摘要：簡述了過去對水分子團(tuán)的結(jié)構(gòu)上的錯誤認(rèn)知，指出液態(tài)水的分子團(tuán)結(jié)構(gòu)不是固定大小的統(tǒng)一狀態(tài)，而是包含了各種大小的水分子簇，它只能有一個平均值。它隨體系中蓄含于氫鍵上的能量變化而發(fā)生水分子團(tuán)簇的形態(tài)改變。

關(guān)鍵詞：小分子團(tuán)水；氫鍵；水合體；磁化水；長壽之鄉(xiāng)；微分子簇；電氣石

氫鍵能量坐落于水分子間的氫鍵上，特別是蓄積于弱氫鍵上，它是一種氫鍵勢能。它可以由外加在液態(tài)水上的聲、光、電、磁和熱能等強(qiáng)能量或物理場作用而轉(zhuǎn)化產(chǎn)生，既可以蓄積也可以傳導(dǎo)。能量的強(qiáng)度是維持整個水體系的分子團(tuán)大小的關(guān)鍵因素，能量的傳導(dǎo)散失、會造成分子團(tuán)形態(tài)的變化。分析表明，氫鍵能量顯示醫(yī)學(xué)功效的關(guān)鍵在于人體水份達(dá)到的能量強(qiáng)度。能量一旦傳導(dǎo)散失或稀釋、中和而喪失，水團(tuán)簇就會退回原來的普通分子團(tuán)簇形態(tài)，它的醫(yī)學(xué)功效也就不一樣。水的團(tuán)簇結(jié)構(gòu)、內(nèi)含能量形式及水合作用是三位一體的。

絕大部分物質(zhì)都是氫鍵能量的良導(dǎo)體，此傳導(dǎo)性會造成眾多的小分子團(tuán)功效實(shí)驗(yàn)的失敗。

介紹了中國所有52個長壽鄉(xiāng)的長壽原理，是由于其人體內(nèi)水份的微子簇化，是一種由地下熱電性礦的靜電場作用而產(chǎn)生的水合氫鍵能的獨(dú)特表現(xiàn)。人體水份獲得充足能量后，使得水分子團(tuán)簇與各種營養(yǎng)物質(zhì)、人體蛋白質(zhì)和DNA相締合，形成新的活性水合體，從而產(chǎn)生對人體有益的功效。

總結(jié)了微分子簇水及其水合體對人體某些疾病的調(diào)理、改善作用等方面的數(shù)據(jù)統(tǒng)計，和高靜電場方法獲得的微分子簇水在延長動物壽命和提高SOD酶活性方面的實(shí)驗(yàn)研究。

1中國長壽之鄉(xiāng)的迷題

中國的54個長壽之鄉(xiāng)主要分布在長江以南的19個（含香港）省市；東起崇明島、西至喀什；南自海南澄邁、北達(dá)山東萊州。中國的這些長壽之鄉(xiāng)不僅長壽，其平均壽命要高于中國平均水平3~14歲；而且還是天然醫(yī)院，很多非壽鄉(xiāng)人在壽鄉(xiāng)療養(yǎng)，其疾病可以不治而愈；而離開壽鄉(xiāng)又舊病復(fù)發(fā)。

對于長壽之鄉(xiāng)的長壽和改善疾病的原因，國內(nèi)外眾多學(xué)者做過很多調(diào)查研究，秦俊法等[2，3]總結(jié)出了各地包括氣候、地理環(huán)境、基因遺傳、水質(zhì)微量元素、生活習(xí)俗、飲食習(xí)慣、民族風(fēng)俗等十幾種因素。但是，學(xué)術(shù)界一直沒能就長壽的根本原因得出一致的結(jié)論。那些與長壽鄉(xiāng)有著同樣的地理環(huán)境、飲食習(xí)慣和人文風(fēng)俗的壽鄉(xiāng)鄰近區(qū)域，卻是非長壽地區(qū)；這種在相同生活條件下，壽鄉(xiāng)高出周邊相鄰地區(qū)平均壽命3~14歲的現(xiàn)象，以及壽鄉(xiāng)特有的天然醫(yī)院功效，用上述常規(guī)思維來解釋是很難讓人信服的。

