比如丝线、蜜蜡、蜂蜜、各种毒药等，而且能以奇妙方式利用物质。正如我们之前所讲过的，大部分森林里的发明或许都来自动物行为对人的启发。制作陶器、使用毒药、酿酒以及许多其他技艺既非某位天才灵机一动，也不是机缘巧合，它们更多来源于动物对人类的启迪。至于动物如何学到这些技艺，则是一个值得探讨的问题。有人说，动物的各种行为来自本能，这意味着自然而然的行为和与生俱来的能力。但总有那么一个时间点，第一只马蜂开始制作纸张，固定成习惯后才成为本能。人类绝不能轻易否定动物的首创性。
有些动物显然比其他动物脑子更灵活。也许正因如此，大象害怕马蜂。是的，大象害怕一切带刺的东西。亨宁·维斯纳说：“大象特别胆小，只要人们拿着一根注射器站在旁边，哪怕上面是极其细小的针头，它们就吓得屁滚尿流。”根据他的说法，大象消化系统很差，这得归因于其进化中的结构缺陷。其他种类的植食动物，比如所谓偶蹄目的牛和山羊，较之大象都有明显优势。它们也缺乏能分解纤维素中β键的化学物质，但是它们擅于让掌握这项技术的生物为己所用。维斯纳解释说：“山羊有一个反刍胃，相当于一间细菌酒店，细菌们能帮助山羊分解纤维素，释放糖分。所以羊粪里面完全不含纤维，无法用来造纸。”维斯纳预测：“山羊必定会比大象更易于存活，即便人类爱护后者。”如他所说，山羊的演化更进了一步。象牙是一方面，象粪纸张是另一方面，结局就已注定。“山羊甚至可以吃纸，能吃掉报纸、书籍！”维斯纳换了个姿势，但手上始终拿着巨大的象牙指向他园长办公室中那高高的书架，“山羊能把它们全吃下，毫不费劲地消化完。”当然，“满腹经纶”不会让它们变得睿智，但纯粹从化学角度来看，这已是天赋异禀。
红色
如果谁曾在未被清理过的海滩上徜徉，便会惊讶地发现原来大海里漂着这么多东西：大小不一的彩色塑料制品（绿色塑料绳、聚苯乙烯泡沫块、鱼钩、硬脂塑料和塑料袋），中间还夹杂着油轮泄漏后出现的黑色原油黏稠物。
就在两个塑料瓶之间，我的女儿梅拉拾起一块红色石头。“这颜色就像洞穴里的颜色。”她说。我把被海水打磨得溜圆的石头放下，认为它不过是一块光滑的砖块而已。但它不是砖块，红色里还微微泛着紫罗兰色。事实上，它的颜色和我们几天前参观过的铁托布斯蒂略洞穴里史前马匹壁画的色彩如出一辙。梅拉热爱小马，曾目不转睛地凝望过壁画。我们在荫凉的白色砂岩岩壁下驻足，上面的画表明这圆石子可以像粉笔一样用来画画。
我立即开始寻找，很快在沙滩周边的岩石上发现了更多更大的红色石头。它们曾被包裹在雪白的岩石中，有着极其不寻常的色彩。这就是铁托布斯蒂略艺术家们绘制不朽作品的原材料啊！
我在沙滩上捡了八千多克这种美妙材料。色泽艳丽的红色石头便随我们从这里出发，旅行了上百公里，穿过西班牙北部，和我们在其他沙滩上拾取的黄色及红色碎石做伴，被用刊载着西班牙新国王菲利普加冕报道的《西班牙日报》厚厚包裹起来，最后和我们一起飞回了巴伐利亚。
阿尔塔米拉洞窟[2]里的赭石绘画发现者也不是成年人，而是孩子。1868年，一位西班牙业余考古学家唐·马赛林洛（1831—1888）正研究岩洞。他对于洞穴顶不感兴趣，主要勘察地面以搜寻史前骨骼或旧石器时代石斧。他五岁的女儿陪伴其左右，她在洞穴里不用猫着腰。“mila，mila！”（西班牙语“看！看！”）她突然惊叫起来，她瞥见父亲压根没有留意到的东西——壁画。
时至今日，由于参观者络绎不绝，此壁画已经严重褪色。但是当我们细细端详那柔软的线条和画面时，仍然不免百感交集。它的艺术形式很完美，寥寥几笔就让一匹马、一只鹿或一头野牛栩栩如生，更重要的是，你仿佛突然穿越了漫漫时空，和久远的亘古相连。想象一下，就在我脚下的地面上，20000年前也曾站着一个孩子，他把手紧紧按在洞穴墙壁上，用中空的鸟骨头把红色粉末吹上去，这样湿润的墙壁上便留下了指缝轮廓的红色印记。然后他的爸爸也在墙壁上留下了手掌印记，接着是他的妈妈。彼时彼刻，易碎材料的粉末拓印了他们的手印，它们经历千年时光的洗礼，留存至今。
这种以前叫做代赭石色，现在大多被称为赭红的红颜色，相信是人们有意识辨认和寻找的最初颜料物质。它之所以引人注目，不仅因为其特定用途，更因为它和真实血液颜色有着令人心悸的相似性。当人们在海水中清洗沾满赭石粉末的双手时，水面荡漾着被新鲜伤口涌出的鲜血晕染般的血红色。将它想象为凝固的、古老或者充满魔力的血液，也和早期人类生活异常贴近。也许他们认为赭石是强大神灵的杰作？赭红色无疑有着精神意义，能激发人们思考和讲述。这种颜色到底从何而来？有没有可能鲜血曾经流到石头里，血色才从岩石中沁出来？有时候红色赭石尝起来真的有血腥味，尤其他所在位置周围有含铁的地下泉水不断向外喷涌的时候。人们于是感觉像是在啜饮地球的血液。
远古人类把赭石作为制陶颜料来源，肯定也作为化妆品。他们用赭石粉末漂染灰色头发，还把赭石粉末洒在死去的人身上，也许这样的“血液储备”能帮助他复活？再或者，赭石粉末也能用来标记狩猎区的道路？澳大利亚原住民直到今天还在用赭石入药。
赭石有很多类型，有的颜色更黄些，红色的也有不同色调。越是鲜红的赭石无疑被认为越珍贵，因为它稀少得多。如果人们用火加热黄色赭石，它会变红。通过火的作用，它“成熟”了。这个观察结果距离发现金属只有一小步之遥。这意味着，赭石是把人类引向人工提炼的材料，即金属的自然物质。
