我们应该喝什么水

　　　　　　　　　　　　　　——从水生理学谈水与人体健康

北京爱迪曼生物技术研究所
李复兴

　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　前言

　　世纪之交，很多科学领域和行业均利用不同形式总结过去，展望未来。人类的文明之舟自古就依水而行，水自古就是我们这个蓝色星球上生命的摇篮和象征。二十一世纪人类的科学和文明高速发展，同时人类也给地球带来严重的污染。当我们走过大江南北突然发现湖泊不再碧绿，大海不再蔚蓝，一位专家曾经预言，如果不及时解决水污染带来的水危机，中国在下世纪就是进口水源，更谈不上二十一世纪我们要喝什么水。
　　SOS！水的危机：
　　　　——水的缺乏
　　　　——水的污染
　　　　——水的退化
　　水的危机正威胁着人类的生存。水的危机是全球的问题，所谓“全球问题”是指具有全球规模、涉及人类当前和长远利益，对全人类的生存和发展关系重大，并需要在全球范围内共同关注，互相合作才能加以解决的问题。可以说，未来世界的面貌不是未来人作出的选择，而是现代人的决策及其实施的结果。
　　 人们在呐喊：地球上清澈碧绿的水何处寻；
　　人们在恐慌：水，到处都有可一滴也不能喝；
　　人们在期盼：能饮回归自然的优质水吗？
　　二十一世纪喝什么水，这是一个：
　　　　很严肃的问题——水是万物始基，生命本源；
　　　　很重要的问题——关系到人类命运，民族素质；
　　　　很糊涂的问题——目前人类不知喝什么水；
　　　　很难回答的问题——许多水的奥秘至今不清楚；
　　　　必须回答的问题——关系到人类的健康，国家的兴旺发达。
　　二十一世纪我们应当喝：
　　　　①没有污染的水；
　　　　②没有退化的水；
　　　　③符合人体需要的水。
　　注：(1)没有污染是指不含有有毒、有害、有异味异嗅物质，既水质达到卫生安全，此点大家以达共识；
　　　　(2)符合人体需要的水，其抽象的概念没有争议，但是在实际中尚存争议；
　　　　(3)没有退化的水，是指水自身功能及对人的生理功能在退化。笔者于1994年正式提出“水退化”的科学假说。水退化是自然界已存在的一种现象，目前还未引起人的认识和注意。水的污染是对人体健康的直接危害，水的退化是对人体健康的慢性和潜在的危害，并被人们所忽略；
　　　　(4)达到上述第一个条件的水才达到安全和卫生，只有达到上述的三个条件的水才能是健康的水。