筆者所在研發(fā)團(tuán)隊在2006~2009年，深入研究世界第一大長壽鄉(xiāng)巴馬，通過對巴馬長壽區(qū)域與其周邊不長壽區(qū)域-百色進(jìn)行對比性研究，首次發(fā)現(xiàn)巴馬的飲食和人體中，其水分子團(tuán)的結(jié)構(gòu)及表現(xiàn)特征與眾不同[1]。接著在2009~2011年對中國其它9個著名的長壽之鄉(xiāng)的研究，以及在2011~2013 年，繼續(xù)對中國其它42個長壽之鄉(xiāng)進(jìn)行了實(shí)證性研究后，最終證實(shí)：普通大眾的長壽是多因素（遺傳、環(huán)境、生活習(xí)慣）造成的，但是中國的所有長壽之鄉(xiāng)能普遍益壽3~14歲、抗擊各種病癥而成為天然醫(yī)院，是單因素造成的[4]。

點(diǎn)狀分布的長壽之鄉(xiāng)地底下都點(diǎn)狀分布著熱電性礦石（如：電氣石等），它所釋放的負(fù)靜電場可以把當(dāng)?shù)厝梭w的水份由常規(guī)大的水分子團(tuán)簇離散而變小，并使得水分子間的弱氫鍵成為自由弱氫鍵， 它將人體內(nèi)的酶、DNA、營養(yǎng)物質(zhì)等一切元素與微分子簇水形成帶有生物活性的、水的締合體，簡稱水合體。這些酶、蛋白質(zhì)的水合體就有了更好的生物學(xué)效應(yīng)。

2水的微觀結(jié)構(gòu)及其功能

2.1液態(tài)水的團(tuán)簇結(jié)構(gòu)科學(xué)家們一直在探索水的微觀結(jié)構(gòu)及其功能。在通常狀況下，水應(yīng)該是以分子簇的形式存在的.根據(jù)熱力學(xué)的計算，如果水是以單個分子存在，水的熔點(diǎn)應(yīng)為-110℃，沸點(diǎn)為-85℃，而實(shí)際上水的熔點(diǎn)為0℃，沸點(diǎn)100℃。正是因?yàn)樗谧匀粻顟B(tài)下是以簇狀大分子結(jié)構(gòu)存在，才使得水具有了與同族的其它的物質(zhì)完全不同的、特殊的物理特性。

2.2水分子簇研究進(jìn)程1884年，Whiting首次報道液態(tài)水高密度矩陣模型；1933年，Banal和Fowler提出高低密度下簇狀結(jié)構(gòu)；1959年，Pauling提出具有空隙的水分子簇狀結(jié)構(gòu)；1957年，Bontron和Alben提出了水的環(huán)狀結(jié)構(gòu)；2000年以后，提出了水的二十面體結(jié)構(gòu)，即水是由280個水分子組成的。結(jié)構(gòu)化小水分子簇也可以在一定條件下形成結(jié)構(gòu)化較大的分子簇（H2O）n，形成更復(fù)雜的水巴基球。1996年《科學(xué)》雜志第271卷，是\"簇科學(xué)\"專刊。且取\"五環(huán)水\"的模型為封面。主編在編者按里預(yù)言：\"小小分子簇，撞出一個大時代\"，這已清楚地揭示了簇科學(xué)的前途。

近年內(nèi)， 愈來愈多的水分子簇結(jié)構(gòu)的論文在《科學(xué)》和《自然》雜志發(fā)表[7-13]。繼2002年《科學(xué)》雜志報道美國加州大學(xué)Berkeley用掃描隧道電子顯微鏡觀察到了結(jié)晶六環(huán)水。

水分子簇的種種結(jié)構(gòu)都是動態(tài)結(jié)合的，其穩(wěn)定存在的時間為10~12s量級。即不時有水分子加入某個水分子簇，又有某個水分子離開該團(tuán)簇。種種事件，都是隨機(jī)的。

