第七章.水的设计


 

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这也像其他无神论者的断言那样, 来自对自然哲学的无知° 如果地球上的海洋的面积只有现在的一半的话, 那麼, 水的蒸发量也只会是一半, 由此, 我们用来灌溉土地使用的河流也只会是现在的一半° 这是因为水蒸发量和地球表面上的海洋宽度有关系° 所以, 全知的真主的设计如此完美, 以至於海洋的宽度正好符合陆地所需的水蒸发量°

...........................十八世纪英国自然科学家-约翰.莱依76

球表面的大半是由水覆盖的° 海洋占地球表面的四分之三° 另外, 在陆地上也有无数个河流和湖泊,.高山的雪则是水的冰冻状态° 世界上的水的重要一部分在天上° 在每一片雲彩裏有上千, 甚至有上百萬噸的水量° 有时会通过下雨落到地面上° 我们现在呼吸的空氣裏只有一定的水份°

简而言之, ‘在地球上, 无论您往那裏看, 都能看到水的存在°’我们可以更进一步说, 目前, 我们休息的房间裏就有40-50升的载水. 體° 您如果注意的话, 就会看到它° 请您暂时把目光从书裏移开, 看一看自己的手、胳膊、腿和腹部, 您就会明白, 原来这个载水體正是您自己!

人身體的70%是由水组成的° 在人體细胞裏水的含量最多, 血液的成份也是如此° 这个规律不仅对人类, 而且对其他的生命也是適用的° 没有水支撑的生命是不存在的°

水作为生命的基本要素是被特别设计的° 它的物理、化学功能都是为了生命的需要而被特别创造的°

 水的协调性 

著名的生化学家A.E.尼德哈姆在其名为‘生物的独一无二性’的著作裏指出, 液體是生命形成所必需的物质° 假如宇宙规律只允许固體和氣體存在的话, 那麼, 生命是绝对不会出现的° 这是因为在固體裏, 原子是交叉的, 静止的, 因此, 不会发生产生有機物的分子运动° 在氣體裏原子是不稳定的, 因此难以完成複杂的有機物的合成工作°

简而言之, 液體是生命形成所必需的物质° 液體中最理想的是水° 很久以来, 科学家们就强调了水在生命的形成上所具备的超乎绝伦的特性° 在这个问题上第一个做了详细研究的是英国自然学家威廉.韦外尔° 名为‘以自然神学的角度分析天文学和普通物理’这本书便是他的大作° 韦外尔研究了水和热量的特性, 並指出, 虽然水的一些热量特徵有悖於自然规律, 但是水的这些特徵应该被看成它是为了生命必需而被特殊设计的证據°

过了差不多一个世纪後, 哈佛大学生化学教授劳伦斯.罕德森通过其题为‘环境的適宜性’的著作对水的適宜性进行了阐述° 他指出:

“环境以其基本特徵(也就是从组成生命的各種化学物质和物理化学反应及水圈物理和化学特徵的角度)是生活所能要求的最合適的环境°77

 水的超乎绝伦的热能特徵

 罕德森对水的热能特徵进行了研究, 他认为可以从五个不同的角度来进行分析, 它们的顺序如下:

1)包括液體在内的所有物质都会随着温度的降低而收° 液體随着温度的降低, 體积会缩小, 重量会增加° 然而, 水不同於其他液體° 它到一定的温度(4oC)会收缩, 然後会突然向四周蔓延° 在冻住的时候会更加蔓延° 正是由於这个原因, 水在冷冻状态时的重量比其液體状态时的重量还要轻° 正是由於这个原因, 按照‘自然’规律, 本来应该在水底的冰却浮在水面上°

2)在冰化了的时候或者水蒸发的时候, 水会从周围吸收热量, 反之, 它会散发热量° 这就是被称为‘暗热’的概念°78

所有的液體都具有暗热° 不过, 水的暗热在所有液體裏是水平最高的° 在正常的温度裏, 只有氨的冷冻状态的暗热水平比水的要高° 然而, 在蒸汽状态时, 任何液體的暗热都比不上水°

