水知道答案？科学家揭开水中隐藏的秘密，感受科学的力量

　　我的业余时间主要消耗在两件事情上，其一是科普写作，其二是野外生存训练。每次出发，这几样东西是必需品：一把野外求生刀、一根做成手链的逃生绳、打火棒、一个重约几十克的求生毯、还有就是作为最后保障的水。
　　当你在野外饥渴难耐的时候，即使是一口干净的水也是甘霖，生命中，最简单的东西有时却意味着不可或缺。这句话对于我们身体中的水来说，再适用不过了，没有它们，我们就不存在。人体的三分之二都是水，比如我的体重是60公斤，体内有大约40公斤重的水。
　　水通过食物、饮料、呼吸、甚至是毛发和皮肤进入我们的身体，从某种意义上说，正是这些水维持着我此时时刻的存在。
　　一、水分子的结构
　　水（化学式：H2O）是地球表面上最多的分子，除了以气体形式存在于大气中，其液体和固体形式占据了地面70-75%组成部分。标准状况下，水在液体和气体之间保持动态平衡。室温下，它是无色，无味，透明的液体。作为通用溶剂之一，水可以溶解许多物质。因此，自然界极少有纯净水。
　　水的这些性质源自其特殊的结构。水分子的三个原子形成104.5度角。每个氢原子和氧原子之间的键，叫共价键，通过分享一对电子形成。由于氧比氢争夺电子的能力要强，因此，共价键氧的一侧带负电(-)，氢的一侧带正电(+)。
　　＂氢键＂的作用力比起氢氧之间的共价键要弱上很多，出汗的时候，我们会感受到氢键的影响。皮肤表面的温度促使汗液中的水分子运动加剧，直到挣脱束缚转化为水蒸气。身体的热量破坏的氢键越多，就会有更多的水分子蒸发。那些逃逸到空气中的水分子，就将身体的热量带到了空气中，从而让我们保持凉爽。
　　另一种氢键的可视化效果就是云和雾。虽然单个的水分子我们并不能看见，但是水分子在氢键的作用下，聚集形成足够大的小水滴，可以反射光，大量的小水滴聚集在一起就形成云和雾。但同时每个小水滴又足够的小，所以能四处扩散。
　　二、人体与环境之间的水交换
　　大部分水都是以食物和饮料的方式进入我们的身体，但也有少部分水是通过呼吸作用进入我们体内的，这些水分子会随着肺部的血液循环进入我们的身体。另外一部分空气中的水分子，会附着在我们的毛发和皮肤当中。
　　由于水分子的特殊性质，很容易跟我们身体中的其它有机物产生化学交换。这意味着，吸附到我们头发上的水分子，会跟组成投入的蛋白质分子之间交换氢键。换句话说，虽然我们体内中的水量保持着一个平衡，但是此水非彼水，水分子在我们体内的排列组合已经发生了变化。
　　水分子在人体和环境之间存在着交换，也意味着我们的身体和环境之间保持着相连。
　　举个例子，当你从北京来到东北，不消几个小时，你头发中就会有大约10%的氢原子是从外界进入角蛋白的；大约三到四天之内，你头发中的水分就会和周围环境的水蒸气达到完全的平衡态。当然了，我们体内大多数的水以及结构性的氢还都主要来自饮食。
　　三、示踪原子
　　我可以很肯定的写下前面的内容，是因为，如今的科学家们可以跟踪原子的运动。
　　组成水的氢元素有一种稳定的同位素氘，与氢不同的是，在原子核内质子的旁边多了一个中子，这就使得这个氘元素的原子，要比只有一个质子的氢原子重一些。但氘与氢的化学性质完全相同，所以对于我们的身体来说，不论喝下去的是由哪种氢组成的水，都是一样的。
　　氘的产生与氢差不多，也是在宇宙大爆炸早期就产生的，但是它的含量跟正常的氢比起来就要少很多。正是由于氘与氢的质量不同，所以可以利用氘成为一种有用的原子识别物，科学家们把它叫做示踪原子。
　　由于氘比正常的氢多了一个中子，所以由氘和氧组成的水分子就会比由普通氢和氧组成的水分子重一些，这种水分子想挣脱水面，变成水蒸气的难度就要比普通水分子大。夏天湖里的水蒸发，就会导致湖水中由氘氧组成的水分子比例大一些，同样道理，雨水中的氘氧水分子的比例要小。
　　同样，由氘氧组成的水分子比例大的水会更多的渗入地下，形成地下水。所以一个经常喝地下水的人，他体内的氘元素的含量就要比喝地表水的人体内的氘元素多。
　　四、水知道答案
　　4.1、识别假冒水
　　识别市场上畅销的瓶装天然水。我们了解示踪原子的作用，就可以识别市场上哪些水是假冒水。这是因为，如果是瓶装的天然水，那么水中那些由氘组成的水分子的比例就会跟水源地相同，如果不同，那么这瓶水就是假冒的。
　　4.2、识破谎言
　　人体的毛发就如记录仪一样记录着生活环境中的原子分布。一个异地作案的犯罪分子，如果对自己的作案行程拒不承认，那么只要检验他的头发中氘与不同地区水源的氘的含量进行比对，就能找出一段时间内他的轨迹。
　　4.3、历史研究
　　一项发表在《考古科学学报》上的研究，通过对头发丝上不同部位的氘的含量获得了一个印加小男孩在生命最后几个月的一些行踪。
　　他的头发中高浓度氘，可以解释为这个小孩在生命中最后一年的大部分时间里，都在喝着较为温暖的水，而水源地则位于海拔1600米，比发现他的位置低了很多。发丝中部蛋白质中的氘的含量略有下降，这是因为冬季水的蒸发速度较慢。接近发根的部位，氘的含量较高，说明了这个孩子的死亡时间是夏天，而他是在死前一周以内到达了高海拔区域。
　　4.4、生态系统的研究
　　亚利桑那州的白翅鸽体内的氘含量揭示了当地仙人掌花期与果期之间的年度循环。
　　相比于地下水，植物由于水的蒸腾作用，体内会含有更多的氘。当仙人掌花在雨季到来之后盛开，白翅鸽饮用的花蜜就超过了饮水的量。待到仙人掌的果实成熟，白翅鸽们又开始吃果肉和种子，饮食结构的这种变化，就进一步导致了白翅鸽体内的氘的富集。4.5、医疗检测
　　在医疗领域，利用组成人体的水分子中的氢原子核的磁矩不为零的特点，在外磁场作用下自旋能级发生塞曼分裂，共振吸收某一定频率的射频辐射的物理过程，来形成人体的三维影像的技术，这就是我们熟知的核磁共振。
　　这种技术对脑、甲状腺、肝、胆、脾、肾、胰、肾上腺、子宫、卵巢、前列腺等实质器官以及心脏和大血管有绝佳的诊断功能。与其他辅助检查手段相比，核磁共振具有成像参数多、扫描速度快、组织分辨率高和图像更清晰等优点，可帮助医生＂看见＂不易察觉的早期病变，已经成为肿瘤、心脏病及脑血管疾病早期筛查的利器。结束语
　　我们生活中的最常见、最普通、最基本的水原来还隐藏着这么多的秘密。如今仍然有很多关于水的秘密仍然没有被完全发现，科学家们还在努力当中。限于文章的篇幅，关于水知道答案，就写到这里。
　　明天就是除夕了，老郭在这里提前恭祝各位读者——新春快乐，吉祥如意！