国王珀琉斯在海边邂逅了美丽的海洋女神忒提斯，两人一见钟情，结为夫妻，不久生下了一个儿子，取名阿喀琉斯。
珀琉斯夫妇爱极了这个儿子，可是神预言说，阿喀琉斯成年后会成为大英雄，但最后将死在特洛伊人的箭下。预言让忒提斯焦急又痛心，她要尽一切努力保护自己的孩子。
忒提斯想起来，冥河的水具有神奇的力量，于是在阿喀琉斯出生后不久，忒提斯倒提着阿喀琉斯，将他全身浸入冥河，希望让冥河水的力量育成阿喀琉斯刀枪不入的金刚体。
功夫不负有心人，经过冥河水的浸泡，阿喀琉斯真的拥有了金刚不坏之身，全身刀枪不入。可遗憾的是，阿喀琉斯浸入河中时被母亲捏着的脚踵，因为没有接触到冥河之水，成为他全身上下最脆弱的地方。
长大后的阿喀琉斯成为一名战士，勇猛无比，战无不胜，后来他参加了特洛伊战争，预言不幸成为现实，他被敌人用箭射中脚踵而死去。
这就是谚语“阿喀琉斯之踵”的由来，而神奇的冥河之水，同样给人们留下深刻的印象。
1 初识水
关于水的神奇，我们从小听到很多很多。因为水与我们的生活息息相关，我们离不开水。
自古以来，水就被视为组成世间万物的元素。中国古人就有“水为宇宙万物之本原”的认识。管子曾说过：“水者，何也？万物之本原也，诸生之宗室也。”水生万物的观念几乎成为我们中华民族一种普遍的民族共识。
西方文明也是如此。古希腊第一个自然科学家和哲学家，西方思想史上第一个有记载有名字留下来的思想家泰勒斯，被后人称为“科学和哲学之祖”，他观察洪水时发现，洪水退后不仅会留下肥沃的淤泥，还有无数微小的胚芽和幼虫。当时的人类还处于极度愚昧和信仰神话的年代，很多地方的人都相信是神创造了宇宙。泰勒斯也将他的发现和这些神话联系起来，得出了“水生万物，万物复归于水”的结论，认为世界本原是水，水是世界初始的基本元素。
泰勒斯之后，继续探究世界组成的先哲们逐渐意识到，其实并非所有的东西都能由水构成，于是人们又在组成万物的基本元素里相继加入了气、土、火，就形成了“四元素说”。这个学说经过柏拉图、亚里士多德等一大批哲学家的修订和发展，上升成一种科学概念并长期统治欧洲。
“科学之祖”泰勒斯
无论是在东方和西方的文化概念中，水都是一种不能再分割的基本元素，参与到组成世间万物的宏大工程中。在后来出现的各种元素学说中，人们所列举的基本元素尽管有些不同，但水都无一例外地位列其中。没有人对“水是元素”产生过怀疑。这个错误的纠正，很大程度上要归功于卡文迪什。
地球上的水循环
2 卡文迪什的贡献
现在我们都知道，水是化合物，每个水分子由两个氢原子和一个氧原子构成，水在通电或其他条件下可分解产生氢气和氧气。但在很久以前，人类还没有电，要电解水当然无从说起。但是反过来，如果有现成的氢气，将它们点燃后生成水，这也能说明水是可分的。所以，从水得到氢气就成了证明水是可分的这一论点的至关重要的一步。
卡文迪什出身于贵族世家，酷爱科学，他在年向英国皇家学会提交了一份研究报告《人造空气实验》，讲述了自己对一种气体的研究结果。卡文迪什一次又一次地将铁、锌等不同金属与稀硫酸、稀盐酸等反应，并利用排水集气法收集反应生成的气体。大量的数据让他发现，如果加入到这个反应中的某种金属质量是一定的，那么它无论与何种酸反应，产生的气体体积都是一定的。他将这些气体混入空气中，用电火花引发反应，居然听见了清晰的爆炸声。那个时候，普里斯特利和舍勒等人已经发现了称为“火焰空气”的一种能够强烈助燃的气体（氧气），卡文迪什将他的气体与“火焰空气”混合，发现他的气体居然能在“火焰空气”中安静地燃烧，火焰是那么的清晰！这使卡文迪什更加确定这种气体和已知的其他气体都不一样，于是把它叫做“易燃空气”（氢气）。更让人惊喜的是，敏锐的卡文迪什还发现，无论在空气中还是在“火焰空气”中，燃烧后容器壁上都有水珠凝结，卡文迪什认定这些水是“易燃空气”燃烧生成的。他不停地做实验，确定氢气和氧气反应时的体积比是2.02∶1。
