《水的答案知多少水的第四相：不只是固态、液态和气态》(美)杰拉德·波拉克

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《水的答案知多少水的第四相：不只是固态、液态和气态》(美)杰拉德·波拉克【文字版_PDF电子书_】

《水的答案知多少水的第四相：不只是固态、液态和气态》封面图片

书名：水的答案知多少
作者：[美]杰拉德·波拉克
出版社：化学工业出版社
译者：李政
出版日期：2015-9
页数：236
ISBN：9787122239563

8.2
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内容简介：

水，覆盖在地球上，弥漫于天空中，充斥在细胞里;水，无处不在，然而却没有你想象得那么简单。

看看你知道下面这些问题的答案吗?

为什么冰的表面很滑溜?为什么果冻中含水量大于95%，水却不会从中滴出来?为什么热水比冷水结冰快?为什么一杯香槟中会无休止地产生气泡?为什么水滴可以漂浮在水面上?为什么液态水可以在两个烧杯之间形成一道水桥?……

生活中有许许多多像这样好玩又奇怪的现象，你想知道为什么吗?

华盛顿大学的杰拉德·波拉克教授知道这些关于水的答案。波拉克教授经过多年的研究发现：水不仅仅有固态、液态和气态三种相，水还存在第四种相—液晶态。有了这个秘密武器，所有的奇怪现象都迎刃而解了。

现在，就请热爱思考的你开启我们的神奇之旅吧，来了解一下我们最熟悉却也最陌生的一种物质—水。

作者简介：

杰拉德·波拉克(Gerald H.Pollack)，华盛顿大学生物工程系教授，宾夕法尼亚大学博士，科技期刊《水》的创始人以及总编辑。

2012年获得普利高津奖章;

2008年获得华盛顿大学的高奖项——年度教工演讲奖;

荣获美国国立卫生研究院授予的创新基金;

被俄罗斯乌拉尔联邦大学授予荣誉博士学位;

被俄罗斯科学院授予荣誉教授称号;

被聘为塞族共和国文理科学院的外籍教员;

美国生物医学工程协会的创始成员之一;

美国心脏协会以及生物工程协会的会员;

1990年出版的《肌肉与分子：揭示生物运动的机理》获得科技通讯协会的优秀奖。

2001年出版的《生物、凝胶和生命的发动机》获得科技通讯协会的杰出奖。

2014年出版的本书在美国获得2014国际峰会优秀奖。

波拉克教授不仅仅是一位卓有成绩的知名科学家、演说家和作家，更是一位愿意挑战一切科学疑点的勇敢战士。

精彩书评：

★“波拉克教授是这个领域的先锋，不难想象，他的发现将产生深远影响”

——布赖恩·约瑟夫森(Brian Josephson) 剑桥大学，诺贝尔奖获得者

★“这是本世纪最伟大的科学发现。让我最震惊的是波拉克实验方法的简洁以及优雅。很多实验都可以在自家的厨房里完成，你不用显微镜都可以观察到结果。”

——何美芸(Mae-Wan Ho) 英国社会科学研究院，院长

★“这是我读过的最令人大开眼界、大吃一惊的书。”

——亨利·鲍尔(Henry Bauer) 弗吉尼亚理工大学，名誉院长

★“水是生命之源，其性质反常而神秘，这本书展现给您关于水的新研究进展。”

——郑建明中国科学技术大学，副研究员

摘要：《水的答案知多少水的第四相：不只是固态、液态和气态》是美国科学家杰拉德·波拉克关于水科学研究的重要著作。书中突破了传统认知中水只具有固态、液态和气态三种形态的观点，提出并系统阐释了“第四相水”的概念，即存在于亲水界面附近的一种具有特殊结构和性质的水。这一发现不仅挑战了经典物理与化学领域对水的理解，也为生命科学、医学、环境科学以及能源研究开辟了新的视角。作者通过大量实验现象与科学证据，展示了第四相水形成的条件、结构特点以及在自然界和生命活动中的广泛存在。全书既具有严谨的科学逻辑，又兼具通俗易懂的表达方式，使读者能够深入认识水这一最常见却最神秘的物质。从微观分子结构到宏观生命现象，从实验室研究到现实应用，作品构建了一幅关于水的新图景，引导人们重新思考生命、健康以及自然世界运行的深层规律。

重新定义水的形态

长期以来，人们普遍认为水只存在固态、液态和气态三种基本形态，这一认知被写入教材并成为科学常识。然而，杰拉德·波拉克通过长期研究发现，在特定条件下，水会表现出一种不同于传统三态的新状态，这种状态被称为“第四相水”。这一观点的提出，为水科学研究带来了深刻变革。

第四相水主要存在于亲水材料表面附近。当水接触某些能够吸引水分子的界面时，会形成一种具有高度有序结构的区域。这一区域并非普通液态水，而是具有独特排列方式和物理性质的特殊状态。作者通过实验展示了这种结构的真实存在，并证明其范围远超传统理论所预测的尺度。

