异端之水

2014年11月

本文已被翻译成中文和德文。

对杰拉尔德·波拉克《水的第四相》的评论

在《水的第四阶段》一书中，杰拉尔德·波拉克提出了一个优雅的新水化学理论，该理论不仅对化学和生物学有深远的影响，而且对我们理解现实的隐喻基础以及我们对待自然的方式也有深远的影响。

我要强调的是，这并非出自一位科学资质存疑之人之手的“新时代”著作。这是一本化学书籍，尽管它通俗易懂，适合非专业人士阅读。波拉克是华盛顿大学一位成就卓著的教授，发表过众多同行评审论文，荣获2012年普里戈金奖章，并担任学术期刊《水》（Water ）的编辑。我之所以提及这一点，是因为在一个充斥着所谓伪科学（或者我委婉地称之为缺乏科学严谨性的思辨性探究）的领域，颠覆传统范式的理论往往会招致过度的敌意。

事实上，波拉克在本书开篇的章节中专门用一章篇幅探讨了两个这样的事件：20世纪60年代的聚合物水灾难，以及20年后的水记忆之争。这些事件揭示了科学作为一种制度的政治运作，以及异议观点被压制的手段。此外，正如我稍后将要提到的，它们也揭示了我们所知的科学背后一些神圣不可侵犯的形而上学假设——而本书间接地违背了这些假设。因此，本书在科学界遭遇褒贬不一，甚至在某些情况下遭遇冷遇也就不足为奇了。尽管如此， 《水的第四相》一书避免了那些有时会出现在非正统著作中的尖锐批评或迫害叙事。本书的语气礼貌、亲切，并且在阐述更具思辨性的观点时也十分谨慎。

人们或许会认为，经过两百多年的现代化学发展，像水这样基础而看似简单的物质，如今应该已被彻底理解。在阅读这本书之前，我一直理所当然地认为高中和大学教科书中对蒸发、毛细作用、冻结、气泡形成、布朗运动和表面张力的解释是正确的。其他人也都这么认为，这或许就是为什么人们很少仔细审视这些传统解释的原因。然而，正如《水的第四相》一书所展示的那样，只要稍加思考，就能发现传统解释存在严重的缺陷。

本书的核心概念是“排除区水”，简称EZ水。想象一下，一个烧杯里装着水，其中悬浮着成千上万个塑料微球。按照标准的化学原理，这些微球应该均匀分布在整个介质中——事实上，它们也确实分布在大部分水中。然而，在烧杯壁附近（以及任何浸入水中的亲水表面），水仍然清澈透明，没有任何微球。这是为什么呢？标准的化学原理预测，在靠近玻璃壁的地方可能会存在一个几分子厚的排除区，极性水分子会吸附在微球上。但波拉克观察到的排除区至少有四分之一毫米厚——几十万个分子厚。

波拉克和他的同事们谨慎地进行研究，测试并最终排除了各种对这种现象的传统解释（例如对流、聚合物刷涂、静电斥力和材料泄漏）。他们还开始研究排除区的性质，并获得了令人着迷的结果：排除区水几乎排除所有物质，不仅是悬浮颗粒，还包括溶质。它在270纳米处表现出电磁吸收峰，并且比普通水发射的红外辐射更少；它的粘度和折射率都高于普通水。最令人惊讶的是，他们发现排除区带有净负电荷，并且区域外的水具有较低的pH值，这表明质子以某种方式从排除区水中逸出。

基于这些信息，波拉克及其合作者假设排斥区是由一种液晶态的水构成，这种水由氧氢比例为2:3的六边形层堆叠而成。当然，冰也是由六边形层堆叠而成，但冰的层间结构是由额外的质子维系的。波拉克提出，排斥区层是“错位排列”的——每层的氧原子经常与相邻层的氢原子相邻。这种排列并非完美，但它产生的吸引力大于排斥力，足以形成内聚力以及足够紧密的分子结构，从而排除即使是最小的溶质。

