自18世纪被发现以来，笑气（一氧化二氮）已从杂技团的噱头变成了先锋麻醉剂，现在又被滥用到派对药物。但笑气的确为麻醉医学开创了先河。让我们从马克·米奥多尼克 (Mark Miodownik) 所著的《这是一种气体：扩展我们世界的壮丽而难以捉摸的元素》一书中了解一下笑气如何影响我们的生活。
1. 在气动研究所里跳舞
有一天，我在打橄榄球时，由于铲球失误，导致一根手指脱臼。我感到一阵剧痛，坐在泥地里，难以置信地盯着自己的手。我的一根手指现在弯曲成一个不自然的角度。我的队友们围过来，咧嘴大笑。他们明确表示希望我能把手指弹回原位。他们中的几个人模仿了医生的动作，兴奋地搞出他们想听到的手指归位的咔嚓声。
然而经过几次失败的痛苦经历后，我还是去了医院。我被领进一个小隔间，一位年轻的男医生走了进来。他似乎心不在焉，一边翻看写着我的病人信息的剪贴板，一边问了几个问题。“手指脱臼了？”他说。我点了点头。他放下剪贴板，把脱臼的手指握在手里，然后毫无征兆地猛地把它拔了出来。这一幕中有一个荒唐的瞬间，在我的记忆中定格了。我痛得大叫，他的脸离我很近。他努力想把我的手指拉回关节窝，但他没能成功，反而把我从座位上拉了起来，拉到他身边。我们俩都倒在墙上，就像两个醉汉在打架。
之后，他给我倒了一杯茶让我平静下来，并解释说他很抱歉，他一直在试图让我措手不及，以便将手指重新放回原位——他说，这种手法过去一直很管用。然后他拿来一罐笑气，罐子上连着一根管子和一个面罩。他把面罩戴在我的鼻子和嘴上，开始摆弄罐子上的阀门。然后他让我深吸一口气。我照做了，什么感觉都没有。医生又摆弄了一下阀门，让我再试一次。感觉很好，非常好。我又深吸了一口气，很快发现自己失去了意识，在球场上再也找不到我的球了。
一种能让人产生幻觉的气体如何成为一种标准的止痛方法，这个故事始于工业化的英国。当时，城镇的空气中弥漫着煤烟和人类和动物粪便的恶臭。人们普遍认为，糟糕的空气会导致疾病。这就是瘴气理论。这似乎是常识，因为恶臭最浓的地方，疾病也最多。人们认为，霍乱、黑死病和其他传染病的爆发都是由恶臭中携带的瘴气引起的。数以百万计的人死于肺结核等呼吸道疾病。几千年来，它影响着富人和穷人，尽管因为它是一种通过空气传播的传染病，生活在拥挤环境中的穷人更容易感染它。
如果空气可以传播疾病，那么也许气体也能治愈疾病。托马斯·贝多斯就是这么想的，他于 1799 年在布里斯托尔市成立了气体研究所。他们的想法是找到可以治愈特定疾病的特定气体。贝多斯聘请了一位名叫汉弗莱·戴维的年轻化学家进行气体疗法研究。戴维尝试了许多气体，但似乎都没有多大帮助——事实上，恰恰相反：当他尝试一种名为一氧化碳的新气体时，他差点丧命。
戴维的热情丝毫未减，他渴望做出伟大的发现，帮助人类。他又吸入了另一种新发现的气体——一氧化二氮。这种气体味道微甜，对他产生了非常奇怪的影响。他后来回忆说，他开始“像疯子一样”在实验室里跳舞。他大笑。他咯咯笑。考虑到他在一家医疗机构工作，这非常不合适，但他停不下来。
一幅讽刺漫画展示了 1830 年左右皇家研究院与汉弗莱·戴维一起演示笑气的情景。
一小时后，药效确实消失了。但他想，这是多么神奇、多么奇怪啊。他又试了一次，有时效果同样荒谬，有时他以一种更超然的方式忘却了思绪。在一次治疗后，他写道“除了思想什么都不存在”。戴维将呼吸一氧化二氮描述为一种崇高的体验，一种无法用语言形容的体验，尽管他确实试图在诗歌中捕捉这种感觉，将他的四肢描述为“披上了新生的力量”。
