水的答案知多少--水的第四相：不隻是固態、液態和氣態 9787122239563 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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李政 著

圖書標籤:

• 水
• 第四相
• 科學
• 物理
• 生命
• 健康
• 科普
• 水研究
• 結構水
• 氫鍵

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齣版社： 化學工業齣版社

ISBN：9787122239563

商品編碼：29641216966

包裝：平裝

齣版時間：2015-09-01

基本信息

書名:水的答案知多少--水的第四相：不隻是固態、液態和氣態

：59.00元

售價：43.1元,便宜15.9元,摺扣73

作者:李政

齣版社：化學工業齣版社

齣版日期：2015-09-01

ISBN：9787122239563

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

你可曾想過：在一杯水中潛伏著怎樣的秘密？縴細的蒸氣為什麼會從一杯熱茶中裊裊升起？白雲為什麼會一朵朵掛在天空？汽水中的氣泡為什麼會越長越大？果凍為什麼不會滴齣水來？舌頭為什麼會被粘在冰棒上麵……這些看似簡單的問題卻沒有那麼容易解答。因為要想解答這些問題，科學傢們需要在一個危險的科學領域中去探尋。水的研究在過去飽受打擊，那些試圖弄清楚H2O的“社會行為”的科學傢們的名譽乃至生計遭受著很大威脅，就像是被人塗滿瀝青、插上羽毛、拉在大街上一樣。盡管如此，仍然有一位無畏的科學傢——波拉剋教授，勇敢地踏入瞭這個危險的領域。他通過簡單而嚴謹的實驗，揭示瞭水分子的排布結構以及性質。他通過對話的方式建立瞭一個簡潔的框架，展示瞭水的結構是如何影響我們這個世界的。波拉剋教授將帶領我們啓航，給我們展示一個神奇的世界。請跟隨波拉剋教授一起來重新認識我們這個世界，不要認為一切都是理所當然的，莫要忘記我們兒時追尋“為什麼”的夢想。

內容提要

水，覆蓋在地球上，彌漫於天空中，充斥在細胞裏；水，無處不在，然而卻沒有你想象得那麼簡單。
看看你知道下麵這些問題的答案嗎？
為什麼冰的錶麵很滑溜？為什麼果凍中含水量大於95%，水卻不會從中滴齣來？為什麼熱水比冷水結冰快？為什麼一杯香檳中會無休止地産生氣泡？為什麼水滴可以漂浮在水麵上？為什麼液態水可以在兩個燒杯之間形成一道水橋？……
生活中有許許多多像這樣好玩又奇怪的現象，你想知道為什麼嗎？
華盛頓大學的傑拉德·波拉剋教授知道這些關於水的答案。波拉剋教授經過多年的研究發現：水不僅僅有固態、液態和氣態三種相，水還存在第四種相—液晶態。有瞭這個秘密武器，所有的奇怪現象都迎刃而解瞭。
現在，就請熱愛思考的你開啓我們的神奇之旅吧，來瞭解一下我們*熟悉卻也*陌生的一種物質—水。

目錄

部分 水的奧秘：開闢一條道路/001
章 迷霧重重/002
第二章 水的社會行為/008
第三章 界麵水的謎團/016
第二部分 水的隱藏身份/031
第四章 水有第四相嗎/032
第五章 水做成的電池/050
第六章 給水電池充電/060
第七章 水—大自然的發動機/071
第三部分 水中有乾坤/085
第八章 萬物皆吸引/086
第九章 布朗的舞蹈：能量驅使的運動/096
第十章 熱量和溫度：給溫度照上一束光/111
第十一章 擴散和滲透：萬事皆有因/125
第四部分 自然界中的液體/137
第十二章 氫離子的力量/138
第十三章 水滴和氣泡：水傢族中的兩兄弟/150
第十四章 氣泡的誕生：通往成熟之路/159
第十五章 咖啡上的雲：蒸發的非凡本質/173
第十六章 水做的蹦蹦床：層疊的水麵/190
第十七章 水暖成冰/206
第五部分 總結：解開世上的謎/223
第十八章 自然的秘密規律/224
參考文獻/231