2.3水中的強(qiáng)氫鍵與弱氫鍵水分子簇的形態(tài)以及各種特殊的物理化學(xué)性質(zhì)，歸根結(jié)底都取決于其氫鍵的特性。理論上每個水分子既可以作為氫鍵受體（即提供孤對電子），又能提供氫原子形成氫鍵（即氫鍵給體），在液態(tài)水中可形成動態(tài)的氫鍵網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)而形成水分子簇[19]。

一般認(rèn)為，水中的氫鍵形態(tài)呈隨機(jī)性，被選擇的水分子也呈隨機(jī)性，由于氧原子周圍四個價電子中的兩個可以與其它水分子形成氫鍵，故此形成氫鍵受體的水分子的成鍵幾率均為50%?？紤]分子間氫鍵的平均強(qiáng)度，斷開一個氫鍵弱化了其周圍的氫鍵作用，形成一個氫鍵則增強(qiáng)了其周圍氫鍵的協(xié)同作用，因此目前普遍認(rèn)同的一種觀點(diǎn)為：由于氫鍵的協(xié)同作用可使水分子以大的團(tuán)簇結(jié)構(gòu)存在[5]。

實(shí)際上水中不僅存在強(qiáng)氫鍵的協(xié)同作用，還存在大量的弱氫鍵，這種弱氫鍵勢能限制了相鄰氫鍵的勢能，并且可以持續(xù)幾個分子層[6]，與之相比，強(qiáng)的協(xié)同作用影響距離則要長得多。在高溫下（>100°c）弱氫鍵可以被觀察到，能量在17~23kJ/mol，此時大部分氫鍵被破壞，弱氫鍵則顯示出很強(qiáng)的弱化協(xié)同作用能力。

中科院國家納米科學(xué)中心在2013年11月22日宣布，該中心科研人員裘曉輝團(tuán)隊在國際上首次\"拍\"到氫鍵的\"照片\"，實(shí)現(xiàn)了氫鍵的實(shí)空間成像，為\"氫鍵的本質(zhì)\"這一化學(xué)界爭論了80多年的問題提供了直觀證據(jù)。這不僅將人類對微觀世界的認(rèn)識向前推進(jìn)了一大步，也為在分子、原子尺度上的研究提供了更精確的方法。這一成果發(fā)表在日前出版的《科學(xué)》雜志上，被評價為\"一項(xiàng)開拓性的發(fā)現(xiàn)，真正令人驚嘆的實(shí)驗(yàn)測量\"\"是一項(xiàng)杰出而令人激動的工作，具有深遠(yuǎn)的意義和價值\"。

2.4水分子間蘊(yùn)含的氫鍵勢能-水合氫鍵能HOH分子的V型結(jié)構(gòu)以及O-H鍵的極性導(dǎo)致電荷的不對稱分布，使水分子間產(chǎn)生引力，因此造成水分子以相當(dāng)大的強(qiáng)度締合。相鄰的水分子間由于有氫鍵結(jié)構(gòu)，使水能以（H2O）n的巨型分子存在，但它不會引起水的化學(xué)性質(zhì)的改變。

基礎(chǔ)理論研究證明，在外加強(qiáng)能量或一定物理場的作用下，液態(tài)水的團(tuán)簇大小可發(fā)生改變，其締合的水分子數(shù)目平均值減少，就會形成微分子簇水。外界施加的能量可使水分子間上的氫鍵中的質(zhì)子化學(xué)位移往高場移動，使水分子間氫鍵異變獲得較高氫鍵勢能，這種氫鍵勢能在學(xué)術(shù)上暫時命名為\"生物小分子團(tuán)水合異氫鍵能\"（簡稱水合氫鍵能）[4]。這種引起液態(tài)水分子締合改變的作用，主要蓄積在弱氫鍵上。

當(dāng)水中蓄積足夠強(qiáng)度的水合氫鍵能時，液態(tài)水可維持微分子簇水形態(tài)；若水合氫鍵能消失，水的結(jié)構(gòu)就會回復(fù)原來的分子團(tuán)簇結(jié)構(gòu)形態(tài)。

