水的答案知多少--水的第四相：不只是固态、液态和气态 9787122239563 化学工业 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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李政 著

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• 水研究
• 物质状态

店铺： 北京文博宏图图书专营店

出版社： 化学工业出版社

ISBN：9787122239563

商品编码：29661889016

包装：平装

出版时间：2015-09-01

基本信息

书名：水的答案知多少--水的第四相：不只是固态、液态和气态

定价：59.00元

作者：李政

出版社：化学工业出版社

出版日期：2015-09-01

ISBN：9787122239563

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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你可曾想过：在一杯水中潜伏着怎样的秘密？纤细的蒸气为什么会从一杯热茶中袅袅升起？白云为什么会一朵朵挂在天空？汽水中的气泡为什么会越长越大？果冻为什么不会滴出水来？舌头为什么会被粘在冰棒上面……这些看似简单的问题却没有那么容易解答。因为要想解答这些问题，科学家们需要在一个危险的科学领域中去探寻。水的研究在过去饱受打击，那些试图弄清楚H2O的“社会行为”的科学家们的名誉乃至生计遭受着很大威胁，就像是被人涂满沥青、插上羽毛、拉在大街上一样。尽管如此，仍然有一位无畏的科学家——波拉克教授，勇敢地踏入了这个危险的领域。他通过简单而严谨的实验，揭示了水分子的排布结构以及性质。他通过对话的方式建立了一个简洁的框架，展示了水的结构是如何影响我们这个世界的。波拉克教授将带领我们启航，给我们展示一个神奇的世界。请跟随波拉克教授一起来重新认识我们这个世界，不要认为一切都是理所当然的，莫要忘记我们儿时追寻“为什么”的梦想。

内容提要

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水，覆盖在地球上，弥漫于天空中，充斥在细胞里；水，无处不在，然而却没有你想象得那么简单。
看看你知道下面这些问题的答案吗？
为什么冰的表面很滑溜？为什么果冻中含水量大于95%，水却不会从中滴出来？为什么热水比冷水结冰快？为什么一杯香槟中会无休止地产生气泡？为什么水滴可以漂浮在水面上？为什么液态水可以在两个烧杯之间形成一道水桥？……
生活中有许许多多像这样好玩又奇怪的现象，你想知道为什么吗？
华盛顿大学的杰拉德·波拉克教授知道这些关于水的答案。波拉克教授经过多年的研究发现：水不仅仅有固态、液态和气态三种相，水还存在第四种相—液晶态。有了这个秘密武器，所有的奇怪现象都迎刃而解了。
现在，就请热爱思考的你开启我们的神奇之旅吧，来了解一下我们*熟悉却也*陌生的一种物质—水。

目录

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部分 水的奥秘：开辟一条道路/001
章 迷雾重重/002
第二章 水的社会行为/008
第三章 界面水的谜团/016
第二部分 水的隐藏身份/031
第四章 水有第四相吗/032
第五章 水做成的电池/050
第六章 给水电池充电/060
第七章 水—大自然的发动机/071
第三部分 水中有乾坤/085
第八章 万物皆吸引/086
第九章 布朗的舞蹈：能量驱使的运动/096
第十章 热量和温度：给温度照上一束光/111
第十一章 扩散和渗透：万事皆有因/125
第四部分 自然界中的液体/137
第十二章 氢离子的力量/138
第十三章 水滴和气泡：水家族中的两兄弟/150
第十四章 气泡的诞生：通往成熟之路/159
第十五章 咖啡上的云：蒸发的非凡本质/173
第十六章 水做的蹦蹦床：层叠的水面/190
第十七章 水暖成冰/206
第五部分 总结：解开世上的谜/223
第十八章 自然的秘密规律/224
参考文献/231

作者介绍

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杰拉德·波拉克（Gerald H.Pollack）
华盛顿大学生物工程系教授，宾夕法尼亚大学博士，科技期刊《水》的创始人以及总编辑。
2012年获得普利高津奖章；
2008年获得华盛顿大学的**奖项——年度教工演讲奖；
荣获美国国立卫生研究院授予的创新基金；
被俄罗斯乌拉尔联邦大学授予荣誉博士学位；
被俄罗斯科学院授予荣誉教授称号；
被聘为塞族共和国文理科学院的外籍教员；
美国生物医学工程协会的创始成员之一；
美国心脏协会以及生物工程协会的会员；
1990年出版的《肌肉与分子：揭示生物运动的机理》获得科技通讯协会的奖。
2001年出版的《生物、凝胶和生命的发动机》获得科技通讯协会的杰出奖。
2014年出版的本书在美国获得2014国际峰会奖。
波拉克教授不仅仅是一位卓有成绩的知名科学家、演说家和作家，更是一位愿意挑战一切科学疑点的勇敢战士。