3)提高水温所需的水量要远远超过其他绝大多数的液°

4)水的传热性比其他已知液體的要高四倍°

5)冰和雪的传热性能差°

您可能会对以上的五種特性的重要性比较感兴趣° 它们的每一个都非常重要, 因为世界上的所有生命正是由於以上特性的存在, 才成为可能的° 接下来, 让我们来看一看, 这些特性的作用吧°

 从上面冻结的作用

和所有的其他液體相反, 水在冰冻的时候会扩展, 所以, 冰会漂浮在水上°

 在上面提到的第一个特性对世界上的海洋是至关重要的° 假如冰不再水的上面漂浮的话, 那麼, 地球上的大半水都会处於冰冻状态, 从而在湖泊和海洋不会出现生命°

在冬天的时候, 世界上的许多地方氣温会降到零度以下,湖泊和海洋也会受到影响° 水温会逐渐变冷° 变冷的部分会往底部掉落, 更温的部分升到表面, 不过, 它们也会因冷空氣的作用而往水底掉落° 不过, 这種平衡到了4oC时, 就会发生变化° 这时,每当温度降低时, 水会蔓延並变轻, 从而使4oC. 的水层位於最底, 然後, 温度会以3oC, 2oC和0oC依次往上递减° 水底下的4oC的温度足够鱼和其他生物生存°

(正是由於水的表面会冰冻这个特点, 世界上的海洋上面会结冰, 冰下却永远处於液體状°假如水不具备这个‘超乎绝伦’之特性的话, 海洋的大半会是持久性冰冻状态, 从而使海洋生命无法生存°)

(與此同时, 以上提到的第五个特性也在发挥重要的作用:

这个特性就是冰和雪较低的传热性° 也就是说, 冰把冷空氣的很少部分传递到冰下° 因此, 即便外面的温度在-50oC, 水面最多会结一、两米厚的冰层° 正是由於这个原因, 海狮、企鹅和其他北極圈裏的动物能够破冰, 到水下寻找食物° )

假如不是这样, 会如何呢?假如水的‘特性和其他液體一样’的话, 也就是冰掉落到水底的话, 会怎样呢?

在这種情况下, 海洋和湖泊的水会从底部结冰的, 因为表面没有一个阻止冷空氣的冰层° 海洋的表面只会有幾米厚的水面, 即便氣温上升, 海底的冰是不会溶化的° 在这麼一个海洋裏生物是无法生存的° 在一个海底死亡带来的生态环境下, 陆地上的生命也是不会存在的° 换言之, 如果水是个正常的‘液體’的话, 地球上不会有生機的° 至於水为什麼会在4oC会收缩, 然後会突然向四周蔓延, 没有任何人可以解释这个现象°

 发汗降温

刚才提到的第二和第三个特性, 即暗热和热能比其他液體高的属性也是很重要的° 这些特性使得人身體完成很重要的一项工作:出汗°

出汗有什麼用处呢?

所有的哺乳动物的體温都是一样的, 大约在35-40oC之° 人的正常體温是37oC° 这是个很敏感的温度, 必需得到保持才行° 如果人體體温降幾度的话, 就会有挨冻的危险° 如果體温超过40oC, 那麼就会有生命危险°

换言之, 人體體温变化幾度, 它的平衡就会遭到破壞° 但是, 人體在这裏有一个重要的问题需要面对:人體是在不停地运动中° 所有的物體运动, 包括機械运动都需要能量° 能量的生产会释放热量° 您能很容易就会感受到这个温度° 在太阳下麵跑一萬米, 您会明显感到體温的升高°

不过, 事实上, 您的體温並没有怎麼升高°热量的单位是卡路里° 但一个正常人在一个小时内, 跑了一萬米的话, 他会释放1000卡的热量° 假如他的热量得不到释放的话, 他会在起跑後的第一公里处, 休克倒下°

