2年前，物理学家瓦莱丽 · 托马斯发觉她自己对环境污染的恶果倾注了越来越多的关注。作为一个身在普林斯顿能量和环境研究中心，研究方向是核武器控制的物理学家，她幸运地正处在一个可以大显身手的合适位置上；她决定加入该中心的一个新的研究小组中去，这个小组正在涉及称之为“工业生态学”的课题。

托马斯说：“工业生态学的整体思想是把工业看作是它正在影响着的生态系统的一个固有的部分。我们观察了物质从工业流向环境的循环，而且试图设想一个新的、可以更好地与环境匹配的系统的演化。”理想的新系统将不仅使工业下脚减少到最小限度，而且可以利用下脚物质作为下一轮生产循环的投料。

除了托马斯外，工业生态学研究小组还包括一名化学教授，一名来自市政工程和施工研究室的教授，一名德罗 · 威尔逊国际和公众事务学院的教授以及中心主任罗伯特 · 索鲁罗。研究小组的基金主要来自政府部门、私人基金会等各种渠道。

重金属——例如铅和镉——和有机物——例如二氧（杂）芑一对人类健康都有着严重的、难以预料的影响，然而这些正是托马斯特别感兴趣的。她的大量工作就是利用文献上现存的数据重新阐明污染物的产生和它们贯穿工业经济系统并进入环境的通道。托马斯说：“我们着眼于下面一些问题，即这些材料是怎样被使用的，它们会到达何处以及它们会导致什么后果，我们也需要知道怎样才能改变这些通道，这种改变又会引起什么效应。”

由托马斯和她的普林斯顿同事们合作进行的，并且在科罗拉多召开的1992年关于工业生态学的全球变化的讲习会所报告的一项对镉和铅的研究工作表明，这类研究工作怎样才能去揭示出新的有时甚至是令人惊异的结论o已经证明，大部分有文献记载的由镉和铅产生的对环境和健康的影响只表现为来自对这些金属的相对次要的利用。例如几乎一半的纯化的镉用于电池中，剩余的部分用在其他工业产品中。但是，美国人正经受到辐照的镉的主要来源是磷酸盐化学肥料，这只是镉作为混杂物参与其中的许许多多产品的一种。作者们认为，一个教训就是把主要受到幅照的途径作为研究目标比简单地减少在生产中使用镉的总量会更加有效得多。

类似地，回收不是一帖包治百病的灵药。例如考虑铅的情况。铅的最初应用是在电池中，而回收量占了一个很大的比例。但是，由于铅幅照引起的人类健康问题却大部分是由所谓消耗性的产品一例如油漆、含铅的汽油——引起的，它们是无法回收的。

分析这类问题并不需要精巧的数学工具。托马斯说：“从事这类工作，我根本不需要格林函数。”然而，试图去认识例如土壤腐蚀，转变为地下水以及被植物吸收的过程——正是这种过程影响着污染物通向环境的通道——乍听起来似乎像对化学家和生物学家提出的问题。但是，托马斯相信，她受到的物理学的训练赋予她对工业生态学一种重要的洞悉力。托马斯说：“与其去搞一个很大的计算机程序，我更愿意去利用一个信封的背面。我试图把复杂的环境问题分割为更小的我能够解决的问题。这就是我在物理学中学到的本领。”

为什么一个物理学家会变成一名环境的研究工作者？托马斯的经历不是一个不寻常的故事。托马斯说：“我过去一直扪心自问，我究竟能干什么？”作为斯瓦思摩学院的一名大学生，她主修物理学，主修那些使她很感兴趣的课目。1981年，她以优异成绩毕业。对研究生院，她选择了康奈尔大学。像许多人那样，她被试图去认识物质的基本特性而带来的激动和冒险精神深深地迷住了。1986年，她的一篇题为“二维量子场论的几个方面”的论文就分析了利用磁单极促使质子衰变的吸引人的前景。