氢气发现者——卡文迪什
卡文迪什被称为“化学中的牛顿”，他是一位实验科学家，长期默默地工作在自己的实验室中，取得了许多伟大的发现。但这些发现很多是在他去世之后才被人们所了解。卡文迪什将自己的一生献给了科学事业，终身未婚，在79岁高龄的逝世前夜还在做实验。这位百万富翁生前把自己的客厅都改造成了实验室，将自己的全部财产投入到购买实验器材、设备和原材料上，他因此也被同行们称作“最富有的学者，最博学的富豪”。他后世的亲友捐助成立了卡文迪什实验室，这个大名鼎鼎的实验室就是现在的剑桥大学物理系实验室，诞生过麦克斯韦、瑞利、汤姆孙等26位诺贝尔奖得主。
那是一个“燃素说”盛行的年代，卡文迪什不可避免地将他的这种气体和燃素联系起来。虽然有了足够的实验数据和现象的分析，但卡文迪什和其他人一样，还是坚持认为水是一种不可再分的元素，“易燃空气”是含有过多燃素的水，“火焰空气”则是完全失去燃素的水。
事情的转机出现在年。卡文迪什的助手布拉格登到巴黎做学术访问时，将卡文迪什的实验结果和结论告知了拉瓦锡。拉瓦锡很快重复了卡文迪什的实验。明白不过的实验结果告诉拉瓦锡，其实水就是氧气和空气反应生成的化合物，水是可分的。拉瓦锡的观点引起轩然大波，就连卡文迪什本人也不同意这个观点，拉瓦锡当时也无法说服那些“燃素说”的坚定的拥趸，水的真实本质也仍然在一段时间内不为人们所认可。
卡文迪什率先发现了氢气，但是受“燃素说”的影响，他没能揭开水的本质
直到后来，拉瓦锡的“氧化说”得到公认，人们才开始接受水是化合物的观点。年，拉瓦锡发表了化学史上最重要的巨著之一——《化学概要》，在这本书里，拉瓦锡重新定义了元素，水彻底退出元素的行列，“易燃空气”和“火焰空气”被他分别命名为氢气（Hydrogen，意思为“产生水的”）和氧气（Oxygen，意思为“形成酸的”）。
《化学概要》封面
有关拉瓦锡的书籍中的插图，拉瓦锡正在做水的合成实验
不过，尽管卡文迪什没有揭开水的真正奥秘，但由他引领的关于氢气的研究为揭晓水的本质奠定了基础。
3 喝水的学问
“水是生命之源”，水对我们人类的重要性不言而喻。人离不开水，水具有调节人体温度，参与新陈代谢，补充体液，维持体内酸碱平衡等众多功能。水在人体内就像一部“运输机”，输送糖分、电解质、氧气和微量元素等营养物质到身体的各个器官，再通过汗水和尿液等把血液中的废物排出体外。医学专家估计，为了维持身体平衡，一个成年人一天需要喝水2—3升，如果天气炎热或从事体力劳动，则需喝水8—10升。
几十年前，大家喝的水的来源都非常简单，生活在城市里的人喝自来水，农村里的人则基本上从水井里打水喝。把水烧开再凉一下，所有的人都喝“凉白开”。现在不同了，科技的进步催生了众多可直接饮用的水，矿泉水、纯净水、太空水、蒸馏水、富氧水……令人眼花缭乱，不知如何选择。
