在我們日常的認知中,溫度越低,結冰的速度就越快。在影視劇中,不乏看見末日電影的低溫瞬間把人凍成冰塊,還有那些從天而降的冰雹瞬間把一所鳥語花香的地方變成寒天凍地,看電影時覺得這樣的場景很離譜,但事實上,更離譜的存在于現實生活中,水竟然會在高溫下結冰,你們會信嗎?若不信,請聽下文。
在高溫狀态下結冰的水
确實,若是普通條件下,在高溫條件下水是不可能結冰的,而這種情況就屬于在一種特殊的情況下,發生于美國勞倫斯利弗莫爾國家實驗室,科學家們成功在2000度的高溫下讓水結成了“冰”。
我們知道,溫度低于0攝氏度,水會結成冰,且溫度越低結冰的速度就越快;溫度越高,高于100攝氏度,水就會變為水蒸氣,但這兩種情況都有一個前提,那就是在标準大氣壓下。
标準大氣壓的是指地球内來自于各個方向的壓力,如同我們用手壓桌子時會給桌子一個壓力,反過來桌子也會給我們一個壓力,這種壓力存在于我們的日常生活中,同時會因重力的存在,我們才不會在地球漂浮前進,大海的水也不會飄在空中。這裡所說的标準大氣壓,大家簡單理解成在我們日常的空氣中就可以。
那若不是日常空氣的情況下呢,給水增加不同的大氣壓,水的形态會如何改變呢。對于這個問題,科學家們早在1988年就對其進行了預測,推測會出現一種“超級冰”的物質。
針對這一猜測,科學家們在美國勞倫斯利弗莫爾國家實驗室進行了實驗,研究人員讓水分子暴露在X射線和高能激光中,這時水分子被兩道激光同時擠壓,所受的壓強已經達到了地球中心的壓力,近370萬個大氣壓,而人類最高隻能承受17個大氣壓。在如此巨大的氣壓下,科學家們發現水分子周圍的溫度已經達到了2000攝氏度,水分子在千分之一秒内形成了冰粒,這是一種從未出現在地球上的物質,科學家們将其命名為冰十八。
專業為物理或者化學的朋友們可能已經知道這種狀态下水結冰結的不是冰,它是水的一種結晶體。結晶體是指微小的粒子按照一定的空間次序排列形成的固體,之所以說它不是冰是因為冰是在溫度極低的狀态下粒子排列形成的固體,注意,隻有在低溫狀态下形成的才是冰,而在高溫狀态下形成的隻能是水的結晶體,它的外表與冰相似,但是内在原理不同。
另一方面,這種在高溫狀态下形成冰可以說是“被壓縮成的冰”。這是因為冰十八不是像冰一樣被冷凍從而凝固,它是處在高壓狀态下,生存環境極小,把水分子不斷的壓縮,最終壓縮成了一塊結晶體。如同我們做綠豆糕時,會把綠豆沙揉成泥狀,之後運用模具壓縮形成固體綠豆糕,隻不過冰十八的壓縮極為極端,可以說把水分子的外部及内部空間壓縮的一絲都沒有才形成了結晶體。
以上就是冰在高溫狀态下結冰的具體原理,而關于水的結晶體還有一個很大的騙局。
水結晶的騙局
這個騙局的起因是這樣的。有一個日本人江本勝,他在2005年寫了一本《水知道答案》的書,内容主要是說水的結晶體在結晶時會受人類情緒的影響。如,若在水結晶時對其惡語相加,這個結晶體會變得醜陋,若是美言相向,則會變得華麗萬千,若是對其演奏高雅音樂會變得精緻無比,若是對其播放噪音,則隻是普通結晶形狀。這本書裡例舉了大量的圖片和實驗例證,沒有相關知識的人很容易被其蒙騙認為這是正确的、很神奇,由此一炮而紅。
但是若是有專業知識的人看這本書一定會嗤之以鼻,而沒有專業知識的人們隻要深入的想一想,就會發現這種理論存在很多疑問,以此來判斷這種結論可能是假的這一事實。
首先從語言上來說,什麼是“惡語相加”,什麼是“美言相向”,這些好話與壞話的界定是來自于人類,不同的種族又有不同的界定,不同的一句話在不同的環境裡又是不同的意思,如“你是個豬”,若是上司這樣說你,可能會帶有嘲諷、怒氣的意思,若是朋友之間這樣說可能是開玩笑調侃的意思。
人類本身就沒有對這些東西做以界定,那麼水在結晶時就會表現相應的回應嗎?更何況江本勝是日本人,他用的是日語,那麼其它語言呢?在這本書裡并沒有說明。
在實驗方面,他沒有一個完整的實驗機制,我們在研究一項事物時,首先要提出事物猜想,其次對猜想進行前期評估,在有了一定可能性後準備實驗,實驗過程中要明确實驗的目的、器材、原理、步驟、結論、讨論或分析。
但是在這本書裡,他忽略了很多實驗步驟,僅僅隻是提出問題,簡單說明實驗步驟再得出結論,整本書裡重點強調了水的結晶過程會受人類情緒的影響這一結論對于重要的實驗步驟等方面隻是一筆帶過,且沒有對照實驗。
我們在做實驗時對照實驗是最基礎也是最重要的實驗,例如簡單的“不同年齡的身體狀況”這一課題,我們進行對照實驗,把年輕人一組和老年人一組對照,這樣得出年輕人的身體狀況高于老年人這一結論。然而,江本勝沒有做任何一組對照實驗,這樣的實驗是不嚴謹的。
最後,我想說,這個世界有很多我們未知的東西,好奇探索這些東西是一件好的事情,“水的結晶過程是否會受人的情緒影響”這一課題也是非常具有意義的,就像冰十八一樣,在這之前我們是否會認為冰在高溫結冰這一概念是錯誤的呢。
或許未來可能真的會有一種結晶過程會受人類情緒的影響,但這種結論必須是經過嚴謹完整的實驗得出來的結論,而不是憑空捏造。
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