2.5水合氫鍵能的形成及原理水分團(tuán)簇的大小由氫鍵勢能造成，其與水中的離子濃度、PH值無關(guān)，而與外界施加的能量如：電場、磁場、超聲波、核輻射、紅外線、紫外線等有關(guān)，它們都會都會在水分子間的弱氫鍵上，轉(zhuǎn)換為氫鍵勢能。但是，負(fù)靜電場產(chǎn)生的水合氫鍵能是與其它方法不同，以電氣石為代表的熱電性礦能在水中蓄積帶有負(fù)電荷的自由電子，負(fù)電荷間的同性相斥原理導(dǎo)致氫鍵勢能的產(chǎn)生。而其它方法并不在水體系中蓄積負(fù)電荷。

2.6水合氫鍵能的能量級別中國的長壽之鄉(xiāng)人體和飲食中的水份，正是由于其地下熱電性礦產(chǎn)生的負(fù)靜電場，使其蓄積了帶負(fù)電荷的自由電子，從而產(chǎn)生了水合氫鍵能，導(dǎo)致了其人體和飲食中的水分是微分子簇狀態(tài)的。水合氫鍵能既然作為一種物理性能量，它一定有能量的強(qiáng)度。我們測試得知，如果如果以長壽之鄉(xiāng)的水合氫鍵能強(qiáng)度為基準(zhǔn)強(qiáng)度，由強(qiáng)熱電性礦產(chǎn)生的水合氫鍵能強(qiáng)度能夠達(dá)到壽鄉(xiāng)能量強(qiáng)度的6000倍，而由其它物理方法產(chǎn)生的水合氫鍵能只能達(dá)到壽鄉(xiāng)能量強(qiáng)度的20~50倍，其中紅外線和超聲波產(chǎn)生的能量強(qiáng)度比較低，而紫外光和核輻射產(chǎn)生的能量強(qiáng)度比較高。

在水的體系中，每個水分子團(tuán)的大小并不是固定的，因此，水分子團(tuán)大小，在體系中只是一個平均值。當(dāng)水合氫鍵能在改變水分子簇的大小時，改變其水體系中的平均值。這種平均值的降低是隨著能量強(qiáng)度的增加，而逐步降低的。一個普通水分子團(tuán)并不是在我們通常理解上，隨便施加一點(diǎn)物理場，就可以一步到位地降低為由5、6個水分子組成的小分子團(tuán)，而是一個由能量強(qiáng)度決定的過程。

2.7水合氫鍵能的的傳導(dǎo)和蓄積水合氫鍵能在水中的蓄積量不僅和強(qiáng)度有關(guān)，還和水的體積有關(guān)；體積越大、蓄能越多。水既是水合氫鍵能的良導(dǎo)體，也是水合氫鍵能的蓄積體。其它固體物質(zhì)都是水合氫鍵能的良導(dǎo)體，尤其是金屬。水合氫鍵能良好的傳導(dǎo)性會導(dǎo)致很多實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)組的能量散失、或者對照組和實(shí)驗(yàn)組中能量的互相傳遞而導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗。到我們目前為止的實(shí)驗(yàn)中，僅發(fā)現(xiàn)個別物質(zhì)是水合氫鍵能的不良導(dǎo)體，尚未發(fā)現(xiàn)完全的絕緣體。因此，在微分子簇水的各類實(shí)驗(yàn)中，絕緣以及保持實(shí)驗(yàn)組能量持續(xù)穩(wěn)定不喪失，是其實(shí)驗(yàn)成功的第一要素。

