神秘的“聚合水”

1962年，蘇聯(lián)科學(xué)家費德亞金（N. N. Fedyakin）報告了他的一個重大發(fā)現(xiàn)。用來做出這個重大發(fā)現(xiàn)的實驗很簡單：把蒸餾水放在一個小容器中加熱，用一束石英毛細(xì)管收集水蒸氣，讓水蒸氣在管壁內(nèi)冷凝。幾天后，他把毛細(xì)管內(nèi)的水分取出加以研究，發(fā)現(xiàn)其密度比普通水大了大約40％，在100℃時不沸騰，在-40℃時才結(jié)冰，而且像凡士林一樣粘。他認(rèn)為這是一種特殊的水形態(tài)，稱之為異常水。

費德亞金后來加入莫斯科物理化學(xué)研究所蘇聯(lián)科學(xué)院通訊院士德爾亞津（Boris Deryaguin）的實驗室。這個實驗室不斷地改進(jìn)實驗方法，讓它變得更精致一些。一個比較先進(jìn)的制備異常水的方法是這樣的：在石英毛細(xì)管的一段放上一點水，封閉起來，管的中央纏繞加熱絲加熱到500℃，管的另一端冷卻收集冷凝的異常水。他們認(rèn)為異常水是水的聚合形態(tài)，為此發(fā)表了30多篇論文。

起初只是蘇聯(lián)科學(xué)家自己在玩。1966年，德爾亞津訪問英國，在諾丁漢的法拉第學(xué)會報告他們對異常水的發(fā)現(xiàn)，引起了英國科學(xué)家的興趣。一些英國科學(xué)家重復(fù)了實驗，結(jié)果全都證實了蘇聯(lián)科學(xué)家的發(fā)現(xiàn)。英國著名物理學(xué)家貝爾納（J. D. Bernal）甚至宣布聚合水的發(fā)現(xiàn)是“本世紀(jì)最重要的物理化學(xué)發(fā)現(xiàn)”。

美國科學(xué)家也很快跟進(jìn)。1968年，馬里蘭大學(xué)的里平科特（E. R. Lippincott）等人在《科學(xué)》雜志報告說，他們用光譜法研究異常水，得到的光譜與普通水完全不同。他們確認(rèn)異常水的確是水的聚合形態(tài)，命名為聚合水。其他化學(xué)家也陸續(xù)在《科學(xué)》上發(fā)表論文，對聚合水的特殊性質(zhì)做出理論解釋。

許多科學(xué)家都投入了對聚合水的研究。到1971年時研究聚合水的論文多達(dá)400多篇。一位想象力豐富的美國太空物理學(xué)家認(rèn)為金星上的水很可能就是聚合水，他同時擔(dān)心，聚合水萬一從實驗室泄漏出來，可能會把自然界中的水都聚合變成聚合水，必然會導(dǎo)致地球生命的全部滅絕！更實際一點的科學(xué)家則設(shè)想，聚合水既然像凡士林一樣粘，而且100℃不沸、-40℃才凝固，豈不是最理想的潤滑劑和冷卻劑？只可惜聚合水只能用毛細(xì)管制備，量極少（以毫克計），用來做研究都很困難，更不要說實用了。

但是，對聚合水的研究熱傳到美國后不久，對其真實性的懷疑也開始了。1969年，有美國科學(xué)家發(fā)現(xiàn)他們制造出來的聚合水含有硼、硅、鈉等雜質(zhì)，認(rèn)為聚合水其實是一種受污染的水。同時，一名蘇聯(lián)科學(xué)家用質(zhì)譜儀檢測德爾亞津送交的聚合水樣品，發(fā)現(xiàn)聚合水含水量很少，反而含有脂質(zhì)等雜質(zhì)。又有美國科學(xué)家用掃描電子顯微鏡檢測聚合水，證實里面的確含有雜質(zhì)顆粒。另有美國科學(xué)家發(fā)現(xiàn)聚合水中含有乳酸鈉，這是汗液的成分。

用多種檢測方法都證實了所謂聚合水連水分都很少，它其實是膠態(tài)二氧化硅，摻雜有多種無機(jī)鹽和有機(jī)物。二氧化硅是石英毛細(xì)管的成分，膠態(tài)二氧化硅是在拉毛細(xì)管受熱處理時產(chǎn)生的，而雜質(zhì)可能是從幾種途徑進(jìn)入的：例如來自空氣中的二氧化碳，受到用來密封毛細(xì)管的油脂的污染，在操作時實驗員的汗液跑進(jìn)了毛細(xì)管等等。

1973年，德爾亞津在眾多證據(jù)面前也承認(rèn)聚合水不存在，而是污染水。至此，一項重大發(fā)現(xiàn)變成了一大丑聞。這幾乎是100多年前一場關(guān)于水的爭論的重演。當(dāng)時人們發(fā)現(xiàn)水在蒸餾之后，殘余的水表現(xiàn)出與普通水不同的性質(zhì)。在密閉的容器中把水反復(fù)蒸餾也能得到性質(zhì)特殊的水，于是有人認(rèn)為這是水的同素異形體（由相同元素構(gòu)成，但是形態(tài)、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)不同）。后來才知道是水中的雜質(zhì)引起的誤解。那時候?qū)嶒灄l件很簡陋，人們的物理、化學(xué)知識也很有限，出現(xiàn)那樣的誤解并不難理解。何以在100多年后，在有了先進(jìn)的檢測手段之后，仍然會有眾多的一流科學(xué)家被水中的雜質(zhì)所誤導(dǎo)，犯下低級錯誤呢？如果實驗設(shè)計得嚴(yán)密一些，態(tài)度嚴(yán)謹(jǐn)一些，這樣的疏忽本來是可以避免的。

聚合水的存在其實違背了熱力學(xué)定律，在理論上是不可能的。如果自始至終只是費德亞金這樣的無名之輩在鼓吹，很可能不會引起什么反響，甚至早就被戳穿了。但是有德爾亞津這樣的學(xué)術(shù)權(quán)威的推銷，就大大增強(qiáng)了其可信度，讓眾多科學(xué)家都有了投身于重大科學(xué)發(fā)現(xiàn)的熱忱和幻想。何況大眾媒體、同行的關(guān)注，美國《科學(xué)》、英國《自然》等著名科學(xué)期刊為此慷慨地貢獻(xiàn)出來的版面，更容易讓人熱昏了頭。用一位當(dāng)事人利蘭·阿蘭（Leland C. Allen）的話來說：“我第一篇相關(guān)論文吸引來的關(guān)注讓我堅信我對科學(xué)進(jìn)步做出了真實的貢獻(xiàn)，這要比從其他一般的成功科研項目中所感受到的更強(qiáng)烈?！?/p>

幸運的是，科學(xué)有自我糾錯的能力。一項虛假的科研成果，不管有多少權(quán)威的支持，不管曾經(jīng)被視為多么重大，一旦引起了科學(xué)界的重視，被推翻是遲早的事。沒有證據(jù)表明“聚合水”事件是有意的造假，只是由于疏忽而鬧下的笑話。只不過，為了一個可以避免的疏忽而浪費了十年時間、眾多人力和科研資金，未免太不值得。有時候，由于一時疏忽而出現(xiàn)的“誠實錯誤”，導(dǎo)致的后果甚至要比有意的造假還要嚴(yán)重。