这种电荷分离所需的能量来自哪里？它来自入射电磁辐射。当水样被屏蔽，免受入射辐射和热通量的影响时，就不会形成分离区。

《水的第四相》一书的大部分篇幅都致力于将这一假说应用于水化学中的各种现象。在我看来，他作为科学家的最大优势在于能够提出看似天真却无人问津的问题。例如，他对传统的表面张力解释提出了质疑，这种解释认为水表面存在氢键压力。水的非凡表面张力真的可以用厚度不足一纳米的薄层中的能量来解释吗？他问道，为什么含水量超过99.9%的凝胶不会漏水？为什么带电的水气溶胶液滴会聚集成云，而不是相互排斥并均匀地分散在天空中？为什么热水有时比冷水结冰更快（姆彭巴效应）？为什么一杯热咖啡升腾的蒸汽是一缕一缕地冒出来的？为什么船只驶过后，有时会在15到30分钟后留下相对静止的水迹？

这本书对这些问题以及更多问题给出了极其简洁的答案。他引用的实验既直接又令人信服。虽然这些实验对化学中的基本问题给出了非常规的答案，但他并没有诉诸超自然或超自然的力量，也没有质疑基本的物理定律（例如热力学、相对论、量子理论等）。人们不禁要问：那么，为什么他的理论被忽视了呢？

我认为原因远不止库恩式的对范式转变的抵制。毕竟，波拉克并非第一个因提出关于水的理论而陷入困境的科学家，这些理论表明水不仅仅是一种普通的、无结构的物质，不仅仅是化学反应的介质和原料。这里面肯定还有其他因素在起作用。

快速回顾一下前文提到的两个争议事件——多元水和水记忆——的历史，颇具启发意义。在多元水事件中，俄罗斯化学家发现，细管中的水表现出异常性质，既非液态也非固态（这些异常性质与波拉克描述的完全相同）。随后引发轩然大波，西方科学家指责俄罗斯人未能去除水中的杂质——即玻璃管中溶解的微量二氧化硅。最终，俄罗斯人承认水质不纯，这一发现也被束之高阁。然而，没有人能够解释溶解的二氧化硅如何导致这些异常性质。波拉克指出，真正的纯净水，即通用溶剂，几乎不可能获得。俄罗斯人发现的实质从未被认真考虑；相反，他们找到了一个方便的借口将其驳斥。

“水记忆”事件更加骇人听闻。1988年，雅克·本韦尼斯特在《自然》杂志上发表了一篇论文，声称一份曾经含有抗体的水样仍然能引发白细胞的免疫反应，仿佛水“记住”了它们的存在。 《自然》杂志发表了这篇文章（本韦尼斯特是法国顶尖的免疫学家），但随后却派出了一个调查小组进行调查，其中包括职业魔术师詹姆斯·兰迪和反欺诈调查员沃尔特·斯图尔特。关于接下来发生的事情众说纷纭，但所有人都一致认为没有找到直接的欺诈证据。调查小组最终的结论仅仅是实验结果无法重复，本韦尼斯特对此极力否认，但无济于事：他的研究经费被取消，实验室被收回，学术生涯就此终结。时至今日，他的名字仍然与病理学联系在一起，他的讣告也堪称人身攻击的杰作。

请注意，在上一段中，我给“记住”一词加上了引号，仿佛是为了向读者保证，我并不认为水真的拥有记忆。引号暗示着，水充其量只能表现得好像拥有记忆。毕竟，它只是水，对吧？它不具备拥有真正记忆所必需的复杂性、组织性、智能和体验性。现代化学也持同样的观点：水是一种普通的流体，任何两个水样本本质上都是相同的，区别仅在于温度和杂质（以及氢同位素比例，供各位严谨的读者参考）。

多元水、水记忆以及波拉克的理论都违背了这一原则，而这一原则实际上是一种人类中心主义。我们的文明，尤其是在对待自然的方式以及商品经济的同质化方面，都基于这样一个假设：只有我们人类才拥有自我意识。世界其他部分不过是一堆物质；因此，我们可以随意剥削它们，将我们的智慧强加于一个原本毫无感知能力的无情基质之上。任何违背这一原则的科学理论或技术，在遵循这一原则的思维模式下，都会显得立即错误，甚至令人愤慨。