　　一、对水认识的现状

　　在讨论二十一世纪我们应当喝什么水前，首先回顾我们目前喝的是什么水，以及我们对水的认知（不单纯是认识）现状。只有端正人对水的认知，才能明确我们应当喝什么样的水。
　　(一)现代人对水认识的倒退
　　对水认识的倒退主要是与古人比较而言。这种认知的倒退主要从潜意识，自觉不自觉中表露出的。现代人对水认知倒退主要表现在以下几个方面：
　　1.古人是把人作为“整体”（溶液）看待，而现代人却把饮水孤立为“溶质”和“溶剂”，前者强调水中的矿物质的作用，把水的功能单纯地归结为矿物质的作用，只认为水中矿物质种类越多越好，含量越高越好。而后者却过分强调溶剂的作用（纯H₂O）。
　　2.脱离自然规律，违背自然，人为地制造地球不存在的水
　　人与自然之间需要的是和谐与协调的发展。这是一种人与自然的伦理关系。人对于水的研究，水的开发，水的认知必须符合客观规律。而现代人强迫自己去喝地球不存在的水“纯净水”、“富氧水”（是指人为制造水中氧含量超过自然界中的水几十倍以上）、“电解水”。这是科学反被科学误。使人饮水违背了人类进化过程对自然界的适应及和谐。我们讲健康水，研究健康水，一定要新生自然规律，而不是一味地去征服自然和改造自然，如果这样会带来自然水人类的报复。
　　3.饮水仅仅是为了解渴，而忽略了水的营养功能。
　　当我们询问周围的人，人为什么喝水，通常的回答是解渴，人渴了才喝水。从没有想到饮水中包含了营养作用。有一次我在住院时，向病友和医务人员问及人为什么要喝水，大部分人的回答是解渴。口渴才喝水是普遍的看法。从没有想到饮水中也蕴涵着很深的科学，水也有营养作用。改革开放以来人们的生活普遍提高，每每谈到饮食的重要性，往往都在讲如何如何吃好，吃什么好；却忽略了饮。“饮食”包含了两重意思，一为饮，二为食。明朝李时珍在《本草纲目》中把水列为各篇之首。可见他对水的“保健”、“疗效”的作用的重视。而现代人逐渐忽略和淡忘了水本身应具有的保健疗效作用。
　　4.只注意了水的纯净而忽略了水的生理作用
　　水的纯净与健康是一个完整的有机体的两个方面。水的纯净主要针对水污染而言，健康水主要针对人体健康来讲。纯净水≠健康水，我们希望饮水应作到纯净与健康的统一。
　　(二)当前饮水市场的误导
　　饮水行业从主观上讲都愿意为人民做好事，做有利于健康的好事。但由于我们对水的认识较浅，再加上经济效益地驱使，从而自觉不自觉地进入了饮水的误区。正如上海医科大学余顺章教授针对目前水市场的混乱指出：“不科学地运用科学反而会被‘科学’所累。”我们不但要重视企业的经济效益，更应重视人类的健康的社会效益。
　　饮用水市场误导主要表现在以下几个点：
　　1.误把饮料水当成饮用水；
　　2.误把医疗用水作为正常饮用水；
　　3.误把心理产品当成生理产品；
　　4.误把纯净水作为健康水；
　　5.误把水的物理活性当成生物活性；
　　6.误把陈旧洋技术当成高新技术；
　　7.误把饮用水的辅助产品当成饮用水的主导产品（自来水）。
　　误导产生的原因：
　　1.重视广告诱导，轻视教育诱导；
　　2.重视产品开发，轻视科学理念；
　　3.远离自然属性，追求水的加减技术；
　　4.重视水的硬件的开发，轻视水的软件技术研究；
　　(三)饮用水研究中的忽略和遗憾
　　在饮用水研究领域中空白点很多，还有很多“盲区”。不能不说是一种科学遗憾。
　　1.只注意生物体外水的研究，而忽略生物体内水的研究
　　以人体为研究的主体，可以把水分为体外（自然界水）水与体内水。目前对水研究都集中在体外水的领域之中，例如水资源、水利、水文、水环境保护等，而对体内水分布、运动、结构、功能，特别是比细胞水平、分子生物学水平来认识水、研究水更是存在许多盲区和空白。
　　2.只注意人体物质30%的研究，忽视了70%的研究
　　国内外营养学主要研究的是人体内30%的固形物，例如蛋白质、碳水化合物、脂肪、矿物质、维生素等，对人体内存在的70%的水物质研究甚少。
　　细胞生理学对细胞膜上的蛋白膜、脂膜及固形物质的吸收通道相对研究深入，但对水膜及水的吸收通道研究甚少，甚至空白。
　　病理重点是对人体组织、结构的病理研究，对病理组织中水的结构和作用研究不够。特别是现代文明病（糖尿病、高血脂、高血压等）发病率逐年上升，人们往往注重在控制饮食上，对每日的摄食量加以控制，实际上水的退化对这些文明病的发生呈正相关。现在通过一些临床观察及流行病学调查，每天坚持喝健康水，可以预防和缓解现代文明病的发生。
　　总之，我们对水的营养学、水的生理学研究还停留在几十年前，现在看来水不但起体内物质输送与媒体作用，直接参与生物大分子结构，水与生物大分子共同完成了人体的物质代谢、能量代谢和信息代谢。水与衰老、寿命、免疫、代谢有直接的关系，我们对水的认识要重新开始。
　　3.在研究深度上，重视水的宏观（大水概念）描述与研究，而忽略对水的亚微观和微观水平的研究。这方面的研究远远落后与其他科学领域。
　　4.在知识结构上，生物医学界涉及水方面的研究人员很少，反映在相关的文献较少。当前从事水研究多为物理、化学、工程等方面的科研人员，而生物界，特别是生理、营养、生物化学等领域直接参与水研究者甚少。
　　5.只关注了水污染，忽略了水退化的研究
　　在二十世纪整个水科技界把目光集中在如何处理水的污染，例如污染的监控、治理等方面。自来水近一百年来在全世界的发展与普及主要针对自然水的污染。进入二十一世纪后环境的治理，水质的改善任重而道远，在治理污染的同时也应关注水的退化。希望一些科技工作者能够重视和参与水退化的研究。水功能的退化是在人们不知不觉中发生，是看不见，摸不着的。但它直接影响水功能的降低，影响人体的健康，而且影响了所有用水行业的经济效益和产品质量。见表1水的退化及其危害。

