可能很少有人意識到,我們平時習以為常的水,是一種多麼神奇的物質。這種物質在4攝氏度以下不符合熱脹冷縮的原理,它的固體的比重竟然比液體小。還有,水能儲存大量的熱能,有著高比熱。不過,也許水最吸引人的特點是,當溫度降到0攝氏度以下時,水分子可以結出美麗的晶體,形成晶瑩的冰凌和雪花。
水的這些特性背後都有科學的道理。水分子之間會形成氫鍵,當給水加熱的時候,吸收的大量熱能首先用來解離這些氫鍵,表現出高的比熱;而當溫度降低到4度以下時,水分子之間的氫鍵數量會大大增多,由之前較為緊密的結構變成鬆散的結構,好比將一把火柴搭成框架,體積增加,密度降低;當溫度降得更低的時候,這些鬆散卻有規律的結構就會大量出現,形成有規則的晶體。
不過,幾乎在任何有科學的地方就有偽科學,對水結晶的過程的解釋也不例外。一位名為江本勝的日本人自1999年發表了一系列書籍來闡明他的觀點。其中,《水知道答案》這本書尤其有名,不僅風靡日本,在中國和台灣也很流行。在書中,江本勝提出,水不僅自己有喜怒哀樂,而且還能感知人類的感情。因為書中包含了許多漂亮的水結晶圖片,所以吸引了大量的讀者。有意思的是,在中國,這本書被當成了一本科普讀物。而在西方,大家僅僅把它看作一本圖片集罷了。那麼,這本書中的內容到底有沒有道理呢?
江本勝其人
江本勝本科畢業於橫濱市立大學,專業是國際關係。1992年,他從印度的國際開放大學獲得了替代醫學博士學位(Doctor of Alternative Medicine at the Open International University for Alternative Medicine.)。替代醫學是指那些不被科學界承認的醫學理論和技術,而隸屬於印度替代醫學委員會(Indian Board of Alternative Medicien)的國際開放大學正是一所專門頒發替代醫學「學位」的學校。只要通過互聯網交上幾百美元,不用上課也不用考試,就可以獲得一個醫學博士或是哲學博士的學位。根據夏威夷大學Gary Greenberg的考證,江本勝的博士學位就是用350美元買到的[1],他的校友還包括了中國人民耳熟能詳,喜聞樂見的「太醫」劉鴻章之子劉浡。不過作為學弟,「太醫」父子的時運就差多了,他們的學位花費了800美元。[2] 考慮到通貨膨脹,學位價格上揚也是可以理解的,現在想從這個學校買學位,已經需要850美元了(來源: 學校網站)。
荒謬的發現
江本勝最大的發現就是水可以產生和人類相似的感情。例如,他在書中寫道,如果在瓶裝水外面貼上日文「感謝」的標籤,瓶子裡的水就會結出漂亮的晶體。他還進一步發現,把日文的「感謝」換成中文,英文,德文,法文,韓文以及意大利文,都會得到類似的結果。看到這裡,這本書的大部分讀者都應該感到羞愧才是。一團既沒有感光細胞也沒有語言中樞的水分子居然能看到並理解七國語言,實在不能不讓人覺得肅然起敬。我沮喪地想,為什麼很多人的身體70%是水,但卻只知道「雅蔑蝶」一個日語單詞呢?是不是他們腦子裡的水分子不如江本勝實驗室裡的水分子聰明呢?
