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令人惊讶的是,正如研究人员最近报道的那样,水可以阐释武术哲学,同时也是迄今为止“地球上最难理解的材料”。摄影:takoburito/Shutterstock

O(运行)一天,在经过数小时的冥想和练习后,还是十几岁的小龙沮丧地去航海。他的武术老师叶问(Yip Man)一直在教授李开复超然的艺术,这是功夫的一个关键方面。李不能放手。他后来写道:“在海上,我想起了我过去的所有训练,对自己感到愤怒,并在水上挥拳!”。“就在那一刻,我突然想到,这水不是功夫的精髓吗?我撞了一下,但它没有受伤。然后我试图抓住一把,但事实证明这是不可能的。这种水是世界上最柔软的物质,可以装在最小的罐子里,但似乎很脆弱。实际上,它可以穿透世界上最坚硬的物质。就是这样!我想成为水的本性。”

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对于初露头角的武术家李来说,水体现了一种轻柔和毫不费力的力量。他从中国古代哲学家老子那里学到了这一点道德经并对其进行了更新,补充道:“当加热到蒸汽状态时,它是看不见的,但有足够的力量分裂地球本身。”令人惊讶的是,正如研究人员最近报道的那样,水可以说明和阐释武术哲学,同时也是迄今为止“地球上最不被理解的材料”。

水对生命来说似乎是“微调”的。

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在他们的学习日本东京大学基础工程系的研究人员Hajime Tanaka、John Russo和Kenji Akahane上个月发表了一篇论文,试图对水在液体中的独特性进行梳理。它具有反常的特性,比如在40华氏度以下冷却时会膨胀,这解释了为什么湖泊会从上到下而不是从上冻结。通常情况下,冰冻固体的密度要比其液体当量高,这意味着冰冻块会掉入湖底,而不是停留在湖面上。与其他液体相比,水在被压缩时的粘性也会降低,并且具有不可思议的表面张力,使生物如昆虫等足够轻的物体能够在其上行走或站立。由于正是这些独特的特征为我们的气候和生态系统提供了动力,因此水对生命来说可能是“微调”的。

在超级计算机的帮助下,研究人员能够调整和取消调整水的计算模型,使其表现得像其他液体。“通过这个程序,”Russo,“我们发现,使水表现异常的是水分子的一种特殊排列,例如四面体排列,其中一个水分子与位于四面体顶点的四个分子氢键连接”,四面体是四个三角形平面的形状。Russo说:“四个这样的四面体排列可以以这样一种方式组织自己,即它们在中心共享一个共同的水分子,而不会重叠。”。因此,当水结冰时,它会形成一个开放的结构,大部分是空的空间,密度低于液态水的无序结构,这就是为什么水会支撑冰。高度有序和无序的四面体排列都赋予了水“独特的属性”。论文的标题阐明了这一点:“类水异常是四面体的函数。”

鹦鹉螺理查德·赛卡利他是加州大学伯克利分校的化学家,他解释道,为什么这些特性会让这种液体成为骗局和奇思妙想的好时机。古希腊人认为水是四种“基本”元素之一,其他元素是土、气和火。Saykally说,顺势疗法就是从这一点发展而来的,它的目的是使用溶于水中的小剂量致病菌来治疗疾病。但现在有更多关于所谓“结构化”或“六角形”水的神奇说法。一些“健康”从业者声称人类衰老的部分原因是我们没有补充结构性水。他们说,根据水的结构,它可以更有效地穿透细胞壁,并具有各种健康益处。

赛卡利说:“这根本没有科学依据。”。“你不能制造结构性水。这毫无意义,因为水中的氢键可以维持几皮秒-10的寿命-12第二,水的氢键结构正在迅速重组,因此,尽管有很多这样的说法,但水中不存在孤立的水团簇。”

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古希腊人可能错误地认为水是一种基本元素,但赛卡利说,水对地球上的生命来说至关重要,这绝非巧合。他说:“这是水的固有特性,因为水形成的强大四面体氢键网络是化学过程发生的非常灵活的环境。”。“它具有溶解许多离子的正确特性;它具有使我们所称的疏水材料“如蛋白质”以特殊方式折叠的正确特性。”

萨卡利发明了一种新的激光来研究水团簇,其最终目标是制造“完美的水模型”,他说。“我们希望将水原子团簇研究中获得的所有信息与我们的太赫兹激光光谱、量子化学计算和凝聚相测量相结合,并制作一个水的计算机模型,它将回答您提出的任何问题。这个完美的水模型就是我们所称的全球第一principles水模型。”

观看下面的Saykally,描述他使用一台运行通用水模型的超级计算机会做什么。

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你可以从Saykally开始享受我们剩下的对话在这里其中他说,除其他外,是否可能存在另一种形式的液态水。

Brian Gallagher是鹦鹉螺。在推特上关注他@bsgallagher公司.

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