戴维发现，呼吸这种气体能增强他的感官——他觉得自己能看得更清楚，听得更清楚。他邀请朋友、作家和诗人，比如塞缪尔·泰勒·柯尔律治，到他的实验室吸入这种气体。他们吸入后，也放声大笑，唱歌跳舞。诗人罗伯特·骚塞夸张地宣称，戴维发明了一种新型的乐趣，它能“让四肢、身体的每个部位，甚至牙齿都感到愉悦”。越来越多的人来尝试这种非凡的笑气，其中包括激进的诗人安娜·巴鲍德。这些笑气聚会给气体研究所带来了革命的气息。
在聚会跳舞的过程中，汉弗莱·戴维仍然敏锐地推断出笑气具有重要的科学意义：它不仅有趣、分散注意力，而且可以消除疼痛。
2. 受欢迎的歇斯底里
在当时，外科手术和牙科治疗大多不使用麻醉剂。对大多数人来说，这意味着要忍受牙痛的折磨，直到再也无法忍受。然后他们才会不情愿地去看牙医或医生，牙医会跪在他们胸前，用钳子拔掉牙齿。同样，那些患有胆结石剧痛的人往往宁愿忍受疼痛，也不愿接受手术去除它们。酒精和含有鸦片和天仙子（从植物中提取的精神活性物质）的草药混合物被用作镇静剂，但患者仍然感到剧痛，并在痛苦中翻滚，因为这些物质不能有效地阻断疼痛受体。为了进行手术或截肢，患者被绑起来，嘴里塞着一块木头或皮革，以防止他们尖叫。
然而，西方外科医生相信疼痛对于手术的成功可能至关重要。他们认为疼痛可能是激发自然治愈能力的必要条件。因此，医生对麻醉剂的开发需求并不明显。因此，尽管戴维发现一氧化二氮是一种速效麻醉剂，但医学界对此并不感兴趣。
工程师塞缪尔·柯尔特发现了戴维笑气的潜力。他想发明一种新型枪械，但手头没有经费。1832 年，他决定在美国巡回演出，在舞台上进行笑气表演。对于柯尔特来说，制作笑气并不难。笑气的化学式是 N₂O，这意味着它由两个氮原子和一个氧原子组成。由于我们呼吸的空气主要由氮气（78%）和氧气（21%）组成，所以你可能会认为笑气会自然产生。但是，虽然空气中的氧气反应性很强，但氮气却不是。它以分子 N2 的形式存在，也就是说，两个氮原子化学结合在一起形成一个分子。这种分子非常稳定，几乎不与任何东西发生反应 — — 甚至空气中的氧气也不会发生反应。
柯尔特用来生产一氧化二氮的方法是加热硝酸铵，硝酸铵分解后产生一氧化二氮气体。但他需要小心。加热速度过快会导致不同的反应，很快产生大量的氮气和二氧化氮气体，就是爆炸。
为了避免爆炸，柯尔特小心地加热硝酸铵，将温度保持在 300 摄氏度以下，并将产生的气体收集在一个细丝袋中，这个袋子逐渐膨胀成一个气球。在他的舞台表演中，他会邀请志愿者上台吸入气体，然后他们会陷入歇斯底里，唱歌跳舞。一个拘谨的中年护士突然唱起歌来，或者一个害羞的绅士变成喜剧演员，这些场景为付费观众提供了娱乐。
柯尔特用这种娱乐方式筹集到足够的资金，最终用于他真正的爱好——开发一种著名的柯尔特左轮手枪时，他就不再做这些表演了。
3.麻醉的诞生
1844年，一位名叫霍勒斯·威尔斯的牙医观看了一场笑气表演，他想知道笑气是否能起到拔牙时的止痛作用。他在拔智齿时亲自尝试了笑气。他咯咯笑着吐血，意识到笑气确实能止痛。
在对 10 多名患者试用后，他决定公开露面，在麻省总医院为威尔斯做了一次拔牙手术，当时在场的只有少数人。不幸的是，手术过程中，患者发出了一声轻微的哭喊，尽管他事后表示自己几乎没有感到疼痛，但在场的保守医疗机构却将此视为游乐场上轻浮伎俩的证据。他们不屑一顾一氧化二氮，并嘲笑威尔斯。他后来染上了毒瘾，并于 1848 年自杀，但他却触发了人们对麻醉学的兴趣。