看待当今社会转型的一种方式是，我们正在赋予越来越多过去被我们“他者化”的生命以自我意识。我们取得了一些进步：如今，我们承认女性和少数族裔拥有完整的法律人格（尽管不幸的是，种族主义和性别歧视的观念比大多数白人男性所意识到的更加根深蒂固）。我们不再将动物视为没有感知能力的野兽，尽管我们对动物智能的方式和程度仍然知之甚少。甚至植物智能也逐渐成为研究热点，尽管很少有科学家会直接说“植物是智能的”或“植物有主观体验”，而不加上一大堆免责声明和限定条件，比如“我当然不是说它们真的有智能”。

当然，杰拉尔德·波拉克也并非认为水具有智能。但他的研究确实为这种观点打开了一扇门，因为它暗示任何两个给定的纯水“样本”都是独一无二的，其结构取决于它们接触过的物质。我为什么要在这里给“样本”加上引号呢？这是因为这个词本身就暗示着，如果我从大量的水中取出少量水，比如从浴缸里取出一小管水，那么这少量水的性质将与大量水的性质相同。换句话说，它暗示着水，或者任何被取样的物质，从​​根本上来说是可以与其环境隔离的。

波拉克的研究对“均一性”和“可隔离性”这两个假设都提出了质疑。他虽然没有断言水可以携带信息，但他观察到不同材料的排斥区特性各不相同，这已经非常接近于此。或许正因如此，顺势疗法医师才会如此热衷于他的研究（就像他们热衷于本韦尼斯特的研究一样）。当然，在正统医学界看来，顺势疗法是伪科学的典型代表；它与波拉克的研究联系在一起（尽管他本人从未对此做出任何声明），这无疑是科学界对他的研究持谨慎态度的原因之一。

任何清醒的观察者都不会说他“证明”了顺势疗法的有效性，更不用说互联网上琳琅满目的水基疗法和产品了。但如果我们接受他的研究结果——我希望其他科学家能够重复并扩展他的实验——至少我们不能再说这些疗法违背了无可辩驳的科学原理。当然，如果两份纯水样本完全相同，那么结构化水产品和药物就是无稽之谈。多亏了波拉克（以及他在科学文献中发现的其他研究人员），这一点不再是定论了。

水的第四相促成了一场席卷所有科学领域的更大范式转变，实际上也预示着我们文明核心神话的转型。仅就科学而言，如果得到证实，他的发现意义深远，尤其是在细胞生物学、植物生理学、化学信号传导以及医学等领域。不仅如此，它们还动摇了我们生活在一个由单一物质构成的死寂宇宙中，以及我们作为宇宙中唯一的智慧体，理所当然地成为宇宙主宰的观念。波拉克是科学向着一种更接近萨满教的世界观演进的一部分，这种世界观认为万物皆具有某种存在性。

对这种转变的抵制依然强烈，或许是因为其后果极其严重。即便没有意识到其影响之深远，正统思想家们也会本能地攻击任何与之相符的研究成果。一种常见的策略是指责“污染”，这种说法（连同欺诈）被广泛用于否定考古学、天文学乃至化学领域中出现的异常结果。这无异于指责研究者马虎、能力不足。没有人愿意被认为是傻瓜；因此，当像本韦尼斯特、波拉克、庞斯和弗莱施曼、哈尔顿·阿尔普等特立独行者开始遭到排斥时，那些暗中同情他们的人则选择保持沉默，因为他们理所当然地担心自己的研究经费和职业生涯会受到影响。

虽然我怀疑杰拉尔德·波拉克对文明神话的更大转变抱有同情，但这一点在书中却鲜有体现。他将研究范围限定在化学领域，即便涉足推测领域，也明确表示自己是在冒险。或许他冷静的语气、对其他解释的考量以及对基于实验的论断的坚持，能够在一定程度上缓解科学正统读者的天然怀疑。但我对此表示怀疑。这部作品的激进意义太过切身，也太过深刻。