作者介紹

傑拉德·波拉剋（Gerald H.Pollack）
華盛頓大學生物工程係教授，賓夕法尼亞大學博士，科技期刊《水》的創始人以及總編輯。
2012年獲得普利高津奬章；
2008年獲得華盛頓大學的**奬項——年度教工演講奬；
榮獲美國國立衛生研究院授予的創新基金；
被俄羅斯烏拉爾聯邦大學授予榮譽博士學位；
被俄羅斯科學院授予榮譽教授稱號；
被聘為塞族共和國文理科學院的外籍教員；
美國生物醫學工程協會的創始成員之一；
美國心髒協會以及生物工程協會的會員；
1990年齣版的《肌肉與分子：揭示生物運動的機理》獲得科技通訊協會的奬。
2001年齣版的《生物、凝膠和生命的發動機》獲得科技通訊協會的傑齣奬。
2014年齣版的本書在美國獲得2014國際峰會奬。
波拉剋教授不僅僅是一位卓有成績的知名科學傢、演說傢和作傢，更是一位願意挑戰一切科學疑點的勇敢戰士。

文摘

序言

水的第四相：超乎想象的奧秘 我們習以為常的水，那個在杯中流淌，在天空飄蕩，在土地中滋養生命的物質，是否真的如此簡單？本書《水的答案知多少——水的第四相：不隻是固態、液態和氣態》將帶領讀者踏上一段探索水的本質，揭示其隱藏在尋常之下的深刻奧秘的旅程。它並非一本關於日常生活用水的指南，也非僅僅羅列物理化學常識的教科書，而是聚焦於水這一古老而又充滿未知的物質，深入探究其令人驚嘆的“第四相”，以及由此衍生齣的種種可能與影響。 長久以來，科學界普遍認為水存在固態（冰）、液態（水）和氣態（水蒸氣）三種基本相。這三種形態的轉變，構成瞭我們理解水最直接的框架。然而，隨著科學研究的不斷深入，特彆是近幾十年來，一些前沿科學傢在對水進行更精細、更深入的觀察和實驗時，意外地發現瞭一些現象，這些現象無法用傳統的三相理論來完全解釋。它們暗示著，在特定的條件下，水可能呈現齣一種或多種我們尚未完全理解的新狀態，而本書所提齣的“水的第四相”，正是對這些前沿探索的概括與思考。 本書並非空穴來風，它建立在紮實的科學研究和嚴謹的實驗數據之上。作者並非試圖推翻既有的科學體係，而是希望通過一種更廣闊的視角，去審視水這種物質的無限可能。它將帶領讀者走進科學研究的前沿陣地，瞭解科學傢們是如何通過各種先進的實驗技術，例如高分辨率光譜分析、超快激光誘導光譜、精密測量技術以及先進的模擬計算等，來探測水在極端條件下（如超高壓、極低溫度、強電磁場、微觀尺度下的約束等）的行為。這些實驗往往需要極其苛刻的條件和極其精密的儀器，其研究過程本身就充滿瞭挑戰與趣味。 書中，我們將首先迴顧水的三種經典相態，但不是簡單的陳述，而是從微觀粒子的運動、分子間的相互作用以及能量的變化等角度，對這三種相態進行更深層次的解析。這種解析將為理解“第四相”奠定必要的理論基礎。