貼上不同標籤以後水結晶的形狀 [3]
水不僅能看懂和情感有關的詞彙,還能識別歷史人名。當江本勝在水容器上貼上希特勒的標籤的時候,水會呈現出和「殺死你」類似的結晶;與此相反的是,當水看到特蕾莎修女的名字的時候,則會結出與「愛和感謝」相似的圖案。看來水不僅可以認字,還學過人類的現代史。也許有將近一半的中國人沒有聽說過特蕾莎修女,水分子比他們都強。台灣作家洪志鵬曾經這樣諷刺江本勝的研究:「接下來如果拿飯島愛或小澤圓的照片來試試,搞不好水看了一陣子之後就會直接從瓶口射出來。」[4]
江本博士不僅認為水分子能識文斷字,還發現水能辨別不同種類的音樂。在播放了貝多芬的交響樂以後,水分子能結成美麗工整的晶體,不過,如果強迫讓它們去「聽」搖滾樂,它們就會結出難看的晶體以示抗議。
聽過不同音樂的水 [3]
這個發現也很驚人,因為問候和辱罵之間的界限相當清楚,而判斷音樂是否美好卻很大程度上取決於不同個體的主觀感受。看起來在地球上存在了幾十億年的水分子和在地球上存在了68年的江本勝一樣認為搖滾樂是年輕人的靡靡之音,不過,當天上的雪花開始從雲層中結晶出來的時候,經歷了冬日的驚雷和淒厲的狂風,為什麼還能形成各種各樣漂亮的形狀呢?
晶體因何而成
雪花為什麼會有不同的形狀?這可不是一個簡單的問題。不過,科學家們也並非對這個問題一無所知。 加州理工學院物理系的系主任Kenneth Lebbrecht就是研究水結晶的專家。他發現,水分子可以形成六角形的晶格結構,這些六角體有兩個六角形的面和六個正方形的面。
水分子可以通過有規律地排列形成晶體,有圖中紅色的點代表氧原子 [5]
如果晶體向兩個六角形的面的方向生長,就會變成一個柱狀晶體;而如果向六個正方形面的方向生長,則會形成一個片狀的六邊形晶體。
晶體的生長方向很大程度上決定了晶體的最終形狀 [6]
在此基礎上,片狀或柱狀晶體還能長成更加複雜的結構,最終形成各式各樣的雪花。
雪花的形成過程 [7]
那麼,到底是什麼原因導致了雪花形狀的區別呢?Kenneth Lebbrecht發現,溫度和濕度是決定雪花形狀的最重要的兩個因素。如果結晶溫度在零下5攝氏度到零下10攝氏度之間,晶體更容易形成柱狀或是針狀的結構。而在零下15攝氏度左右的情況下,水氣傾向於結成片狀的雪花。至於雪花的複雜程度,則和濕度有關。濕度越小,雪花的形狀就越簡單。
雪花的形狀和溫度以及濕度有關 [5]
根據這些發現,Kenneth Lebbrecht甚至可以在實驗室中通過人為設定的條件來設計不同形狀的雪花。
「重大發現」不該如此「低調」
江本勝直到今天也沒有把自己的文章發表在學術刊物上,也正是因為如此,我們不知道江本勝研究方法的細節,不知道他的實驗材料。事實上,發表論文,讓自己的研究接受同行評議,才是今天的科學家們公佈自己的研究成果的正確做法。不願意接受檢驗的「研究」甚至連錯誤都談不上。為什麼江本勝會得出《水知道答案》中的結果?可能性最大的原因是江本勝有選擇地挑出了他想要的圖片。Kenneth Lebbrecht在自己的網頁上專門開了一個欄目,分析各種和結晶水有關的謠言,其中就包括了江本勝的出版物。Lebbrecht舉了一個例子解釋這種「選擇性研究」的方法:在播完了貝多芬的交響樂以後,江本勝從數百個晶體裡選出了一些漂亮的晶體放在書裡;類似地,在讓水「聽」完搖滾之後,江本勝選擇了一些難看的晶體。這樣,即使音樂對水毫無影響,江本勝仍然能得出任何他想要的任何結論。[8]
當然,這樣的說法確實沒有證據,不過「誰發現誰舉證」是科學界的基本規範。舉證的方法就是發表學術論文通過出書的方法宣傳所謂的重大發現向來都是偽科學的專利,因為自己出的書,想怎麼說都可以。Kenneth Lebbrecht直截了當地指出,他沒有也不想試著重複江本勝的研究,因為他只願意把資源和實踐花在不那麼荒唐的理論上。
江本勝的「研究」還有一些其它地方也可以挑得出毛病。有無數干擾因素可以影響雪花的形狀,而江本勝並沒有把這些可能性全部排除。雖然江本勝聲稱所有的實驗室在同一個房間內完成的,但是天氣的變化,室溫的波動,乃至研究人員的呼吸,都有可能改變實驗過程中的溫度和濕度。此外,我們無法知道,盛放