在他进行演示两年后，另一位牙医威廉·莫顿在同一家医院使用另一种物质麻醉患者。这种气体是一种名为乙醚的神秘液体的蒸气。
乙醚是一种清澈但威力巨大的液体。如果你闻一瓶乙醚，你会立刻感到头晕目眩。与啤酒和葡萄酒中的酒精乙醇一样，乙醚由两个碳原子、六个氢原子和一个氧原子组成。但这两种分子的原子结合方式不同，这对它们的性质有很大影响。例如，它们的沸点（即它们从液体变成气体的温度）非常不同。乙醚的沸点为 35 摄氏度，而乙醇的沸点为 78 摄氏度。
现在，35 摄氏度并不算高温：在炎热的夏天，一杯乙醚会在你面前沸腾。乙醚的气味非常难闻，没有人会说它有令人愉悦的气味。它与柴油和汽油的气味并无不同。
如果你吸入乙醚蒸气，它会直接进入你的肺部，渗入血液，在几分钟内迅速导致中毒。与酒精一样，乙醚的效果可能令人愉悦，但与酒精的不同之处在于，乙醚可用于麻醉。当外科医生给被切开的病人注射酒精时，病人仍然会感到疼痛，经常语无伦次、挥舞手臂。乙醚的分子结构意味着它会影响大脑中的不同通路，导致病人迅速失去意识，对切开的疼痛变得不敏感。至关重要的是，他们会一动不动。
由于乙醚的沸点很低，因此只需让患者用一小瓶温热的液体吸入乙醚蒸汽即可轻松给药。当然，诀窍是要掌握好吸入的蒸汽剂量。吸入量过多，患者就会中毒，导致严重的副作用，如呼吸困难和心率异常。吸入量过少，患者会在被切开时醒来。
除此之外，使用乙醚作为麻醉剂虽然有效，但效果并不理想。首先，乙醚和酒精一样，会让人上瘾。因此，一旦人们普遍接受麻醉剂的好处可能大于风险这一观点，科学家们就开始探索其他物质的蒸气。
4. 皇家肯定
其中一位实验者是约翰·辛普森，一位住在爱丁堡的苏格兰产科医生。每天晚上，他和两名助手都会聚集在他的客厅里，嗅闻化学物质以评估其麻醉效果。这是件很危险的事情，因为这些化学物质的毒性是完全未知的。1847 年 11 月的一个漆黑的夜晚，他们聚在一起吸入一种叫做氯仿的挥发性液体，这种液体气味香甜。起初他们觉得很舒服，心情也变得“很好”，但后来他们都晕倒了。
这幅画描绘了氯仿对人体的影响。
第二天早上，当他们恢复意识时，辛普森欣喜若狂：他找到了一种新的麻醉剂吗？他没有意识到自己可能会自杀，于是又在侄女身上尝试了这种麻醉剂。侄女说她感到很高兴，开始唱“我是天使”，然后倒在地上不省人事。她活了下来，辛普森认为这是安全的，于是继续在医疗实践中使用氯仿，成功地将其用于分娩的母亲，以减轻她们的痛苦。他没有杀死其中一些人真是个奇迹，因为剂量错误（如乙醚）可能会致命。
其他医生也感到愤怒，但不是出于安全问题。以男性为主的医疗机构认为，减轻分娩疼痛在道德上是错误的，上帝注定了女性在分娩时应该受苦。止痛的道德问题一直是一个热门的公众辩论话题，直到 1853 年维多利亚女王在生利奥波德王子时被注射了氯仿，之后这种止痛方法才得到皇家的认可。女王后来写信给一位也吸入氯仿来止痛的朋友：“很高兴听到米妮恢复得这么好，并得到了氯仿的无价祝福，没有人能对此心存感激。”
一名产妇通过吸入气体和空气来缓解疼痛。
5. 笑气合法化
到了 20 世纪初，氯仿作为麻醉剂的使用逐渐被淘汰。氯仿毒性太大，大剂量使用会损害肝脏和肾脏，还会干扰心脏节律，导致手术中意外死亡——即所谓的“嗅觉猝死”，这是吸入许多溶剂后产生的危险副作用。