例如，我們會深入探討氫鍵在水分子之間的作用，它是水獨特性質（如高錶麵張力、高比熱容、異常密度變化等）的關鍵，也是理解水相變的重要環節。 接著，本書將重點聚焦於“水的第四相”這一核心概念。這並非指代單一的、被普遍接受的“第四種水”。相反，它更像是一個開放性的探索領域，涵蓋瞭近年來在水科學研究中湧現齣的，可能被視為“非經典”水態的種種現象和理論。例如，一些研究錶明，在納米尺度下的水，或在特定界麵的水，其性質可能與宏觀體相中的液態水存在顯著差異。它們可能錶現齣更強的結構性、更慢的動力學特性，甚至齣現特殊的導電性或反應性。這些“受限水”的研究，為我們打開瞭認識水新維度的大門。 同時，本書還將探討一些更具爭議性但又引人入勝的理論，例如關於“有序水”或者“能量水”的討論。雖然這些概念在主流科學界仍存在爭議，但本書會以一種審慎而開放的態度，呈現相關的研究思路、實驗設計以及目前已知的證據。它不會給齣簡單明確的答案，而是鼓勵讀者進行獨立的思考和判斷。作者的目的在於激發讀者對水潛在可能性的好奇心，引導他們去探索那些尚未被完全證實的科學前沿。 “第四相”的概念，也可能與水在生命過程中的作用息息相關。水作為生命之源，其在細胞內外的運作機製，在生物化學反應中的角色，是否也存在我們尚未完全理解的層麵？例如，水分子在蛋白質摺疊、DNA復製、酶催化等關鍵生命活動中扮演的角色，可能比我們想象的更為復雜和精妙。本書將嘗試從這個角度切入，探討水在生命體係中的“隱藏功能”，以及這是否與某種“類第四相”的特性有關。 為瞭讓讀者更直觀地理解這些復雜的科學概念，本書將采用圖文並茂的方式，運用大量的示意圖、實驗照片以及數據圖錶，將抽象的理論具象化。同時，作者還會引用科學界在這一領域的一些代錶性研究成果，介紹相關的科學理論和實驗方法，但會以一種通俗易懂的語言進行闡述，避免過於艱澀的專業術語。即使是沒有深厚科學背景的讀者，也能從中獲得啓發和知識。 本書並非要推翻現有科學，而是緻力於拓寬我們對水的認知邊界。它旨在喚醒讀者對身邊最熟悉的物質——水的全新認識，認識到其背後隱藏的無窮奧秘和未被發掘的潛能。水的“第四相”可能不僅僅是一個理論上的概念，它可能預示著未來在材料科學、能源技術、生物工程等諸多領域帶來顛覆性的突破。想象一下，如果我們可以更好地控製和利用水的這種“第四相”，它將為人類社會帶來怎樣不可估量的價值？ 這本書的價值在於，它能夠激發讀者對於科學探索精神的認同，對於未知事物的好奇心，以及對於科學方法論的理解。它不是一篇簡單的科普讀物，而是一次思維的啓迪，一次對我們固有認知的挑戰。在閱讀的過程中，讀者將被引導去質疑、去思考、去探究。本書將以嚴謹的科學態度，豐富的知識內容，以及引人入勝的敘述方式，為所有對水、對科學、對世界充滿好奇的讀者，呈現一幅前所未有的水的世界圖景。它將告訴你，你所熟知的水，可能比你想象的要神奇得多。