水晶體的器皿是否是密封的,是不是已經被污染了。
江本勝自己在採訪中承認,在他的研究過程中,沒有使用雙盲的方法。所以,研究人員可能因為無意識地選擇數據而影響研究結果。江本勝認為,實驗員心裡的想法也會影響水結晶的形狀,所以他總是選擇那些更希望研究成功的人,而非技術嫻熟的人來做實驗,這就相當於把沒有進行雙盲實驗的危害放大了。[9]
如果江本勝對自己的結果有點起碼的信心,他就不會如此羞澀。如果他可以為自己的研究提供確鑿的證據,寫成論文發表,並且經過科學界的檢驗,那麼他獲得的好處,將遠比賣幾本書大得多。以揭穿各種偽科學而聞名的魔術師詹姆斯•蘭迪曾經 公開宣佈 ,如果江本勝可以在控制合理的雙盲實驗中證明他的理論,就給他100萬美金,不過江本勝從未公開回應。為瞭解釋自己書中的現象,江本勝提出了所謂的「波動理論」。如果這個理論是正確的,那麼江本勝將成為人類歷史上自亞里士多德以來最偉大的科學家之一,而他的這個顛覆了人類幾乎一切已知的物理知識的發現也將是劃時代的成就。我不願意用諸如「江本勝會因此獲得諾貝爾獎」之類的詞句形容他,因為任何獎項在如此偉大的發現面前都會黯然失色。
謊言的背後是經濟利益
有些人認為,「即使這是一個謊言,也是溫情的」,「至少這本書教會了我們愛和感激」。不知道這些人是否同樣認為語文課本中那些編造的虛假的事實也可以起到教育學生的效果。不過可惜這種看法的前提就站不住腳。和絕大多數古今中外的騙子一樣,江本勝宣傳自己的「研究結果」有著明確的商業目的。他的公司正在出售一種「高能水」,這種水號稱有著最完美的晶體結構,還可以延緩衰老,治癒疾病。這樣的水自然價格不菲,一瓶227克(8盎司)的「高能水」的價格是35美元。[10]除此之外,一些公司也開始販賣專門用來貼在水瓶上的字條。我無法理解,為了讓自己得利,通過謊言造成消費者的經濟損失,這是一種怎樣的「愛」。不過我十分肯定,愛與感激是那麼得美好,所以傳播它們並不需要建立在虛假的事實之上。我還相信,求實和理性同樣是人類最美好的感情,通過謊言虛幻出的美只要輕輕一扎就會煙消雲散。
參考資料:
| [1] | Gary Greenberg, (2006). There's no evidence water can understand human speech. |
| [2] | 新聞佃農(2007), 剝開「劉太衣」 |
| [3] | (1, 2) Masaru Emoto and David Thayne, (2004). The hidden messages in water. |
| [4] | 洪志鵬(2003), 活見鬼的水結晶 |
| [5] | (1, 2) Kenneth Lebbrecht, snowflake physics, a snowflake primer. |
| [6] | 為什麼雪花是規則的花形? |
| [7] | Kenneth Lebbrecht, snowflake physics, snow crystal FAQs. |
| [8] | Kenneth Lebbrecht, snowflake physics, myths and nonsense. |
| [9] | Kristopher Setchfied, (2005), review and analysis of Dr. Masaru Emoto's published work on the effects of external stimuli on the structural formation of ice crystals. |
| [10] | Dr. Emoto's Structured Hexagonal Water Concentrate |
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