คน(ไม่) สำคัญ - ฟริตซ์ ฮาเบอร์ บิดาแห่งการปฏิวัติเขียว และสงครามเคมี

ถ้าถามว่าอะไรคือสิ่งประดิษฐ์หรือการค้นพบที่สำคัญที่สุดในรอบ ๕๐๐ ปีที่ผ่านมา  หลายคนคงตอบว่า ไฟฟ้า รถยนต์ ไมโครชิป หรืออินเทอร์เน็ต

ถ้า ลองถามใหม่ว่า อะไรเป็นปัจจัยสำคัญที่สุดที่ทำให้ประชากรโลกเติบโตอย่างก้าวกระโดดใน ๑ ศตวรรษที่แล้วมา คำตอบคือสิ่งประดิษฐ์ที่หลายคนคงคิดไม่ถึง--กระบวนการจับไนโตรเจนในอากาศ คิดค้นโดยนักเคมีชาวเยอรมันนาม ฟริตซ์ ฮาเบอร์ (Fritz Haber)

เช่น เดียวกับนักวิทยาศาสตร์รุ่นเดียวกันอีกหลายคน ชีวิตของฮาเบอร์หาได้ราบเรียบเป็นเส้นตรงไม่ หากผกผันไปตามสถานการณ์บ้านเมืองในยุคที่ทดสอบทั้งความสามารถและจุดยืนทาง ศีลธรรมของนักวิทยาศาสตร์อย่างหนักหน่วง

ทอมัส มัลทัส (Thomas Malthus) นักเศรษฐศาสตร์การเมืองชาวอังกฤษ เขียนทฤษฎี “หลักการเติบโตของประชากร” อันลือลั่นไว้ตอนต้นศตวรรษที่ ๑๙ ว่า ถึงจุดหนึ่งมนุษย์จะต้องควบคุมจำนวนประชากร เพราะประชากรเติบโตเป็นลำดับเรขาคณิต (คือทวีคูณในอัตราส่วนคงที่ เช่น ๑, ๒, ๔, ๘, ๑๖, ๓๒, ...) ขณะที่ผลผลิตทางการเกษตรนั้นเติบโตเป็นลำดับเลขคณิต (คือเพิ่มขึ้นด้วยส่วนต่างคงที่ เช่น ๒, ๔, ๖, ๘, ๑๐, ...) เท่านั้น

สถิติ การเพาะปลูกและการเติบโตของประชากรในสมัยนั้นดูเหมือนจะพิสูจน์ว่ามัลทัสคิด ถูก ตลอดศตวรรษที่ ๑๙ นักวิทยาศาสตร์ต่างทยอยออกมาส่งเสียงเตือนว่า อีกไม่นานประชากรโลกจะโตเร็วกว่าที่ผลผลิตอาหารทั่วโลกจะตามทัน

ใช่ว่านักวิทยาศาสตร์ยุคนั้นจะไม่เข้าใจกระบวนการเติบโตของพืช นักวิทยาศาสตร์ชาวเยอรมันนาม จัสตัส วอน ลีบิก (Justus von Liebig) ประกาศทฤษฎีว่า ไนโตรเจน
ฟอสฟอรัส และโพแทสเซียม เป็นพื้นฐานที่สำคัญต่อการเจริญเติบโตของพืช  ไนโตรเจนช่วยให้ใบเจริญเติบโต ฟอสฟอรัสช่วยให้รากและดอกเติบโต ส่วนโพแทสเซียมนั้นสำคัญต่อสุขภาพของพืชโดยรวม

ดัง นั้น วิธีหนึ่งที่จะรองรับการเติบโตของประชากรคือการเพิ่มไนโตรเจนลงไปในแปลงเพาะ ปลูกเพื่อเพิ่มผลผลิตทางการเกษตร แต่การทำอย่างนั้นหมายความว่ามนุษย์จะต้องสามารถผลิตปุ๋ยไนโตรเจนได้ในระดับ อุตสาหกรรม ไม่อย่างนั้นปุ๋ยจะมีราคาแพงจนไม่คุ้มที่เกษตรกรจะซื้อ ซึ่งนั่นก็หมายความว่าจะต้องหาทางสกัดไนโตรเจนจากอากาศ เพราะในอากาศที่เราหายใจนั้นมีไนโตรเจนมหาศาลถึงร้อยละ ๗๘ แทนที่จะสกัดจากแหล่งอื่นในผืนดินที่มีต้นทุนสูงและหายากกว่า อย่างเช่นเหมืองดินประสิว (โพแทสเซียมไนเตรต)

ฟริตซ์ ฮาเบอร์ กับเพื่อนร่วมงานของเขาคือ คาร์ล บอสช์ (Carl Bosch) คิดค้นกระบวนการ “จับ” ไนโตรเจนในอากาศได้สำเร็จในปี ค.ศ. ๑๙๐๙  สามารถผลิตแอมโมเนียจากปฏิกิริยาระหว่างก๊าซไนโตรเจนกับก๊าซไฮโดรเจนโดยใช้ธาตุเหล็กเข้มข้นเป็นตัวกระตุ้น (catalyst) แอมโมเนียที่ได้จากกระบวนการนี้สามารถนำไปรวมกับออกซิเจนเพื่อผลิตไนเตรตและไนไตรต์ นำไปผลิตเป็นปุ๋ยเคมีต่อไป