評分☆☆☆☆☆

這本書之所以能深深吸引我，還在於它將“第四相”水的研究與實際應用緊密地聯係起來。我原本以為“第四相”水隻是一個純粹的學術概念，但書中豐富的應用案例，讓我看到瞭這項研究的巨大潛力和現實意義。作者詳細探討瞭“第四相”水在能源領域的應用，例如利用其特殊的導電性和離子傳輸能力，開發新型的電池和超級電容器。在材料科學方麵，書中也介紹瞭“第四相”水在納米材料的製備、高性能催化劑的設計以及新型膜分離技術中的潛在作用。更讓我感到驚喜的是，書中還觸及瞭“第四相”水在生物醫學領域的可能性，例如在藥物輸送、疾病診斷以及細胞信號傳導中的潛在作用。這些應用前景的描繪，不僅僅是科幻般的暢想，而是建立在紮實的科學研究基礎之上的。作者通過列舉具體的實驗數據和理論模型，讓我看到瞭“第四相”水從實驗室走嚮實際應用的清晰路徑。這種理論與實踐相結閤的寫作方式，讓我覺得這本書既有深度又有廣度，它不僅滿足瞭我對科學的好奇心，更讓我對人類未來的科技發展充滿瞭信心。

評分☆☆☆☆☆

從科學史的角度來看，人類對水的認識經曆瞭漫長而麯摺的演變過程，而本書《水的答案知多少——水的第四相：不隻是固態、液態和氣態》無疑是這場認知革命中的一顆璀璨明珠。它不僅僅是對現有科學知識的簡單總結，更是對我們固有思維模式的一次大膽挑戰。作者並沒有急於下結論，而是首先帶領讀者迴顧瞭曆史上關於水的各種理論猜想和實驗探索，從亞裏士多德的四元素說到近代化學傢們對水分子結構的解析，每一步都充滿瞭智慧的火花。接著，他聚焦於那些突破傳統三相理論的現象，例如在某些催化劑錶麵形成的“結構化水”，或者在高強度激光照射下産生的“超臨界水”，這些現象的齣現，就像是在傳統的三相圖上劃開的幾道口子，預示著更廣闊領域的存在。書中對這些早期研究的梳理，既是對科學進步的緻敬，也為理解“第四相”的齣現提供瞭重要的曆史背景。我發現，作者在處理這些復雜的科學概念時，非常注重邏輯的連貫性和推理的嚴密性，他通過引用曆史文獻、對比不同學派的觀點，展現瞭科學發展過程中思想的碰撞與融閤。這種對科學史的深入挖掘，讓我覺得這本書的內容不僅僅是關於水的“新奇”發現，更是一次對科學精神的深刻體驗，讓我體會到科學的魅力在於不斷質疑、不斷探索、不斷超越。

評分☆☆☆☆☆

《水的答案知多少——水的第四相：不隻是固態、液態和氣態》給我帶來的最直接感受，是知識的“更新迭代”。我一直認為自己對水的認知已經足夠，但這本書徹底刷新瞭我的三觀。作者在書中用一種非常具有啓發性的方式，引導我認識到，我們熟悉的“水”其實是一個極其復雜和多麵的存在。書中對“第四相”水的描述，讓我看到瞭水的另一種可能性，一種超越我們日常經驗的形態。它可能是高度有序的，也可能是隨機分布的；它可能具有強大的能量存儲能力，也可能展現齣奇特的催化活性。作者通過對大量實驗數據和理論模型的分析，讓我明白瞭“第四相”水並非是憑空想象，而是有其科學依據的。我特彆欣賞書中對“非經典”水行為的解釋，例如在特定界麵的“結構化水”，以及在極端條件下形成的“超臨界水”。這些概念的引入，讓我看到，傳統的相圖理論並非是物質形態的終點，而隻是一個起點。這本書讓我意識到，科學的進步就在於不斷打破已有的認知邊界，不斷去探索那些未知的領域。

評分☆☆☆☆☆

在閱讀《水的答案知多少——水的第四相：不隻是固態、液態和氣態》的過程中，我最大的感受是，作者以一種非常“立體”的方式來呈現“第四相”水。他不僅僅是在陳述事實，更是在構建一個科學的“世界觀”。書中對“第四相”水的討論，深入到瞭分子層麵、原子層麵，甚至量子層麵。作者詳細解釋瞭“第四相”水中分子間的相互作用，例如氫鍵網絡的重構、離子的分布以及電子雲的形變。他利用瞭大量的圖錶和示意圖，將那些抽象的微觀世界形象化，讓我能夠直觀地理解那些復雜的物理化學過程。我尤其被書中關於“第四相”水在不同環境下的“適應性”和“記憶性”的描述所吸引。它似乎能夠根據外界條件的變化，調整自身的結構和性質，甚至在離開這些條件後，還能保留一定的“印記”。這種“智能”的水，讓我對生命的本質和物質的復雜性有瞭更深的思考。書中對這些微觀世界的探索，充滿瞭哲學思辨的味道，它讓我意識到，科學的邊界正在不斷模糊，物理學、化學、生物學甚至哲學，都在以一種前所未有的方式交織在一起。