与普通液态水相比，第四相水拥有更稳定的分子排列结构。其内部形成规则的六边形网络，使水分子之间的联系更加紧密。这种特殊结构赋予其不同于液态水的密度、黏度和电学特征，也使其能够长期保持稳定状态。

书中指出，科学的发展往往源于对常识的突破。第四相水理论虽然在提出之初遭遇质疑，但随着越来越多实验结果的积累，其科学价值逐渐得到重视。这种新形态的发现不仅丰富了人类对物质状态的认识，也为未来研究提供了新的理论基础。

实验揭示神秘规律

为了证明第四相水的存在，作者进行了大量严谨实验。其中最著名的是排斥区实验。研究人员发现，在亲水表面附近会形成一个几乎不允许微粒进入的区域，这一区域与普通液态水明显不同，因此被称为排斥区。

实验过程中，显微镜观察显示微小颗粒会主动远离亲水界面，并在一定距离外聚集。这种现象无法用传统水分子理论完全解释。随着研究深入，科学家发现这些区域中的水分子排列更加有序，从而形成了独立于普通液态水的结构层。

作者还通过光谱分析、电学测量等技术手段研究第四相水的性质。结果显示，这种水带有负电荷，而邻近区域则积累正电荷。由此形成的电荷分离现象类似天然电池，为理解许多自然界能量过程提供了新的思路。

更令人关注的是，光能特别是红外线能够促进第四相水的形成。当外界提供适当能量时，排斥区范围会明显扩大。这意味着环境中的自然能量可能持续影响水的结构变化，也为生命系统获取能量提供了新的解释框架。

通过这些实验，作者不仅展示了第四相水的客观存在，也证明了水远比传统理论描述得更加复杂。这些发现推动人们重新审视看似普通的水，并认识到其隐藏的巨大科学价值。

生命系统中的作用

第四相水理论最引人注目的意义之一，在于其与生命活动之间的紧密联系。人体约由百分之六十以上的水组成，而细胞内部的大量水分并非完全处于自由流动状态。作者认为，许多细胞内水可能以第四相形式存在。

细胞中的蛋白质、膜结构以及各种生物大分子都具有明显的亲水特性。这些结构周围形成的大量第四相水区域，能够影响物质运输、能量转换以及信息传递过程。因此，第四相水可能是维持生命秩序的重要基础。

书中进一步探讨了血液循环、神经活动以及细胞代谢等现象。传统理论通常强调化学反应和分子机制，而第四相水理论则提供了新的解释路径。由于其能够储存和释放能量，因此可能参与许多生物活动的驱动过程。

作者还将第四相水与人体健康联系起来。他认为，适量运动、充足阳光以及良好生活环境有助于促进人体内部有序水结构的形成。这些因素不仅影响身体机能，也可能对整体健康状态产生积极作用。

这种观点虽然仍在持续研究之中，但已经吸引众多生物学家和医学研究人员关注。第四相水理论为理解生命本质提供了新的视角，也为未来健康科学的发展带来了更多可能性。

科学意义与未来展望

《水的答案知多少水的第四相：不只是固态、液态和气态》的价值不仅体现在发现新现象，更体现在它推动科学思维方式的转变。作者通过跨学科研究，将物理学、化学、生物学等领域知识结合起来，构建出全新的研究框架。

在能源领域，第四相水产生的电荷分离现象引发广泛关注。如果能够深入理解这一机制，人类或许能够开发出更加高效、环保的新型能源技术。这种基于自然原理的能量获取方式具有巨大发展潜力。

在环境科学方面，第四相水理论有助于解释土壤保水、植物生长以及自然水循环中的许多现象。过去一些难以说明的自然规律，可能通过有序水结构得到更加合理的解释，从而推动生态研究不断深入。

医学领域同样可能从这一理论中获得启发。随着研究的推进，人们或许能够更加准确地理解细胞环境、组织修复以及疾病发生机制。第四相水的发现为探索人体内部微观世界打开了一扇新的窗口。

尽管相关理论仍在不断完善之中，但其所展现出的创新价值已经不可忽视。许多科学史上的重大突破都经历过从质疑到认可的过程，而第四相水研究也正在沿着这样的道路不断前进。

总结：

《水的答案知多少水的第四相：不只是固态、液态和气态》以独特视角重新审视最常见的物质——水。杰拉德·波拉克通过丰富实验和严密论证，提出第四相水这一突破性概念，打破了人们对水三态结构的固有认知。书中不仅展示了水分子结构的复杂性，也揭示了水在自然界和生命系统中的深层作用。

从科学发现到实际应用，从实验观察到生命奥秘，作品展现出强大的思想启发意义。它提醒人们，许多看似熟悉的事物仍隐藏着未知世界。随着研究不断深入，第四相水理论有望在能源、医学、环境和生命科学等领域发挥更加重要的影响，为未来科学探索提供新的方向。

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