正是由於水具备的上述两个特徵, 这種危险得到阻止°这種特性之一是水的高热能, 也就是说, 要提高水温需要很高的卡路里° 正是由於这个原因, 70%都是水的人體的温度不会很快升高° 例如, 让體温能升高10oC的运动, 在人體的基本成份不是水, 而是酒精、盐、铁或者铅的话, 那麼, 同样的运动会使人的體热分别升高到10oC, 20oC, 100oC和300oC° 由於水的高热能, 使我们避免了受到这種高温的伤害°

不过, 刚才我们提到的10oC温度增加对人體是致命的° 为瞭解决这个难题, 水的另外一个特性, 即暗热的高温会派上用场°

人體在释放热量的同时为了降温会通过发汗让身體降温° 在出汗的时候从毛孔裏出来的水会立即蒸发, 自蒸发的过程中, 由於暗热过高需要很高的温度° 把这个温度从人體抽揍, 使體温降下来° 这个冷却过程如此的有效力以至於会让身體挨冻°

正是由於这个原因, 一个跑10公里的运动员, 身體蒸发一升水的时候, 體温会降10oC° 體温会随着能量的消耗而上升, 與此同时, 出许多汗, 作出相应的冷却° 水的热能特徵使身體的保温系统得以保证° 任何一个液體不会像水那样让人出汗° 假如用酒精来替代水的话, 温度不会降到6oC, 而是2.2oC° 氨则会是體温降到3.6oC°

还有另外一个重要的方面, 那就是如果體温不传递到皮肤表面, 那麼, 以上所说过的特性是无济於事的° 因此, 人體的结構必需能够迅速导热才行° 和所有其他已知的液體相反, 水具有导热能力° 所以, 在这種特性的作用下, 體温被迅速传递到皮肤上.(甚至於皮下血管会扩张, 正是由於这个原因, 当身體发热时, 皮肤会发红)° 假如水的导热性差一点的话, 那麼, 體温会比较缓慢地传到皮肤上, 哺乳动物会因此无法生存°

综上所述, 以上所提到的水的幾種特性是为了人类这样複杂生命而被选定的特殊液體°

 温暖地一个世界

广博的海洋起着平衡地球温度的作用°由於这个原因, 離海近的地区的昼夜温差不大, 远離海的沙漠地区的昼夜温差偏大, 可达40oC°

罕德森在其名著‘环境的適宜性’裏描述的水的五種特性对世界的氣候平衡也是至关重要的°

水的暗热性和热能性比其他的液體高决定了海洋比陆地暖的晚, 冷的也晚° 由於这个原因, 地球上的陆地之间的温度差可达140oC, 而海洋之间的温差在15-20oC之间° 昼夜之间也存在着温差° 陆地上的昼夜温差在20-30oC之间° 海洋上的昼夜温差最多时幾度° 不仅是海洋, 在大氣层裏的水蒸氣也维持着一个巨大的平衡° 在水蒸氣少的沙漠, 昼夜温差很大° 在海洋性氣候的地区, 昼夜温差就比较小° 正是由於这種特性, 冬天和夏天或者昼夜之间的温差正好在人體能够承受的水平上°

如果地球上的水量比陆地的面积还要小的话, 昼夜温差会很大, 陆地的大半会变成沙漠° 生存就会成问题° 假如水的热能性不同的话, 地球上同样是不会有生命存在的°

罕德森在研究了水的所有特性後, 评论说: “需要总结的话, 水的特性有三大重要性:

其一是调整和平衡地球的温度, 其二是保证动物的體温平衡, 其三是保证氣象的转换° 所有这些因素是在最和谐的水平上发生效力的° 在这一点上没有任何物质能與水相提並论°79

