复水的兴衰

2020-05-21 02:33:27

20世纪60年代初,尼古拉·费德亚金(Nikolai Fedyakin)在一个死水般的苏联实验室里辛勤地进行他的研究。Fedyakin在莫斯科东北200英里处伏尔加河畔的古城科斯特罗马的技术学院工作。有人会说这个昔日的亚麻业中心很迷人,也有人会说它很原始。在很多方面,苏联这个安静、朴实无华的角落是费德亚金所追求的不起眼的研究的完美环境。当其他俄罗斯科学家将宇航员推进太空时,费德亚金研究的是水。

费德亚金正在探索一个古老的理论。早在19世纪,威廉·汤姆森(今天更为人所知的名字是开尔文勋爵)发现,单个水滴的蒸发速度比碗里的水更快。凯尔文还注意到玻璃管中的水蒸发得更慢。他推测,水表面的曲率影响着它蒸发的速度。为了验证开尔文的理论,费德亚金小心翼翼地将几滴纯净水放入不同形状的容器中。在一次实验中,他将水蒸气冷凝在一根直径为人头发的玻璃管中,密封后直立储存。几周后,当他检查试管里的东西时,他看到了一些奇怪的东西。在显微镜下,液体柱被分成两部分,像醋和油一样被分开。

费德亚金想知道,为什么水会分成两部分,这两部分的行为方式是一样的吗?在干净的实验室条件下重复他的几次实验后,费德亚金设法创造出比一滴露水相当的样本大小。他的观察受到显微镜分辨率的限制,但他可以看到足够多的东西,从而意识到玻璃管底部的液体比普通水更稠密。费德亚金在一份俄罗斯科学期刊上发表了他的研究结果,希望其他人也会对他的水感到好奇。只有一个人这么做了。

鲍里斯·德里亚金是国际知名的莫斯科物理化学研究所所长。他身材高大,表情永远痛苦,他已经达到了苏联科学的最高水平,现在正在寻找一个可以将他推入诺贝尔奖轨道的研究问题。一位不知名的化学家在俄罗斯一个被遗忘的地方发现了奇怪的水,这可能正是他需要的动力。

德雷亚金与费德亚金建立了合作关系,然后稳步地将这位鲜为人知的科学家的研究投入到自己的工作中。Deryagin的研究小组证实,玻璃管底部的物质比普通水更稠密、更厚。他们还发现,与普通水相比,它的结冰温度要低得多(-40华氏度),沸腾温度要高得多(接近400华氏度)。使用光学显微镜,研究人员还可以看到这种新型水在受热和弯曲光线不同时比普通水膨胀得更多。随着每一次新的观察,德里亚金越来越确信,这种他称之为“改性水”的水是热力学上最稳定的水形式,这意味着任何接触到改性水的水最终也会变成改性水。但是德里亚金需要更多的证据来证明水的新奇性。一旦他有了证据,他就可以吸引苏联以外的科学家的注意。

1966年,经过近四年的工作,德雷亚金在苏联当局允许他在英国诺丁汉大学的一个会议上发表讲话后,实现了他的愿望。会议的大部分演讲都引发了激烈的辩论,但当德里亚金结束演讲时,只有几个礼貌的问题被问了出来。他的演讲干脆取名为“亲冻表面对边界液膜性质的影响”,太含糊了,没有引起任何通常由科学突破引起的兴趣。他想要的关注,他期待的问题,以及他希望的人群从未到来。只有一位英国科学家表示对他的工作感兴趣:布莱恩·佩西卡(Brian Pethica),英国柴郡联合利华研究实验室(Unilever Research Laboratory)的主任。

佩西卡回到他的团队的实验室,按照德里亚金的指示制造改良水。三年后,佩西卡和他的团队证实了德里亚金的发现。但除了在普通水中发现的氢和氧之外,他们也无法确定流体的化学组成:修改后的水的量低于他们的仪器可以检测到的量。然而,使用与苏联相同的工具,他们验证了这种液体比普通水膨胀得更多,并发现它具有稠密的凝胶状稠度。他们谨慎地猜测,这种新物质是由玻璃管中的硅酸盐淋滤而成的。但他们也对这一理论持怀疑态度,因为德里亚金用石英管创造了水,而石英管中不太可能发生浸出。尽管他们心存疑虑,他们还是给这种奇怪的液体起了个新名字--反常水--并在拥有强大国际影响力的科学期刊“自然”上发表了一篇关于它的论文。

许多不太出名的科学家怀疑异常水的真实性,在科学期刊的评论部分对此不屑一顾。这些怀疑者说,如果反常水是最稳定的水形式,那么所有与之接触的水都应该变成反常水。对一些人来说,异常水的存在似乎是不可能的。对于其他人来说,有足够的数据来点燃想象力。

像人类一样,化学物质有独特的指纹,被称为光谱仪的仪器可以从化学指纹或光谱中识别元素和分子。然而,成功取决于样本的大小,样本越大越好。在已发表的论文中,异常水的信徒们哀叹说,水中的水就是不够,肯定不足以识别它的分子组成。科学家们用极少量的可用异常水测量了他们所能测量的东西,主要是物理性质,如沸点、外观、热膨胀和粘度。这些观察支持了他们的信念,即异常水是真实存在的,但对于每个信徒来说,都有更多的怀疑者大声驳斥了这一结果。只有用灵敏度足以确定流体化学成分和结构的光谱仪进行明确的化学分析,才能解决这个问题。