กระบวนการที่ฮาเบอร์กับบอสช์คิดค้นเป็นที่รู้จักในชื่อ “Haber-Bosch process” ปัจจุบัน ใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมทั่วโลก ประเมินกันว่าปุ๋ยที่ผลิตจากกระบวนการของเขาหล่อเลี้ยงชีวิตคนกว่า ๑ ใน ๓ ของประชากรโลก ซึ่งหมายความว่าถ้าปราศจากกระบวนการนี้ โลกน่าจะรองรับประชากรได้เพียง ๒ ใน ๓ ของจำนวนประชากรปัจจุบันเท่านั้นเอง

การคิดค้นกระบวนการจับไนโตรเจนในอากาศเป็นผลงานชิ้นเอกที่ทำให้ฮาเบอร์ได้รับรางวัลโนเบลสาขาเคมีในปี ๑๙๑๘

รางวัล โนเบลอาจเป็นเกียรติยศสูงสุดในชีวิตนักวิทยาศาสตร์ แต่ชีวิตย่อมมิได้สิ้นสุดที่รางวัลโนเบล อยู่ที่ใครจะมองผ่านรางวัลไปได้หรือไม่

ฮา เบอร์เป็นนักวิทยาศาสตร์ส่วนน้อยที่เผชิญกับเสียงต่อต้านอย่างรุนแรงตอนที่ เขาได้รับรางวัลโนเบล ทั้งจากนักวิทยาศาสตร์ด้วยกันเองและจากคนนอกวงการ เนื่องจากกระบวนการของเขาไม่เพียงแต่หล่อเลี้ยงชีวิตมนุษย์ หากยังทำลายล้างชีวิตมนุษย์อย่างมีอานุภาพไม่แพ้กัน  และที่สำคัญกว่านั้น ฮาเบอร์เองมีส่วนร่วมโดยตรงในการใช้สิ่งประดิษฐ์ของเขาทำลายชีวิตมากกว่าช่วยชีวิต

ผลผลิตจากกระบวนการฮาเบอร์-บอสช์คือไนเตรตและไนไตรต์นั้น นำไปผลิตปุ๋ยก็ได้ นำไปผลิตระเบิดก็ได้  ใน ช่วงสงครามโลกครั้งที่ ๑ ระหว่างปี ๑๙๑๔-๑๙๑๘ ก่อนหน้าที่เขาจะได้รับรางวัลโนเบล ฮาเบอร์ช่วยรัฐบาลเยอรมนีผลิตอาวุธและคิดค้นก๊าซสังหารที่รุนแรงขึ้นเรื่อยๆ  ผลผลิตชิ้นแรกของกระบวนการฮาเบอร์-บอสช์ก็มิใช่ปุ๋ย หากเป็นก๊าซเคมีที่ใช้ทำสงคราม

ตอน ที่ฮาเบอร์ใช้กระบวนการของเขาผลิตปุ๋ยเป็นครั้งแรก เป้าหมายหลักก็เพื่อช่วยลดต้นทุนของเยอรมนีในการทำสงคราม ปลดแอกภาคเกษตรกรรมของประเทศจากการพึ่งพาเหมืองไนเตรตในชิลี แหล่งผลิตไนเตรตที่แทบจะเป็นแห่งเดียวในโลก  เมื่อกระบวนการฮาเบอร์-บอสช์แพร่ไปยังประเทศอื่นๆ ชิลีก็ประสบ “วิกฤตไนเตรต” อย่างรุนแรงเพราะคนเลิกสั่งซื้อไนเตรต ต้องทยอยปิดเหมืองไปจนหมด ส่งผลให้ชาวชิลีจำนวนมากต้องตกงาน

กระบวนการฮาเบอร์-บอสช์จึงนับว่าเป็น “เทคโนโลยีก่อกวน”(disruptive technology) ที่ส่งผลกว้างไกลและถอนรากถอนโคน ทำให้อุตสาหกรรมดั้งเดิมบางประเภทถึงกาลล่มสลาย
การใช้ก๊าซพิษนานาชนิดโดยนักเคมีชั้นนำที่ทำงานให้แก่กองทัพทั้งสองฝ่าย ทำให้สงครามโลกครั้งที่ ๑ มีชื่อเรียกอีกชื่อหนึ่งว่า “สงครามของนักเคมี” นักประวัติศาสตร์หลายคนตั้งข้อสังเกตว่า ถ้าฮาเบอร์ไม่ช่วย กองทัพเยอรมันก็จะไม่มีวันชนะสงคราม ต้องยกธงขาวยอมแพ้ภายในปีแรกด้วยซ้ำไป

ระหว่าง ทำงานให้กองทัพ ฮาเบอร์ศึกษาวิเคราะห์ผลกระทบของก๊าซพิษอย่างละเอียด เขาค้นพบว่าการสูดดมก๊าซพิษที่มีความเข้มข้นต่ำเป็นเวลานานก่อให้เกิด ผลลัพธ์เดียวกันกับการสูดดมก๊าซพิษที่มีความเข้มข้นสูงในระยะเวลาสั้นๆ นั่นคือ ความตาย  เขาสรุปความสัมพันธ์ระหว่างความ เข้มข้นของก๊าซกับระยะเวลาที่ต้องใช้ในการทำให้ถึงตายไว้เป็นสมการทาง คณิตศาสตร์ ปัจจุบันสมการนี้เป็นที่รู้จักในชื่อ กฎของฮาเบอร์