評分☆☆☆☆☆

一直以來，我們對水的認識似乎是牢固而清晰的：要麼是滾燙的蒸汽，要麼是冰冷的固態，抑或是我們日常接觸的液態。這種三相理論深入人心，構成瞭我們對物質形態最基本的理解。然而，當我偶然翻開這本《水的答案知多少——水的第四相：不隻是固態、液態和氣態》時，我纔意識到，我們對水的認知，或許隻是冰山一角。書中以一種循序漸進、抽絲剝繭的方式，首先迴顧瞭傳統物理學對水的三種基本相態的經典描述，詳細闡述瞭它們的分子結構、能量狀態以及相變過程中的熱力學原理。作者並沒有直接拋齣“第四相”的概念，而是先為讀者構建瞭一個紮實的基礎知識體係，讓我們能夠理解為何傳統的相圖理論在某些極端條件下會顯得力不從心。從晶體學角度剖析冰的不同結構，從流體力學角度解釋水的異常膨脹，從統計力學角度探討液態水的微觀動力學，這些都為理解後續更深層次的現象鋪平瞭道路。這種嚴謹的科學態度，讓我這個普通讀者也能感受到作者在每一個細節上的用心，仿佛置身於一個嚴謹的實驗室，親眼見證每一個實驗數據的誕生和理論的推演。書中對水的異常性質，如密度隨溫度變化的反常現象、對聲波的傳播特點、以及在特定約束下的導電性等，都進行瞭細緻的入微的解讀，並巧妙地將這些看似孤立的現象聯係起來，為引齣“第四相”埋下瞭伏筆，讓人不禁好奇，究竟是什麼樣的“相”能夠解釋這些“不尋常”的行為。

評分☆☆☆☆☆

這本書給我帶來的最後一份驚喜，是它讓我意識到，科學探索永無止境。在閱讀完《水的答案知多少——水的第四相：不隻是固態、液態和氣態》後，我腦海中充滿瞭無數的疑問和思考，而這些疑問和思考，恰恰是科學進步的源泉。書中對於“第四相”水的討論，為我打開瞭一個全新的認知維度，讓我開始重新審視我們身邊最熟悉不過的水。我開始思考，在微觀世界裏，水分子是如何協同作用，形成如此奇特的“相”？在宏觀世界裏，這些“第四相”水的特性，又會如何改變我們的生活？本書並沒有給讀者留下一個“標準答案”，而是提供瞭一係列“開放性”的探討，鼓勵讀者去思考、去探索。這種引導式的寫作方式，讓我覺得這本書的價值不僅僅在於其本身所包含的知識，更在於它所激發齣的求知欲和探索精神。我將這本書視為一本“啓濛書”，它讓我看到瞭科學的無限可能性，也讓我渴望去瞭解更多、去探索更多。我相信，在不久的將來，我們對水的認知，必將進入一個全新的時代。

評分☆☆☆☆☆

這本書的魅力還在於它所蘊含的“人文關懷”。雖然這是一本探討科學前沿的著作，但作者在字裏行間流露齣的對自然的好奇、對知識的渴求，以及對人類未來的關切，都讓我深受感染。在探討“第四相”水時，作者並沒有局限於純粹的技術層麵，而是常常會將其與人類社會的進步和發展聯係起來。例如，在談到“第四相”水在清潔能源領域的應用時，作者會強調這項技術對於解決氣候變化、保護環境的重要意義。在談到“第四相”水在生物醫學領域的潛力時，作者也會關注其對於提高人類健康水平、改善生活質量的積極影響。這種將科學研究置於更廣闊的人文和社會背景下的寫作方式，讓我覺得這本書不僅僅是一本科學讀物，更是一本關於如何用科學造福人類的“指南”。書中對“第四相”水研究的積極展望，也讓我感受到瞭科學的力量和希望，它激勵著我去思考，如何將個人的力量融入到推動科學進步、服務社會的洪流之中。

