奇異的水

何天擇

晚近科學家發現，宇宙萬物中存在著一個原則，叫作Anthropic Principle（創造為著人原則）。這原則說，萬物的創造乃以人為目標，是為了人的生存而創造的。

天體物理學家們發現，許多物理學上漠不相關、好似任意決定的恆數，有一希奇的通性，即恰是產生有生物的宇宙所必需，不能稍微變動。這些科學家所引證的許多事實，一般沒有物理學高深修養的大眾實難了解。但其中一項幾乎人人都能明白，即水的反常作用或奇異性。

水是極普通的物質，到處都有；也是生命所必需及不可或缺的。人體中水的份量約佔三分之二。水的化學分子由兩個氫原子與一個氧原子所結合，即 H2O，是很簡單的化合物，但有極其獨特難於思議的奇異性。

物質因熱膨脹，分子間距離增加，即密度減少；反之，凍縮則分子靠緊，密度增加。熱脹冷縮是物質界的常規。因此固態的物質，會在它的液態中下沉。但水不遵循常規作用。液態的水冷卻至攝氏四度時，密度最高，符合冷縮的常規；但由此溫度再降，密度非但不再增加（冷縮），反而減少，變成膨脹。到零度結冰時，因冰的密度較水為低，便浮在水面。冰有隔熱作用，冰以下的水便保持在攝氏四度，如此湖泊、池塘中的生物可以繼續生存，不至消滅。

把單位質量升高攝氏一度所吸收的熱量，叫做比熱或比熱容。所有的液體中，水的比熱最大。這也是水的奇異性之一。大的比熱可容納多量的熱能，是冷卻、傳熱、儲熱的優良物質；同時揮發性小，反較一些高分子量的物質如乙醇(Alcohol)、醚(Ether)揮發性低。水若有正常的揮發性，在室溫時便為氣體。如此，則不會下雨，也無湖泊河流，人體的水液也會揮發逸散了，人便無法生存。

水是優良的溶劑，有大的表面張力，便利細胞膜內外的物質交互作用，是生物體內新陳代謝作用的媒介。在乾熱有風的氣候中，人每日需要六至八杯的水才夠維持身體的正常狀態。血、汗、眼淚都是水的溶液。

根據科學家的考查，水的奇異性有四十一點之多（註）。這些奇異性的發生由於水分子之間的氫鏈(H-bonding)所致（見圖）。水分子的一面有兩對孤立的電子，在另一面則有兩個氫原子；前者帶有微弱的負電荷，後者帶有微弱的正電荷。所以水分子有正負兩極性。一個水分子的負電荷端可與另一水分子的正電荷端相締結。如此多個分子締結成為分子網，即（H2O）n。因這分子網的存在便不容易揮發，需要更多熱能使之拆散。一個水分子自身中的共價鏈是堅強的，但水分子與分子之間的氫鏈較弱，僅十分之一，容易破壞拆散。氫鏈是水分子的獨特性質，與水分子極相似的硫化氫分子（H2S）便沒有氫鏈的作用，雖然分子較水大得多，在室溫時是氣體，不會形成分子網成為液態。

人的生命之能生存，除水的奇異性外，尚有其他許多條件，缺一不可。水的奇異性由於氫鏈的奇妙，氫鏈的存在由於水分子構造的奇妙，水分子的構造由於真神創造的奇妙。「創造為著人原則」是將聖經創世記創造的故事做出科學的詮註，叫人知道創造主匠心獨運，為人設想，精微巧妙，怎不令人五體投地感讚不已？！水的化學結構雖然簡單；但細節問題，專家學者們還不能定斷，尚有爭論，可見宇宙萬物中蘊藏著無盡的創造奧秘，世人只能窺探其皮毛而已。

聖經多處提及水，以水為清潔劑。也叫我們曉得生命所必需的水，地獄中點滴不見（參路加福音十六24），但在天堂中卻有「生命水的泉源」（啟示錄七17），「一道生命水的河，明亮如水晶，從上帝和羔羊的寶座流出來。」（啟示錄廿二1）是我們靈魂深處嚮往，永久絕佳的美境。

註： www.lsbu.ac.uk/water/anmlies.html