这些数据是在1969年6月27日到达的。发表在美国著名科学杂志“科学”上的一篇论文为怀疑科学家提供了缺失的证据-明确的光谱证据,证明了这种水是不同的。让数据更具说服力的是领导团队的马里兰大学(University Of Marland)的埃利斯·利平科特(Ellis Lippincott),他是一位著名的化学家和光谱学专家,建造了美国最好的两台光谱仪之一。利平科特与美国国家标准局的聚合物化学家罗伯特·斯特龙伯格(Robert Stromberg)和沃伦·格兰特(Warren Grant)合作,证明了这种液体的光谱“不是”。。。任何已知的物质。“。当科学家们试图对这种液体进行化学分析时,他们发现了微量的硅和钠,数量太小,不足以被认为是重要的。利用这些光谱仪的数据,研究人员还试图解释这种液体的独特之处:他们认为,水的分子排列在蜂窝状的网络中,形成了水的聚合物。他们给它起了个绰号叫“多水”。

科学家-即使是最持怀疑态度的人-也注意到了这一点。Polywater也引起了媒体和公众的注意,其中一些人想起了库尔特·冯内古特(Kurt Vonnegut)的怪物冰-几年前出版的小说“猫的摇篮”(Cat‘s Cradle)中的九块冰。冰九冰冻结了它接触到的任何液体水,从湖泊和河流到血液和汗水。就像感染一样,现实生活中怪异的水是否也会改变它所接触到的水呢?如果多水被冲下马桶怎么办?它能将污水处理厂的普通水转化为人们可以饮用的水吗?物理学家弗兰克·多纳霍(Frank Donahoe)也对多水的威胁感到震惊和愤怒。1969年10月,他在“自然”杂志上写道:“我认为聚合物是地球上最危险的材料。”“把它当作最致命的病毒,直到它的安全性确定为止。”

一旦媒体报道了Polywater的故事,Stromberg就开始收到信件,数量很多。“人们写信给我,说我在毁灭世界,”他说。

波利沃特的苏联血统并没有帮助解决问题。到1969年,中央情报局正在监测冷战对手的多水研究,“华尔街日报”报道说,五角大楼正在“为推动美国多水技术领先于苏联的努力提供资金”。

到了1970年,每个人都有关于多水的问题,宾夕法尼亚州伯利恒的一次科学会议被广告宣传为有答案。

1970年4月,美国化学学会在钢铁重镇伯利恒的利哈伊大学举行了一次研讨会。整个会议都聚焦于水,包括异常水。随后安排了一场新闻发布会。记者和300名与会者都想更好地了解多水的本质。怀疑者和信徒的情绪都很高:一场斗争正在酝酿之中。

Polywater的教父Deryagin有幸致开幕词。演讲结束后,他被问了一大堆问题。一名观众询问其他实验室在多水中发现杂质的证据。Deryagin回答说:“我不能对糟糕的结果负责,这不是我们造成的。”他说,如果他们的设备中存在杂质,它们也会出现在异常的水中。

但是,领养了多水的美国父亲利平科特说,杂质是他实验室的一个问题,他很难重复他早先的发现。斯特龙伯格支持里平科特叛逃。“根据我们掌握的证据,我们一开始就相信水会形成聚合物,”他说。“新证据令人严重怀疑。”

丹尼斯·卢梭(Denis Rousseau)是新泽西州默里山贝尔实验室(Bell Labs)的一名29岁的博士后科学家,他是更直言不讳、更有激情的不信仰者之一。他告诉身边的重量级人物,在与擅长检测微量化合物的化学家合作时,他们发现“多水样本显示这种物质受到了高度污染。”结果显示“高浓度的钠、钾、碳、氧和氯化物”以及其他化合物。卢梭确信杂质在多水中起作用:在他将激光对准多水样本的一次实验中,多水燃烧并变成深棕色,这是一个迹象,表明样本中包含的不仅仅是新构型的H2O分子。“我不相信有足够的证据证明水的聚合体是合理的,”他说。德里亚金仍然坚定不移。

来自世界各地的科学家前往利哈伊谷寻找答案,但他们沮丧地离开了。当Polywater的支持者重新开始制作足够大的样本进行测试时,现状又回来了,而它的怀疑者则继续谴责整个事情是胡说八道。

卢梭决心证明多水的不存在,为了证明他的观点,他去了健身房,在那里他相信他可以找到杂质的来源。在一场激烈的手球比赛后,卢梭从他的T恤上拧出汗液,并将其样本放入光谱仪。这台机器吐出的化学光谱与早先的一份多聚水样本的化学光谱相匹配。1971年1月,“科学”发表了一篇关于卢梭发现的论文。他在信中写道,每个人,就像花生角色猪圈一样,都被一层雾包围着,雾中包含着这个人本质的细雾。当这种薄雾或气溶胶落在含有微量水的玻璃管的内部时,就产生了具有奇怪行为的流体。多聚水被证明是1%的灵感和99%的汗水。换句话说,多水只是一种肮脏的水。

最后,波尔沃特的追随者失去了他们的信仰。科学家们回到了未完成的工作中,因为多水消耗了他们和数百万的研究资金。现在一切都过去了。两年后,即使是固执的德雷亚金也承认了这一点。“这些实验并不支持反常水或聚合水的假说,”他说。