文摘

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序言

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《水的奥秘：生命之源的崭新视角》 水，这个我们再熟悉不过的物质，自古以来便是诗歌、神话与哲学的灵感源泉。从远古的生命起源到现代工业的飞速发展，水始终扮演着不可或缺的角色。我们熟知它的固态——冰，液态——水，以及气态——蒸汽。然而，在这些我们习以为常的存在形式之外，水是否还隐藏着不为人知的面貌？它们又以何种方式影响着我们生活的方方面面？ 本书将带领读者踏上一段深度探索水世界的旅程，揭开它更为深邃、更为神奇的面纱。我们不再仅仅停留在对水基本形态的认知上，而是将目光投向那些隐藏在宏观现象背后的微观机制，以及那些尚未被充分理解的“非常规”水行为。 第一章：水的“古老”智慧——从分子结构谈起 本章将从水的分子结构出发，细致解析水分子（H₂O）的独特之处。我们将深入探讨其极性、氢键的形成机制及其在宏观性质中扮演的关键角色。理解了分子的微观世界，我们才能更好地把握宏观现象的根源。我们将详细讲解： 水分子的几何构型与极性： 为什么水分子不是直线型，而是呈现“V”字形？这种独特的角度如何赋予水分子强大的极性？极性对水与其它物质的相互作用又有着怎样的影响？ 氢键的精妙网络： 水分子之间如何通过氢键相互连接？氢键的强度与稳定性如何？它又是如何影响水的熔点、沸点、表面张力以及蒸发速率等性质的？我们将通过生动形象的比喻和图示，让读者直观理解这一微观但至关重要的作用力。 水的异常密度： 为什么冰会浮在水面上？这一看似“反常”的现象背后，隐藏着怎样的分子排列奥秘？我们将深入剖析冰晶体结构，以及其对水生生物生存环境的重要意义。 水作为通用溶剂的秘密： 为什么水能够溶解如此多的物质？“万能溶剂”的称号并非浪得虚名，其背后的分子层面的解释将一一揭晓。 第二章：超越三态的界限——水的“非常规”形态猜想与研究 抛开冰、水、蒸汽的传统认知，本章将聚焦于科学家们近年来在水研究领域取得的突破性进展，探讨那些可能被我们忽视或低估的水的“非常规”形态。我们将审视和分析： 水的“模糊态”或“有序态”： 在特定条件下，水分子是否会形成某种介于液态和固态之间的有序结构？这些结构与普通的液态水有何不同？它们是如何被探测到的？我们将介绍光谱分析、X射线衍射等前沿探测技术，以及科学家们如何在实验中“捕捉”到这些短暂而微妙的水相。 受限水的特殊性质： 当水被限制在极小的空间内，例如纳米孔道或生物体内时，其性质会发生怎样的改变？这些“受限水”是否会展现出与自由水不同的流动性、粘度甚至化学反应性？我们将探讨水的量子效应在纳米尺度下对水性质的影响，以及这些研究对纳米技术、催化科学的潜在启示。 水在生物体内的角色： 水在维持生命活动中扮演着何种超出我们一般认知的角色？除了作为溶剂和运输介质，水分子在蛋白质折叠、酶催化以及细胞信号传递等生命过程中是否还存在更深层次的作用？我们将探讨生物体对水的“智能”利用，以及生命科学研究如何从对水的深入理解中获得新的突破。 超临界水： 在高温高压下，水会进入超临界状态，此时它既不像气体那样易扩散，又不像液体那样有表面张力，展现出独特的溶解能力和反应活性。