在她的研究生学习的中期，托马斯跨出了使她偏离经院式物理的传统生涯的重要一步。她加入了11月11日委员会，该委员会是由物理学教授彼得 · 斯坦恩组织起来的，旨在有助于使大学和地方团体受到关于军备控制结局的教育。这个委员会最初就是由物理学的研究生和博士生组成的。

在毕业以后，托马斯又朝着这个新的方向迈出了第二步。她说：“我知道，我并不想努力使自己成为一个理论物理的博士生。”“然而，我已经认识到在军备控制和国家安全方面有一些位置对我是十分合适的，我估计那里也不会有什么问题，但是，当我申请的每个地方都拒绝我时，我感到十分沮丧。”最后，她终于在卡内基 · 梅隆大学的工程和民众政策系谋到一个职位，在那里她花费了2年时间去研究怎样利用卫星或其他工具去探测固体燃料导弹的生产过程。

1988年托马斯迁居普林斯顿，与曾在能量和环境研究中心的一个军备控制小组的弗兰克 · 海普尔等人一起工作。她的研究课题稍稍转向去证实海洋运载船上是否装有深海发射核巡航导弹。那个时候，美国正在为反对在斯塔特条约中包括深海发射核巡航导弹的条款而进行辩论，因为它们实在太容易制作以至无法隐蔽起来。

当托马斯日益被卷入军备控制争论中去时，她发觉，她工作的性质无法与自己的才能和兴趣挂钩。她感到她本人考虑的更多的仍是环境问题，因而最后她又—次改变了自己的研究方向。她说：“我的假设是这样的，即对环境而不是对军备控制而言，一是存在着至今尚未找出答案的许多科学上的问题，这些答案是必须的，解决这些问题的途径也是可以被找到的，这方面似乎对我更加合适。”

托马斯的转向很快得以实现，因为中心允许她在军备控制和环境之间分配自己的工作时间。一旦当她在以往经历中取得了某些经验以后，她就把全部时间都投入了对环境问题的工作中去。她说：“我告诉人们，在谋求新领域的工作之前，事先花费尽可能多的时间为日后进行高效工作作好准备是十分重要的。”她又说：“我在康奈尔从事的军备控制工作有助于我作出改变并转到那个领域中去，这里很重要的是中心准许我待在那里并开始进行关于环境问题的工作。”

而在普林斯顿期间，托马斯还协助在1989年前往莫斯科参加国际暑期学校的美国代表团。这类学校举办得如此成功以至下一年在美国举办了类似的学校。而第三次和四次则分别于1991年和1992年在莫斯科和上海举行。学校包括军备控制和环境两大部分，而托马斯通常组织环境的那一半内容。

在莫斯科 · 关于铅污染的一项主要的最新研究——一项至今仍鲜为人知的课题——是托马斯参加这些学校的一项成果。俄罗斯的同事们如今正在从各个不同地方的6天日托儿站和托儿站周围收集铅的样品，因为孩子们是铅中毒的大多数受害者。那些样品（油漆、泥土、灰尘、水和汽油等等）将在莫斯科和普林斯顿进行分析，这就为托马斯提供了利用原子吸收谱线作定量分析的机会。

作为这个研究机构的一员，托马斯开始颇有影响。她说：“我现在正开始变得能出成果了，但是，她在该中心还没有一个永久的职位，因此她预料在下一个年度需要寻找一个工作。她说：“我真愿意做我现在正在做的研究工作，我很想在一个科学的环境中做研究，”

在前几年中，曾经有过几次这样的工作机会。除了普林斯顿的中心之外，还有卡内基 · 梅隆的工程和民众政策系和加州大学贝克莱分校的能量和资源研究小组，都曾经留在托马斯的记忆中。但是，或许部分地受到联邦全球改造首创精神的激励，多学科环境科学系和相应的课程相继在其他一些研究生院中出现。虽然它们常常包含有生物学——生态学和工程——水资源方向，但托马斯认为，如果物理学家有这些方面恰当的经历的话，那里可能有着对物理学家很好的工作机遇。

［Physics Today，1993年第4期］