評分☆☆☆☆☆

閱讀《水的答案知多少——水的第四相：不隻是固態、液態和氣態》的過程，是一場充滿驚喜的智力冒險。我原本以為這會是一本枯燥的科普讀物，但書中流暢的敘事和引人入勝的案例，徹底顛覆瞭我的認知。作者在介紹“第四相”水時，並沒有止步於理論的闡述，而是花瞭大量的篇幅去介紹相關的實驗和技術。例如，書中詳細描述瞭如何利用超高真空技術、精密光譜分析以及先進的成像技術來探測和研究“第四相”水的存在。每一個實驗的細節，每一次數據的解讀，都如同偵探破案般嚴謹而扣人心弦。我仿佛看到瞭科學傢們在實驗室裏，用盡各種手段，試圖揭開水最深層的奧秘。書中還引用瞭大量最新的科研成果，並對其進行瞭深入淺齣的解讀，讓我瞭解到瞭當前科學界在“第四相”水研究方麵的最新進展。例如，關於“水記憶”的爭議，關於“氫鍵網絡”的動態演化，以及“第四相”水在生物體內的可能作用，這些都讓我對水的功能有瞭全新的認識。書中對於這些前沿話題的探討，既保持瞭科學的嚴謹性，又富有啓發性，讓我不禁開始思考，水在生命起源、意識産生等宏大命題中，是否扮演著我們尚未察覺的關鍵角色。

評分☆☆☆☆☆

當我讀到書中開始探討“第四相”時，我的大腦仿佛被一股電流擊中，充滿瞭前所未有的震撼。它不再是教科書中那個簡單、規整的固液氣三部麯。作者以一種近乎詩意的語言，但又不失嚴謹的科學邏輯，描繪瞭一個我從未想象過的水的形態。書中詳細闡述瞭“第四相”的産生條件，比如在極高的壓力、極低的溫度，或者在特定的電磁場作用下，水的分子會呈現齣一種全新的排列方式和能量狀態。它可能是一種介於固體和液體之間的“類固態”狀態，也可能是一種具有特殊流動性和能量傳遞能力的“類液態”狀態。作者通過引用一係列前沿的實驗數據和理論模型，比如利用X射綫衍射、中子散射等先進技術對水進行探測的結果，以及基於量子力學原理的分子動力學模擬，來佐證“第四相”的存在並非空穴來風。書中甚至涉及瞭一些關於“有序水”和“非零界水”的概念，這些名詞對我來說既陌生又充滿吸引力，仿佛打開瞭一扇通往未知宇宙的大門。作者並沒有迴避復雜的科學術語，但他卻有辦法用一種清晰易懂的方式加以解釋，就像一位經驗豐富的嚮導，帶領我在科學的迷宮中穿梭，讓我逐步理解那些看似深奧的原理。我尤其被書中關於“第四相”水的特殊光學、電學和熱學性質的描述所吸引，這些性質在材料科學、能源技術甚至生命科學領域都可能帶來顛覆性的應用，讓我對未來的科技發展充滿瞭無限的遐想。

評分☆☆☆☆☆

這本書在講述“第四相”水時，給我留下最深刻印象的，是它對“相”這一概念的重新定義和拓展。我們習慣瞭將物質的形態簡單地歸為固態、液態、氣態，但“第四相”的齣現，迫使我們重新審視“相”的內涵。書中通過一係列生動的比喻和形象化的描述，解釋瞭“第四相”水的分子排列方式和能量分布的獨特性。它可能是一種高度有序的結構，在某些條件下錶現齣類似晶體的穩定性，但在其他條件下又展現齣令人驚訝的流動性。作者在書中探討瞭“第四相”水可能存在的具體形式，例如在納米孔道中形成的長程有序的水層，或者在強電場作用下形成的“偶極子晶格”。這些描述讓我在腦海中勾勒齣一幅幅奇特的畫麵，仿佛看到瞭水分子在一種全新的規則下舞蹈。書中對這些“第四相”的形成機製的解釋，涉及瞭量子力學、錶麵科學以及納米技術等多個前沿領域，作者能夠將這些復雜的理論巧妙地融閤在一起，形成一個自洽的理論框架，這本身就足以令人驚嘆。我尤其對書中關於“第四相”水在能量存儲和傳輸方麵的潛在應用感到興奮，這為我們解決未來的能源危機提供瞭新的思路。它讓我明白，科學的邊界遠比我們想象的要寬廣得多，一個我們最熟悉不過的物質——水，竟然還隱藏著如此多的秘密。