水的奇葩特性

鄲花

你可能沒注意到，水其實非常奇特，不同于任何其他液體。

首先，水的密度異乎尋常。通常，在冷卻過程中，液體密度會越來越大。然而，水在4℃時達到最大密度。在這個溫度以下，水的密度反而會下降。所以，冰的密度比水小。因此，冰會漂浮在水面，而水的冷凍是自上而下的。

其次，水的表面張力非常大。除水銀外，它在所有液體中具有最大的表面張力。因此，水蜘蛛能夠站立在水上。此外，水的沸點也高得異乎尋常。還有，相較于其他液體，水能夠溶解許多化學物質，這一點也很奇特。

如今，科學家跳出固有思維模式，終于搞清楚原因了——這和水分子的奇特排列有關。在室溫下或結冰時，水分子呈四面體排列，也就是說，每個水分子都和其他四個水分子相連，大致呈金字塔形狀。這一次，研究人員利用超級計算機和計算機模型，改變水分子的金字塔結構。通過這種方法，他們成功使水的特性更接近其他液體，舉例而言，使冰的密度比水大，讓冰沉入水底。這種方法能夠改變水的所有古怪特性。

這意味著，水的異常特性是特殊分子排列的直接結果。四個水分子共享同一個中心水分子，且不會相互交疊。這種高度有序的水分子排列混合其他無序排列使水具備種種古怪特性。

水的這些異常特性正是生命誕生的必需條件。水無法輕易壓縮，因此能夠四處流動——仍在血管里帶著血細胞四處流動。由于水是很好的溶劑，因此體內的水能夠溶解人體機能所需的營養物質。甚至連低密度的水冰也有益于生命——如果湖泊從底部開始結冰，那么湖里的生命就會死亡。