 水表面的张力

 到目前为止, 我们讨论了跟水的热能和温度有关的特性°

事实上, 水还有其他一些同样重要的物理特性° 水的表面张力便是它们中的一个°

水的这種张力在百科全书裏被描述为‘液體的表面有一层被拉紧的膜似的有张力’° 之所以这样是因为组成液體的分子相互吸引所致°

由於水的表面张力很高, 所以存在着一些有趣的物理现象° 例如水容器可以承受超过其高度的水而不会倒出来° 如果把一个钢针水平放在水面上的话, 它不会沉下去°

水表面的张力比其他液體的都高並具有很高的生物作用°在植物上的作用首当其冲°

植物是根據水的张力特性得到设计的°由於逐渐往上的张力作用, 水能够爬到数十米高的树叶上°

您是否知道, 植物会不依赖汞、肌肉系统就能把水从地下麵的幾米的深处弄到地面?这是水的张力在发挥作用° 植物的根部和管道都是按照能够利用水的张力而设计的° 往上逐渐变窄的管道帮助了水的‘攀登’°

假如水的张力和其他的大部分液體那样比较差的话, 那麼, 许多陆地上的植物是无法生存的°

水的张力的另外一个作用是岩石断裂° 由於张力作用, 水会进到岩石裂缝的最深处° 在那之後, 天氣会变冷, 水会结冰° 水变成冰後会膨胀, 从而逐渐是岩石断裂° 这使得岩石裏的矿物质流到了大自然, 给土壤提供了关键的营养°

 水的化学特性

除了水的上述物理属性之外, 它的化学属性对动植物的生存也十分重要° 水的稀释作用便排在其化学属性裏的首位° 幾乎所用的化学物质都会被水稀释°

许多对生命有益的矿物质经过河水的稀释而分解了开来後流入了大海° 经计算, 每一年有50亿噸化学物质经过水的稀释後流入大海° 所有这些物质对海裏的生命是至关重要的°

水会加快所有已知的化学反应的速度(即催化作用)° 水的另外一个化学特性是在反应的理想水平上° 水既不像硫磺那样反应强烈, 也不像氩那样反应迟钝° 就像, 麦克尔.丹顿说所的那样, 水进入反应的水平正好在符合生物和地质的要求的水平上°80

关於对水的化学特性符合生存需要的研究的深入, 新的发现内容更加详细° 耶鲁大学的著名生化教授哈罗德.莫洛维兹说道:

“在最近的幾年裏, 发现了一些关于水的不被知道的特性° 这个特性(质子传导性)只適用于水並在生物能量转换和生命根源方面具有重要作用° 随着我们知识的增加, 我们对自然的崇拜也会增加°81

 水理想的流动性

水的高流动性对生命極为重要°假如这種特性弱一点的话, 毛细血管是无法载运血液的°例如, 肝脏旁边複杂的血管網络是不可能形成的°

每当提到液體的时候, 我们的眼前会出现液體流动的状态° 事实上, 液體的流动程度是不同的° 例如焦油、甘油和橄榄油及硫磺酸之间的流动性是相差很大的° 当它们和水融合後, 这種差别就更大了, 因为水比焦油、甘油和橄榄油及硫磺酸的流动性分别要高100亿, .1000, 100和25倍°

正如在上面我们所说的那样, 水的流动性能很高° 如果我们把天空醚, 液态氢等抛在一边的话, 我们可以认为, 在所有的液體裏, 水的流动性最高的°

麦克尔.丹顿在解答水的流动性再强一点或者差一点会如何的问题时说:

 “假如流动性再强一点的话, 水会失去生命基石的作用°例如, 假如水的流动性像液态氢那样的话, 那麼, 生命的结構会遭到致命的打击..敏感的分子结構不会受到水的支持, 细胞维持不了其敏感的结構..另一方面, 如果流动性差一点的话, 那麼, 像蛋白质, 酶这样的宏观分子和线粒體等运动会停止° 同样, 细胞也会停止分裂, 从而细胞的所有活动会终止° 胚胎形成和运动在水的流动性.差一点的时候, 跟它们有关的生物體的发展绝对不会出现°82