我们将介绍超临界水的性质，以及其在环保、能源等领域日益重要的应用前景。 第三章：水的“记忆”与“信息传递”——科学的边界与未解之谜 本章将触及水研究中最具争议性也最引人遐想的领域：水的“记忆”与“信息传递”假说。我们将以审慎科学的态度，回顾相关的研究历程，梳理其科学依据与质疑，并探讨未来的研究方向。 “液态晶体”或“集体振动”假说： 历史上，“水记忆”理论曾一度引起广泛关注。我们将回顾这些理论的提出者、主要观点以及它们在当时科学界引发的讨论。我们将深入分析这些假说在分子层面可能存在的解释，例如水分子的集体振动模式，以及它们如何可能在一定时间内保持某种“构型”。 实验证据与争议： 我们将客观呈现支持或反对“水记忆”理论的实验证据。哪些实验设计存在漏洞？哪些结果需要更严谨的重复验证？我们将探讨科学研究的客观性和可重复性原则，以及在面对颠覆性理论时，科学界应有的严谨态度。 科学的边界： “水记忆”等理论的探讨，本质上是对科学边界的探索。我们将讨论什么是科学，什么是伪科学，以及如何在看似模糊的领域中，运用科学的方法论去辨析真相。科学的进步往往伴随着对未知领域的探索，而对水的深入研究，无疑是这条探索之路上的重要一环。 未来的研究方向： 尽管存在争议，但对水分子在特定环境下的行为进行更深入的研究，仍然是科学界的重要课题。我们将展望未来可能的研究方向，例如利用更先进的传感技术、量子计算模拟等手段，去探究水分子在能量、信息传递方面是否存在我们尚未发现的奥秘。 第四章：水的应用与未来——从饮用到新能源 水不仅是生命的载体，更是驱动人类文明发展的强大动力。本章将聚焦于水在各个领域的广泛应用，并展望其在未来发展中的无限潜力。 生命之源的保障： 从饮用水的净化到污水处理，再到农业灌溉，水资源的管理与利用是人类生存的根本。我们将介绍现代水处理技术，包括膜分离、高级氧化等，以及如何更有效地利用和保护珍贵的水资源。 工业的基石： 水在发电、化工、冶金、食品加工等几乎所有工业部门都扮演着关键角色。我们将探讨不同工业领域对水的特定需求，以及如何在提高用水效率、减少污染排放的同时，保障工业的持续发展。 新能源的曙光： 氢能作为一种清洁能源，其制取过程与水密切相关。我们将介绍电解水制氢、光解水制氢等技术，以及它们在未来能源结构中的潜力。此外，潮汐能、波浪能等也都直接或间接与水运动相关，这些可再生能源的发展将如何改变我们的能源格局？ 环境的守护者： 水循环是地球环境的重要调节机制。我们将探讨水在气候变化、生态保护中的作用，以及如何通过水资源的管理，更好地应对环境挑战。 跨学科的融合： 水的研究正在日益融合物理、化学、生物、材料、工程等多个学科。我们将展望这些跨学科的融合将如何为我们带来更多关于水的全新认识和应用。 结语：水的无穷魅力 从微观的分子互动到宏观的地球生态，水以其丰富而多变的姿态，深刻地影响着我们世界的方方面面。它既是生命延续的必要条件，也是科技进步的催化剂。对水的深入探索，不仅是对一个普通物质的认知升级，更是对我们生存环境、生命本质乃至宇宙奥秘的一次伟大求索。本书希望能够点燃你对水的兴趣，激发你对未知的好奇，让你在日常生活中，也能看到水的不同寻常之处。水的答案，或许才刚刚开始被我们揭示。