2.8微分子簇水的退化微分子簇水是液態(tài)水的一種較不穩(wěn)定狀態(tài)，在失去外加強(qiáng)能量或物理場的作用影響后，隨著作用于弱氫鍵上的水合氫鍵能的消失，水分子的氫鍵締合作用加強(qiáng)，微水分子簇逐步退回原來的形態(tài)。微分子簇水退化的時間不僅和體積相關(guān)，而且還和周圍環(huán)境水的體積以及距離的遠(yuǎn)近相關(guān)。另外，實(shí)驗(yàn)也證明當(dāng)微分子簇水被完全煮沸后，可導(dǎo)致微分子簇水的結(jié)構(gòu)被破壞；水的結(jié)構(gòu)也就會回復(fù)原來的大分子團(tuán)簇結(jié)構(gòu)形態(tài)。

在中國白酒行業(yè)的催陳白酒的\"反生\"現(xiàn)象，以及一些高原優(yōu)質(zhì)礦泉水運(yùn)出產(chǎn)地后的口感變化，都是由于水合氫鍵能消失造成的。

2.9水合氫鍵能和微分子簇水的檢測方法對于水合氫鍵能，目前尚無深入的基礎(chǔ)理論研究，更沒有度量衡的設(shè)置，因此在世界上也沒有直接測試的儀器。

磁化水，作為微分子簇水的代表，其物理性質(zhì)有很多的改變，例如電導(dǎo)率、表面張力、溶解度等。但是很多學(xué)者發(fā)現(xiàn)，這些物理性變化，在一段時間后會回退到原有數(shù)據(jù)。這種回退現(xiàn)象可以解釋為水合氫鍵能消失后導(dǎo)致的。雖然磁化水的上述物理數(shù)據(jù)發(fā)生了改變，但不能直接證明水分子團(tuán)簇的改變，也不能直接證明水合氫鍵能的存在。

目前，很多研究機(jī)構(gòu)使用17O NMR作為檢測微分子簇水的方法。這是極不合理的，原因有2點(diǎn)：①由于NMR采樣量特別少，所以小體積實(shí)驗(yàn)組水樣中的微量水合氫鍵能很容易喪失；②由于NMR本身就是一個超級強(qiáng)磁鐵，所以小體積對照組水樣在進(jìn)入儀器后很容易在磁場中獲得水合氫鍵能。中國科學(xué)院丁克洋也發(fā)現(xiàn)核磁共振譜值與不同的水樣并無相關(guān)性[14]。在微分子簇水以后研究中，我們必須考慮所選用儀器自身的物理場對氫鍵勢能的影響。

對于壽鄉(xiāng)或高原的微分子簇礦泉水，由于其含有自由電子，如果用電子儀器來測試一些物理屬性的改變，自由電子很容易在電子儀器傳導(dǎo)消失。因此不能使用電子儀器來測試其電導(dǎo)率、表面張力等數(shù)據(jù)。

3微分子簇水的水合作用

當(dāng)普通水成為微分子簇水后，其水合作用大大加強(qiáng)。結(jié)晶結(jié)構(gòu)學(xué)分析表明， 水是以多元環(huán)狀水的形態(tài)與DNA 等形成水合體的[15]。DNA 和RNA 所簇合的水的含量達(dá)25%~50%， 甚至更多。每個胰島素需要440個水分子水合才能形成很好的生物學(xué)效應(yīng)[16-17]。

我們研究發(fā)現(xiàn)，在中國的長壽之鄉(xiāng)飲食和人體中的水合氫鍵能，可以通過其水合體的感官口感簡單感知。該特征表現(xiàn)為：①將中國烈性白酒為代表的眾多口感濃烈的飲食帶入長壽之鄉(xiāng)后，其水份會自然微分子簇化，烈性口感物質(zhì)就會形成水合體，口感會很快大幅度明顯柔和化；而離開這些區(qū)域后這些食物又會退回到原有的濃烈口感；第②所有壽鄉(xiāng)人體都帶有水合氫鍵能，身體充分接觸普通口感濃烈食品后，能夠傳導(dǎo)出水合氫鍵能，使普通濃烈食品口感變?nèi)岷?。而在壽鄉(xiāng)周邊臨近的非長壽地區(qū)均未發(fā)現(xiàn)這兩個特征。并且我們也發(fā)現(xiàn)，磁化水、核輻射水、超聲波水、紫外光水等均有上述改變食品口感的現(xiàn)象。