　　二、实验是检验好水的标准

　　近几年来，与国内有关科研单位、大专院校、防疫站及一些企业广泛合作，在实验动物、微生物、植物及人的临床观察等方面，进行了一些研究，从而增进对水是生命之源，我们应该喝什么样的水有了一定的认识。
　　1.从体细胞学实验结果认识到水不能乱饮
　　成年人由100亿个细胞组成，保护人的健康，要从保护每个细胞健康做到，细胞学家做过这样一个实验：用人的外周血细胞、人胎儿脐带血细胞、白鼠骨髓细胞分别“喂饮”海水、纯净水、回归水，出现以下现象：
　　当离体活细胞，浸入海水10分钟，由于海水离子浓度高，细胞内呈低渗状态，细胞水通过细胞膜大量渗出细胞，虽然细胞形态还保持完整，但细胞明显萎缩——发生高渗脱水。
　　当离体活细胞，浸入不含离子纯净水10分钟，细胞内呈高渗状态，纯净水通过细胞膜大量渗入细胞内，细胞会象升空的气球一样，逐渐“膨胀”、“水肿”，严重时细胞明显破裂——发生低渗脱水。
　　回归水中其离子含量接近细胞水，处于等渗状态，10分钟时细胞还保持完整无缺，处于正常。由此实验可以看出饮水含有适当的矿物质的水，对保护人体细胞安全和身体状况非常重要。水越纯净，活细胞受损越多，破裂越快。尤其人的脑细胞反应最为敏感，一旦脑细胞水肿，就会使颅内血压增高，导致头疼、嗜睡、抽搐，严重时危及生命。老人和小孩不宜多饮纯净水，如同人不能饮海水具有相同道理的。　　　　　　　　　　
　　2.从代谢实验结果证明好水有利于营养物质在体内沉积
　　从营养的角度讲，我们摄入的营养物质不在于消化吸收，而重要的是在于沉积。长期以来利用食品的合理搭配来提高营养物质在体内的沉积，是营养工作的重点。为了探讨不同处理的水对体内营养物质的沉积、日粮的蛋白质利用率和生物效价的影响，我们进行了如下实验，其结果如下表1。
　　　　　　　　　　　

（北京科力新技术发展总公司生物工程部，1994）

　　3.通过抑菌实验，说明好水的自净能力强
　　水清则无鱼。然而，自然界又有许多现象打破了我们原有的认知，微生物就是这样，水越纯净，越有利于它的生长。本所与广州军区医学高等专科学校联合做过这样一个实验，分别取出等量的无菌纯净水和自然回归水，接入2个/mg菌落，24小时后纯净水菌落达200个以上，而自然回归水中依然只有原先的2个。
　　我国古代早就有“好水不生虫”的说法，这个虫当然也包括我们今天所说的微生物。不少消费者在日常用水中发现，夏天用纯净水做米饭，隔天就变质，而回归水做的米饭可以存放1—2天也不变质，而自来水虽然含有氯，但做米饭馊得更快。
　　水本身有自净及抑菌功能。由于水的退化，造成水抑菌能力降低，受污染的水，虽然经过多层次净化处理达到“净化”，水还是退化水，甚至退化更严重，其水的自净功能降低越明显。
　　4.好水促进生命活力
　　北京爱迪曼生物技术研究所、广州万年清生命科学有限公司与广州防疫站联合实验，用自然回归水与其他水喂养小白鼠40天后，进行溺死实验，结果表明，饮用其他水的小白鼠抗争力弱，饮用自然回归水的则反之。实验后，抽取白鼠的血液，发现后者血液的各项指标比饮用其他水的白鼠高，见图4，和表2，3。