评分☆☆☆☆☆

我一直对水的各种特性感到着迷，从它在自然界扮演的关键角色，到它在人类文明发展中的重要地位。当我在书店或者网上偶然看到《水的答案知多少——水的第四相：不只是固态、液态和气态》这本书时，这个“第四相”的说法立刻引起了我的注意。我理解我们通常所说的固态、液态、气态是水最常见的存在形式，但这并不意味着水就只有这三种面貌。我很好奇，在什么样独特的条件下，水会展现出与众不同的“第四相”？它的物理化学性质会发生怎样的变化？这种变化是否会带来一些我们尚未知晓的奇妙现象？我希望这本书能够为我揭开这个神秘面纱，让我对水有一个全新的认识。我尤其期待书中能有对“第四相”形成机理的详细阐述，以及它可能存在的应用，比如在新能源、新材料或者生物科技领域。作为一名普通读者，我希望能通过这本书，不仅了解到一个新的科学概念，更能感受到科学研究的严谨与浪漫。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计倒是挺吸引人的，以蓝色为主调，搭配着一些抽象的水波纹，很有那种探索未知的神秘感。我一直觉得水这个东西，我们每天都在用，但它到底有多少秘密，我们可能根本就不了解。固态、液态、气态这三相是基础知识，但“水的第四相”这个概念，光听着就让人好奇心爆棚。作者能把这么一个可能很深奥的科学概念，用一个这么引人入胜的书名来呈现，说明他/她在这方面肯定下了不少功夫，也很有将科学知识普及化的意识。我比较期待书中能够用通俗易懂的语言，解释清楚这个“第四相”到底是什么，它跟我们已知的固液气三相有什么本质的区别，又在哪些方面展现出与众不同的特性。不知道作者会不会引用一些经典的科学实验或者最新的研究成果来支撑这个理论，我希望书中有足够多的实例和理论依据，能让我这个门外汉也能看得懂、有启发。毕竟，科学的魅力就在于它能不断挑战我们固有的认知，而水作为我们生命之源，其潜在的奥秘，总能勾起人们最原始的好奇心。

评分☆☆☆☆☆

我平时喜欢阅读一些比较前沿的科学普及类书籍，总觉得人类对自然的探索永无止境，而水，这个我们最熟悉的元素，也许隐藏着我们意想不到的奥秘。当我在书名中看到“水的第四相”时，我的第一反应是：这是真的吗？我们从小就被教育水的三个状态，如果真的存在第四种，那将多么令人兴奋！我希望这本书的作者是一位真正对水有深入研究的专家，能够用一种非常严谨但又不失趣味的方式来解读这个概念。我期待文中能有严谨的科学论证，解释“第四相”是如何被发现的，它的理论基础是什么，以及它是否已经被科学界广泛认可。同时，我希望书中也能包含一些能够引起读者共鸣的例子，比如，这种“第四相”是否会在某种极端环境下自然出现？它是否已经被科学家在实验室中复现？如果未来能够实现对“第四相”的广泛应用，它又会给我们的生活带来哪些颠覆性的改变？这些都是我非常期待在书中找到答案的问题。

评分☆☆☆☆☆

收到这本书的时候，我最先注意到的是它的出版信息，化学工业出版社，这本身就说明了这本书的专业性和权威性。要知道，化学工业出版社出的书，一般在内容严谨性上都有很高的标准，这让我对接下来的阅读充满了信心。我一直对科学的边界探索很感兴趣，尤其是那些看似寻常却蕴含深厚道理的领域。水，这个再熟悉不过的物质，如果它真的存在“第四相”这样颠覆性的特性，那将是对我们现有物理化学认知的一次巨大冲击。我希望这本书不仅仅是停留在理论的层面，而是能够深入浅出地剖析“水的第四相”是如何被发现的，它在自然界或者特定条件下是否存在，以及它可能带来的应用前景。我脑海里已经开始想象，如果“水的第四相”真的能够被有效利用，那将会给能源、材料、医疗等领域带来怎样革命性的变化。我特别期待书中能有详实的案例分析，或者是关于研究团队是如何一步步揭示这个秘密的历程，这样的叙述方式会比单纯的理论讲解更有吸引力，也更能激起读者的探索欲望。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，我最初被这本书吸引，是因为“水的第四相”这个概念本身就带着一种科幻色彩，让我联想到了许多关于未知科学的讨论。我不是专业的化学或者物理学家，但作为一个对世界充满好奇的普通读者，我总是喜欢通过阅读来拓展自己的认知边界。我希望这本书能够像一本引人入胜的科普读物，而不是一本晦涩难懂的学术专著。我期待作者能够用生动的语言，清晰的逻辑，将“水的第四相”这个概念背后的科学原理解释得明明白白。是不是会有一些图表、插画来辅助理解？比如，如果“第四相”有特殊的结构或者行为模式，用视觉化的方式呈现出来，会比纯文字描述更有效。而且，我比较关心的是，这个“第四相”在现实生活中是否真的存在，或者说，我们是否能够人为地创造出这种状态？如果能，它又有什么样的潜在价值？书中会不会提到相关的研究进展，或者未来可能的发展方向？这些都是我非常感兴趣的点。