在有效缓解疼痛和产生副作用的风险之间的平衡使笑气重新成为人们关注的焦点。虽然笑气不会使您昏迷，但它确实可以让您减轻疼痛，减少副作用。然而，笑气不受管制，而且其给药方式——丝绸或橡胶气球——对牙医或医生来说并不理想，因为气球体积庞大，而且随着时间的推移，气体会泄漏到存储它们的房间中，而一氧化二氮会让每个人都感到头晕目眩。乔治·坡 (George Poe)是一位接受挑战解决这一工程问题的人，他是恐怖小说大师埃德加·爱伦·坡 (Edgar Allan Poe) 的表弟。他在新泽西建立了一家工厂，大规模生产液态一氧化二氮，然后将其装在罐子里出售。
这是个聪明的选择。液体比气体密度大，所以一小罐一氧化二氮可以塞满很多。一氧化二氮的沸点是 -88C，这意味着液态一氧化二氮在室温下会立即沸腾。然而，加压气体会提高其沸点，使其可以以液态形式保存在加压容器中（例如用于野营储存丁烷的气瓶）。打开罐阀会释放压力，立即将液体转化为蒸汽，供牙医诊所和医院使用。到 1883 年，乔治·坡已向 5,000 名牙医提供罐装医用级麻醉一氧化二氮。
乔治·坡对气体帮助人们减轻痛苦的能力充满热情。他申请了呼吸器的专利，这是一种安全、系统地向患者输送气体的方法。一个罐子将气体送入黄铜圆筒，然后送入放在患者鼻子和嘴巴上的面罩中。他声称，使用这种方法，使用纯氧，人们有可能从死里复活。
现代医院使用的一氧化二氮储存在圆柱形钢瓶中。这是我手指脱臼那天医生使用的钢瓶之一。我使用呼吸面罩吸入气体，就像乔治·坡发明的那些一样。如今，它以氧气和一氧化二氮的混合物形式输送，称为“气体和空气”。如果你在医院分娩，你很可能会被提供这种混合物来缓解疼痛。这是一种简单易用的系统，而且比分娩时极度痛苦时使用的硬膜外麻醉要温和得多。这种气体确实是现代医院生命支持系统的一部分。
年轻人在无休止地寻找各种方式来充实自己的思想时，又重新发现了笑气。他们在网上购买一盒盒的笑气罐，用它们吹起一氧化二氮气球。然后他们通过气球的颈部吸入气体，作为一种消遣性药物。他们吸入后会表现出滑稽、疯狂、危险性（在英国是非法的）和人生改变的幻觉症状。这些是明亮的银色笑气罐在我们当地公园的绿草中闪闪发光。
被丢弃的笑气罐和气球。
我自己也吸入了一氧化二氮，那天我在医院手指脱臼的时候。我完全失去了意识。听到“咔嚓”一声，我误以为是击球的声音，开始纳闷为什么有人在医院打高尔夫球。几秒钟（或几分钟？）后我恢复意识，看到医生站在我面前，但他的高尔夫球杆不见了。相反，我的手指回到了原来的位置。这次我没有感到疼痛。医生看起来很高兴。
从医院回家的路上，尽管受了伤，我还是感到很兴奋。我坐在一辆公共汽车的顶层。那是一个漆黑的夜晚，伦敦肮脏的街道在钠灯路灯的橙色光芒中飞驰而过。公共汽车不时经过一栋房子楼上的房间，里面的住户没有拉上窗帘。我看到人们在房间里的快照，有些人坐在床上看书或在电脑上工作。然后我看到一个女人盯着窗外看，我们短暂地对视着。我感觉自己仿佛进入了她的脑海，瞬间进入了她的意识，从她的车窗向外看，看到一个年轻人站在一辆双层巴士的顶层盯着我看。
后来我理性地将这种灵魂出窍的感觉归因于吸入笑气的后遗症。我的潜意识一直萦绕着这段记忆，时常回想它，感觉它就像拔牙后舌头探进洞里一样奇怪。一旦你经历过这样的时刻，并认为自己进入了另一个意识领域，你就不可能放弃它们。
