【元素家族——連載5】你真的了解水嗎？

既然說到氫，就不能不談到水，因為氫是形成水的物質嘛。的確，雖然氫可以和各種物質形成多樣的化合物，但是地球上，水是含氫量最大的物質，也是跟我們人類生活關係最密切的物質。

水實在是我們太常見不過的物質，地球表面71%被海洋所覆蓋，也因此，地球在宇宙中擁有獨特的藍色；而人體內幾乎也是這個比例都是由水組成的，這實在是一個巧合。有個日本人據此寫了一本書《水告訴你答案》，其中甚至提到水可以聽懂人類的語言。我可以負責任的告訴你，這本書中大部分都是偽科學，如果你要相信，概不負責。

【我們的第一個家園，會是最後一個嗎？】

然而水又實在是非常神奇的物質，水的凝固點是0攝氏度，沸點是100攝氏度，都在我們地球的溫度範圍附近，因此我們經常可以看到冰、水、雪、霜、雲、霧、蒸汽等不同形態的水，也曾讓我們的詩人們詩興大發，留下傳世名句。

【仁者樂山，智者樂水。山不在高有仙則靈，水不在深有龍則靈。山和水都是中國古代知識分子的精神食糧。】

我們使用的質量單位「克」就是根據水的密度來的，一克的重量大約相當於一立方厘米水在室溫的質量。而其實水的密度在不同溫度下是變化的，水的密度在4攝氏度的時候最大，溫度更高或者溫度更低，它的密度都會下降。因此即使冬天水裡結冰，在水不是太深的江河湖裡，水底的溫度會是4度，水裡的魚不會凍死。如果水的密度變化不是這樣，地球上的海洋就很難支持生命如此長期的進化。

【想像中的三葉蟲時代，距今約5.6億年，統治世界3億年之久。海洋是地球生命的搖籃，這大部分是由於水的特性。我們目前對於海洋的認識還很淺薄，比如我們對海底的厭氧性生物感到很驚奇，對於水母等很多海洋生物，還有很多奧秘在等待著我們。人類還遠未佔領地球表面29%的陸地，對於海洋、海底更是謎團多多，「人類是地球的統治者」這句話實在是一個笑話。】

水的電離常數是10-14，這導致pH值的設計，水的pH值就是7，這實在是一個不大不小的數字。如果水的電離常數太小，（比如氨的電離常數是10-30）則很多化學反應會更加慢，生命的活動會更加緩慢，沒有靈性；如果水的電離常數過大，則生命毀滅的速度會更快，甚至根本沒有足夠的時間形成生命。

【水的電離過程，這一簡單的可逆過程影響了億萬種化學反應，以及在此基礎上的生命過程。】

水是一種萬能溶劑，很多種化學物質都能溶解在水中，這讓地球表面的海洋成為了一個天然的化學反應釜，利用這麼大的反應釜最終製造出了DNA，這就不是稀奇的事情了。這也讓化學化工產業沒有那麼複雜，中國的很多化學輕工業就是從小作坊開始的，這一點和英國、德國等發達國家沒什麼兩樣。目前工業用水價格是3-6元/噸，如果很多溶劑不是水的話，這些小老闆永遠沒有機會發財，中國的山寨輕化工業也很難發展到今天。

【太多的物質可以溶於水，可以說一大部分的化工行業就是圍繞著水來開展的，下一篇我們會抽空談談化工產業的水性化趨勢。】

「佛觀一缽水，八萬四千蟲」。地球上，只要有水的地方就有生命的出現，一滴水放到顯微鏡下，是一個小小世界。原始生物、藻類、細菌、甚至病毒面目各異。可以想像，這個小小世界裡，也有生態平衡，只不過這種生態平衡的速度比我們宏觀生物圈的速度要快得多。人類的破壞力有時候會滲透到這小小世界裡，比如08年的太湖藍藻事件。