水的流动性不仅对细胞的运动重要, 而且对血液的循环是更为重要的°

(水的高流动性对所有的生命都是必需的°植物也通过如图所示的细管运载水°)

比一毫米的四分之一还要小的动物都具备循环系统° 因为从这个长度开始, 让营养和氧氣通过‘渗透’, 也就是直接让细胞裏液體吸收和传送营养和氧氣是不可能的° 在體内有许多细胞, 外面的空氣和能量必需通过管道输送和並排放废料, 这些管道便是血管° 心脏便是这些血管的汞站° 在血管流动的血的主要成份是水(除去蛋白质和激素外, 被称为‘血浆’的液體占95%)°

由於这个原因, 水的流动性对循环系统的有效运转很重要° 假如水的流动性和焦油一样的话, 任何一个心脏都不会有能力抽吸它的° 即便是比焦油的流动性高一亿倍的橄榄油能够被心脏抽吸, 橄榄油无法进入数以萬计的毛细血管或者遇到流动阻力的°

毛细血管的功能负责往每一个细胞输送所需的氧氣、能量、营养和激素等物质° 如果一个细胞想从毛细血管受益, 必需至多離它50微米远才行° 比这个距離远的细胞会死亡°

正是由於这个原因, 人體得到如此完美的设计, 以至於毛细血管在人體裏形成了一个覆盖每一个角落的密密網络° 人體裏有50亿条毛细血管, 总长950公里° 在有些哺乳动物體内的一个平方釐米的肌肉裏有3000条毛细血管° 假如把人體内最小的毛细血管的一萬条並排放在一起的话, 它们的总厚度和铅笔头的一样° 这些毛细血管的直径在3到5微米之间, 也就是一毫米的千分之三或之四°

当然了, 血液能在这麼窄的毛细血管裏畅通无阻的流动归功于水的高流动性能° 麦克尔.丹顿在指出水的流动差一点的话, 血液循环系统不会有任何用处时说:

“这些毛细血管系统只有在往血管裏排放的液體具有很高流动性时才会运转起来° 高流动性是很重要的° 因为液體在血管裏面的运动和其流动性是成正比的..假如水的流动性在强一点的话, 那麼, 在很高的压力下, 血管会无法工作° 如果水的流动性差一点的话並且毛细血管的直径被迫在3和10微米之间的话, 那麼, 为了吸收足够氧氣和葡萄糖, 毛细血管会把肌肉完全盖住° 在这種情况下, 宽體的生命设计会变得不可能或者受到極大限制° 因此, 水的流动性必需保持现在地这个水平才成°83

换言之, 水的流动性和水的其他特性那样, 是生命所需的最理想的水平上° 液體之间的流动性能之间有数亿萬计的差别°不过, 水在这麼多的流动性能裏正好符合生命所需° 

结论

 在这一章的开头到这裏我们所瞭解的知识说明, 水的热能特性, 物理化学特性及流动特性都是在符合生命所需的最佳标准上° 水对生命的需求如此符合以至於为它制定了例外特性° 例如,4oC温度之後, 说水开始扩展, 从而是冰块能够漂浮在水面上°

水对生命的適宜性是任何其他的液體所无法比拟的, 而且世界的大部分是由水组成的, 这绝对不会是个巧合°

换言之, 水的所有物理化学特性是为了生命的存在而被特别设计的° 为了人类的生存而得到特别设计的地球在水的作用下有了生機° 真主通过水赋予了我们生命, 我们吃的所有食物都是来自水浇灌的土地°

更重要的一点是, 在现代科学搞清楚这个事实一千四百年前在古兰经的启示就有过阐明° 真主在古兰经裏是这样向人类降下启示的:

“他从雲中降下雨水, 你们可以用作饮料, 你们赖以放牧的树木因之而生长° 他为你们而生产莊稼、橄榄、椰枣、葡萄和各種果实° 对於那个能思维的民众, 此中却有一種迹象° (奈哈勒..章, 10节和第11节)

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