随着生活水平的提高，我们喝水也开始讲究起来，但究竟喝什么水最健康，健康营养专家有不同的观点，一直在争论之中。不过，饮用水不当，很可能对身体造成慢性的危害，这一点已得到了大家的公认。比如有观点说，水的硬度越高，即水中的钙、镁含量越高，患心血管疾病的可能性就越低。还有观点认为，饮水中的钾、钠元素过高，会提高心血管系统疾病发病的危险度。可见，饮用水对人体益处或害处的大小，与水中矿物质的种类和浓度有关。
瓶装水因为卫生安全，已成为越来越多人的首选饮用水
其实，不管是自来水、井水还是瓶装水，它们的主要作用还是补充人体的水分，维持生命的存在。现代工业发展带来的环境污染问题越来越严重，因此瓶装纯净水日益成为人们日常补充水分的首选，因为纯净水去除了水中的所有杂质，因而具有卫生无害等优点，口感好。美国20多年前就已开始为居民供应经过一定处理的纯净水。最近的调查显示，至今没有纯净水对人体造成危害的记录。不过，由于纯净水中除去了所有杂质，一些可能对人体有益的物质也一起被过滤掉了。另外，婴幼儿长期饮用纯净水是否对身体有影响，也还有待于进一步的研究。至于矿泉水，饮用矿泉水可以补充部分人体所需的矿物质，如锂、硒、偏硅酸等，这当然是有益的。但有研究表明，由于人体吸收水中矿物质的能力很有限，所以这种补充作用也是微不足道的。
水分子结构
动动手
一碰就结冰的“水”
1．将适量醋酸钠放进即将要沸腾的水里，搅拌溶解。
2．溶解完成后，把混合物倒进玻璃杯，放进冰箱冷却。注意不要把没溶解掉的醋酸钠倒进杯子里。
3．过两个小时后把冷却的混合物拿出冰箱，用手指碰触一下水表面，可以看到，杯里的水将迅速结成一块冰。
水——生命之源。水资源是有限的，节约用水，已成为全社会的共识
4 向海洋要淡水
从遥远的外太空看，地球是一个蓝色的星球，因为地球表面71%由海洋覆盖着，可以说地球是一个“充满了水”的星球。但是我们都知道，世界水危机已越来越严重。这是为什么呢？
尽管地球上水的储量很大，但其中绝大部分是咸味苦涩的海洋水，这些水不能直接为人类所用。全球水资源中淡水只占0.75%，而且其中大部分蕴藏于南北极及深深的地壳中。而在我国，水资源危机越发突出，人均淡水资源拥有量仅有全球平均水平的四分之一，是全球人均水资源最贫乏的国家之一。
如今，保护水资源已成为全世界一个刻不容缓的话题，除了我们每个人节约用水外，人们开始把目光投向海洋，开发海水淡化技术，向海洋要淡水。
现在科学家已开发出好几种海水淡化技术，其中有一种叫膜处理技术，这种技术中的膜的发明是受到了大自然的启发。年，美国科学家研究一种能直接喝海水的海鸟时发现，这种海鸟的嗉囊上有一层结构精密的薄膜，能将盐水过滤为可饮用的淡水。通过仿造海鸟的这种膜，他们成功研制出了世界上第一张可将海水过滤为淡水的反渗透膜。这种膜上布满了只有0.1—1纳米的小孔，小孔孔径大于水分子的直径，而小于钠、镁、氯等离子（其实是水合离子）的直径。
全球的水分布
海水淡化
世界上第一个海水淡化工厂于年在美国建成，并一直运营到现在。目前，全球海水淡化日产量约万立方米，其中80%用于饮用水，解决了1亿多人的供水问题。海水淡化发展得最广泛的国家是地处沙漠之腹的沙特阿拉伯，其生产的淡水占全球总量的24%。
海水淡化技术承担着将来为人类提供淡水资源的重任，世界各国都投入了大量的研究经费和资源来支持和促进它的发展。可以说，如果海水淡化技术发展成熟，可以低成本、大规模应用，那么，人类的淡水问题将再无后顾之忧。
利用膜处理技术进行海水淡化，是我们向海洋要淡水的主要努力方向
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