深入奇蹟 09 : 善治水者得天下

國家文明的興起與水關係密切。

大約七千年前，兩條大河（底格里斯河和幼發拉底河）之間孕育了世界上第一座城市埃利都（Eridu），在這座泥磚建成的聚居點，神廟建築層層疊加，吸引了大批民眾來此祭拜神祇，其中男神阿普蘇和女神提雅馬特是眾神之首，分別代表淡水之神和鹹水之神。

然而，水既可以興盛一座城市，也可以摧毀一座城市。

大約四千年前，埃利都因大水中失去了主宰地位，住在美索不達米亞平原其他城鎮的農民也因為氣候變遷的緣故，被迫聚在一起，修建更龐大、更複雜的灌溉系統以維持農業產出，也造就了人類史上第一波城市和國家文明（civilization)。

這種因農耕需要而產生的「治水文明」延伸到東方。催生出中國第一個王朝---夏朝。夏朝的開國君主大禹以工程師的勤奮，「三過家門而不入」，開通了水路，也建立了華夏文化的農業灌溉系統。

善治水者得天下 ---- 這是「城市與國家文明」的核心思維。

本篇導讀要為各位介紹的這本「水之書」( The Water Book) 也是在這種思維影響下誕生的科學報導。

在這篇導讀中，讓我們從水的宇宙學出發，探討水的不凡身世。

在太空中，大多數的物質都是氣體，而且主要是氫氣。另外每兩千個粒子當中，有一個是氧原子，每10¹²個粒子有一個是塵埃粒子。據科學家推測，當氧原子和氫原子同時撞到塵粒之上，彼此靠得夠近，而且時間夠長時，才能與對方形成化學鍵。

宇宙中不乏水分子，但是只有太陽系中的地球，因為與太陽的距離不太遠也不太近，所以才能使地表上的水保持液態，而正是這液態的水孕育了地球上所有的生命。

其中。「氫鍵」（Hydrogen Bond) 的發現，大大幫助了科學家理解了水分子的特性與各種水分子可能造成的影響。

如上圖所示，水分子中的氫和氧是以「共價鍵」方式結合----這是一種常見的化學鍵，如深入奇蹟07:元素之王所介紹，大多數有機分子的化學鍵都是用這種方式結合的。

而所謂的「氫鍵」，是指水分子間彼此「靜電相吸」的特性，起因於氫與氧原子吸引電子的能力不同，而使分子帶有極性。（進一步解釋可見：極性分子的奧秘）。這種氫鍵通常是暫時的，而且非常微弱，大約只有水分子（H2O) 本身共價鍵強度的5%。

水因為氫鍵成爲一種奇妙的溶劑，能夠傳送各種生命物質。任何可與氫鍵交互作用的化合物被稱為「親水化合物」，反之，「非極性分子」則被稱為「疏水化合物」。許多科學家相信，水的極性造就了細胞膜的形成、蛋白質分子的折疊還有能量傳遞系統的建構。

不過，「水之書」報導的並不限於科學家們對水分子的各種理論和猜想，其中還包括各種科學家至今無法參透的奇特現象。

比如彭巴效應 ：西元1963年，坦尚尼亞的高三學生彭巴發現：當熱水和冷水放在同樣的零下狀態中，熱水結冰比冷水快。科學界雖然試圖解釋這奇特的反應，但沒有定論，所以應該也是科學家們可以更深入探索的現象。

最後，讓我們借「水之書」面對與生活習習相關的「水資源短缺問題」。

地球雖然充滿了水，但是農業所需要的淡水卻是極易流失。氣候模式顯示，隨著全球氣溫持續上升，極度乾旱在全世界大部份地方將極為普遍，導致這些地區的農業死亡。連帶地，生活在水資源緊絀地區的人口也將越來越多。

「水情緊張」勢必在本世紀成為各國政府必須認真面臨的問題，而「善治水者」也將再度成爲人們殷殷期盼的領袖人物。