4微分子簇水與長壽的關(guān)系

張建民等以果蠅為試驗(yàn)材料，在配制培養(yǎng)基時加入的適當(dāng)濃度的磁化水，探討了磁化水對果蠅生育力和壽命的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，隨著磁化水濃度的升高，果蠅的壽命逐漸延長，特別在雄蠅中，當(dāng)磁化水濃度達(dá)到 50% 時，果蠅的平均壽命比對照長了將近 10d，可見由于磁化水進(jìn)入細(xì)胞后， 可提高果蠅后代的生育力和壽命[18]。

我們在與華南農(nóng)業(yè)大學(xué)的聯(lián)合科研中，研究使用深圳華衛(wèi)健公司的璧璽牌保健餐飲用具對果蠅壽命及超氧化物歧化酶(SOD)的影響。該餐飲用具是利用電氣石中熱電性的最強(qiáng)的碧璽作為核心功能材料，通過餐盤產(chǎn)生的靜電場將培養(yǎng)管中的果蠅體內(nèi)的水分微分子簇化。結(jié)果：與正常對照組相比，璧璽牌保健餐盤中培養(yǎng)的雌性蠅的平均壽命延長了9.48%，雄性蠅的平均壽命延長了7.07%。通過檢測SOD酶活性發(fā)現(xiàn)，該保健餐盤對果蠅SOD活力有顯著影響，培養(yǎng)10d的果蠅其SOD活力處理比對照上升16.71%，20d的上升37.6%，30d的上升28.54%，40d的上升106.2%。結(jié)論：由靜電場產(chǎn)生的微分子簇水能顯著延長果蠅壽命，提高SOD酶活力。這個實(shí)驗(yàn)充分驗(yàn)證了中國長壽之鄉(xiāng)的長壽機(jī)理是由熱電性礦產(chǎn)生的微分子簇水造成的。

5微分子簇水對人體醫(yī)學(xué)治療作用

在各國科學(xué)家研制的微分子簇功能水中，以磁化水為代表，觀察到大量的臨床醫(yī)學(xué)改善病例[20-25]。但是效果都不穩(wěn)定。造成不穩(wěn)定的原因在于，很多功能水的水合氫鍵能太弱，飲用到體內(nèi)后，能量被稀釋并同時向體外散失，從而達(dá)不到工作強(qiáng)度，因此醫(yī)學(xué)效果不理想。

在我們數(shù)年的臨床統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，只有當(dāng)人體的水份被徹底微分子簇化后，各種疾病的調(diào)理效果才能顯現(xiàn)。以下是我們歷年統(tǒng)計的數(shù)據(jù)。

免疫力下降、常發(fā)感冒人群：人體水分微分子簇化90~180d，改善率67%。

痛風(fēng)人群：人體水分微分子簇化45~90d，改善率89%。

男性性功能下降人群：人體水分微分子簇化60~120d，改善率58%。

口腔、胃腸消化道疾病人群：人體水分微分子簇化30~90d，改善率43%。

睡眠障礙人群：人體水分微分子簇化60~120d，改善率23%。

糖尿病人群：人體水分微分子簇化90~180d，改善率19%。

過敏性鼻炎人群：人體水分微分子簇化30~60d，改善率86%。

慢性咽炎人群：人體水分微分子簇化30~90d，改善率92%。

哮喘人群：人體水分微分子簇化90~180d，改善率46%。

6結(jié)論

由負(fù)靜電場導(dǎo)致的微分子簇水不僅造就了中國52個長壽之鄉(xiāng)特殊的長壽機(jī)理，而且使其成為天然的療養(yǎng)醫(yī)院。但是，由于微分子簇水所需含的水合氫鍵能極容易喪失，以及檢測手段的缺失，一直是困擾功能水行業(yè)制造微分子簇水的難題。特別是微分子簇水的水分子團(tuán)形態(tài)與內(nèi)含能量之間的關(guān)系的基礎(chǔ)認(rèn)知不足，是導(dǎo)致水分子團(tuán)科學(xué)發(fā)展的瓶頸所在。

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