【08年的太湖衛星照。】

地球上雖然水域覆蓋很廣，但是卻極不平衡，存在很多的缺水地區，比如山區、沙漠。河流、湖泊等淡水資源對人類文明極為重要，最早的人類文明往往出現在大河流域，絕非巧合，乃是由於淡水實在是人類文明生存的關鍵要素。

【四大古文明發源地：埃及（黃色）、美索不達米亞（綠色）、印度（藍色）、中國（紅色）。】

隨著人類文明的繼續擴張和發展，淡水將成為越來越珍貴的資源。將水資源充足地方的水調動到缺乏的地方，將成為未來的商機。三峽工程和「南水北調」展示了人類文明的智慧和戰天鬥地的勞動熱情，雖然受到一些質疑：人類的淺薄將遭到大自然的教訓。但是這應該就是發展吧，用一種imbalance去改變之前的imbalance。

另一方面，水最多的地方在海洋，但是卻都不是淡水，海水淡化是近年來各國投入很大的工程之一，如果能夠大規模應用，其產業意義不亞於可控核聚變。

【沙烏地阿拉伯的沙埃拜海水淡化廠俯瞰圖。既然能淡化海水，自然處理人體排泄物就不是難事，太空旅行中，不可能攜帶大規模的淡水，必須有設備循環利用尿和人體排出的汗液。】）

看完地球以後，宇宙中的水資源如何呢？很遺憾，距離地球比較近的幾個星體都沒什麼水，月球是一個光禿禿的星球；離太陽最近的那個星球雖叫水星，卻沒有一滴水，表面被太陽烤的火熱；金星的大氣中全是酸雨，要治理它幾乎等於去治理地獄；火星的表面覆蓋著一層氧化鐵，所以通紅通紅；更遠處，幾個氣體行星主要由氫、氦組成，可以作為核聚變的原料，但是對於我們人類這種小生命來說，水才是生命之源。太陽系之外，我們知道僅僅在銀河系就有2000億顆和太陽一樣的恆星，那裡可能有和我們太陽系一樣的行星世界，其中可能有和地球一樣的海洋星球，但那是太遙遠的事情。

【星漢燦爛，未來我們將去向哪裡？我認為，哪裡有水，我們就應該向哪裡進發。】

所幸，離我們不遠處（這裡的「遠」是對於不遠未來的人類來說），有一顆這樣的星球，它的表面雖然沒有液態水，但是卻有100公里厚的冰層，人們猜想，說不定在冰層覆蓋的下面有液體海洋，在這液體海洋中會存在生命。這就是木衛二：歐羅巴。

這顆衛星激起了人類無限的遐想，克拉克經典的《太空漫遊系列》（已經被拍成電影，和後面情節相關的第二部被譯為：超級太陽神，正宗標題黨啊。）中，成為宇宙人的大衛鮑曼將木星引燃成一顆恆星，讓木衛二上的生命得以迅速發展，他稱之為：Something wonderful！

這顆寶貴的衛星將和木星一起，成為我們未來太空旅行的中轉補給站。

【木衛二的幻想圖，受到木星強大的引力，人類幻想上面會有高達200km高的噴泉，完爆所有人工景象。】

小結一下吧，70%由水組成的我們可能覺得水是很稀鬆平常的，但其實水的理化參數只要相差一點點，可能就不會有生命的誕生。這可以訴之於「人擇原理」：如果宇宙不是這樣，就不會有我們這麼sb的生命在這裡談論這些事情。

（旁白）上帝：哈哈哈！

小測試：

1， 哪些單位的設置跟水有關？（多選）

A） 克

B） 攝氏度

C） 華氏度

D） pH值

2， 距離地球最近的一顆有水的星球是？

A） 水星

B） 月球

C） 木星

D） 木衛二

3， 下面哪些是四大古文明發源地（多選）

A） 中國

B） 印度

C） 美索不達米亞

D） 埃及