　　　　　　　　　　　　　　　
　　5.好水的扩散力、渗透力强
　　在我们生活中有这样的感觉，好水（例如泉水）喝了很爽，越喝越想喝，喝后不感肚胀，不好的水则反之。这是因为好水的分子团小，渗透力、扩散力强，进入体内能很快吸收，接入细胞内，不好水不易吸收，而存在胃肠中，所以有肚胀的感觉。
　　6.降血脂实验说明好水有缓解代谢疾的作用
　　本所与广州市防疫站联合作了实验动物的降血脂实验。在动物日粮食局中加入猪油，建立高血脂症的动物模型。然后给动物饮用不同的水，从实验中可以看出，自然回归水比纯净水和自来水有降低血脂作用。随着饮用时间的延长，降血脂的作用越来越明显。本实验与人群的临床观察结果相吻合。
　　7.从众多的植物实验中证明好水具有促进生长的作用
　　本所与华南农业大学、广州万年清生命科学有限公司、上海润一生物水科技有限公司、浙江海盐大东南科技发展有限公司分别用大蒜、豌豆、绿豆、玉米及一些花卉，做了大量的植物实验。大东南公司还组织嘉兴地区千人参加植物实验，说明了以下几点：
　　●自然回归水比纯净水具有明显的促进植物生长发育作用；
　　●自然回归水越在低温、高温的条件下，促生长的作用越明显；可明显提高植物的抗应激能力；
　　●促生长作用主要是好水可以激活和提高酶的活力；
　　●玉米等大田作物进行浸种，其生长效应明显，把整个细胞酶激活，有效地促进植物生长。好水的正面信息参与DNA的结构，随着细胞的有丝分裂，把好水正面的生物信息传递下去。
　　8.好水水分子团小
　　在自然状态下，水不是单一分子的形式存在的，在分子间由氢键连接成集团形成存在。以(H₂O)_n表示，其中n代表分子的个数，大分子集团吸收外界的能量，分裂成较小的集团，分子集团小的水具有许多优多：不仅饮用爽口，而且能提高人体的生理功能，其表现为细胞组织的渗透力强，有利于体内的氧和各种营养物质的搬运和沉积以及代谢废物的排出，促使疾病及早痊愈。
　　水分子团大小也可用核磁共振谱线的半幅宽(Hz)表示。中科院测定的自然回归水、纯净水、蒸馏水的Hz数分别为：8.7、26.9、36.08。数值越小，表示分子团小，既水的生命活力强。
　　9.好水表面张力大
　　好水的表面张力大，沸点、冰点相对低。从表4中可以看出纯净水比自来水、回归水的表面张力小，沸点、冰点偏低。

（华南理工大学物理系，1994）

　　10.通过啤酒糖化实验和水泥强度实验，说明自然回归水技术在用水行业中有广泛的应用价值。

　　注：啤酒的风味组成主要来自于酵母的代谢产物，而在酿造过程中醇类含量低，酯类含量高，对酒类的品质有明显的改善。酯类含量越高，酒类越香醇，可以起到缩短熟化时间的好处。（北京爱迪曼生物技术研究所，珠江啤酒研究所）

（广州万年清生命科学有限公司，广东省水泥研究所，1996）

　　三、饮用水中关键技术观点

　　1、饮用水中是否需要考虑矿物质
　　（1）水中矿物质不单纯起营养作用，而且对于保持水中自身的团状结构，尤其是维持分子团状态相对稳定起着重要的作用。
　　（2）去掉水中的矿物质使水原有的架构产生变化，从而引起水的生理功能降低。
　　（3）常态水中矿物质是呈离子状态，比食物中的矿物质更易被人体吸收。
　　2、水仅仅纯净是不够的
　　（1）本人在1994年的一次学术会上，提出水退化的科学假说，指出，污染物质进入水中，不仅带给水污染，更可怕的是带给水退化，造成水的生理功能降低，使水成为病态水，退化的水。
　　（2）水的污染与退化均给人体的健康带来危害。
　　（3）当前各种水处理解决了水污染问题，没有解决水的退化问题。
　　3、水的生理功能要进入更深层次探讨
　　水和我们的生活息息相关，但我们对水的认识太少，了解太肤浅。就水对人体的生理功能来说，仍然停留在“喝水就是解渴”的地方。所以大家还没有对健康水、好水有足够的认识和要求。仅满足其安全和干净。因此我们要更深层次地明了，水参与了整个生命体物质代谢、能量代谢和信息代谢。几乎整个生命现象和活动都离不开水，都有水的参与。为了更好地研究和认识生物体内的结构和功能及其活动规律，笔者近年来倡导建立“水生理学”学科的建议（详见笔者“水科学知识体系初探与水生理学提出”一文）。只有对水的生理学研究到了一定深度，我们才能比较正确的回答人体到底需要什么样的水这个问题。
　　谈到水的生理功能的研究和认识，不能脱离水结构，特别是水的亚微观结构和微观结构的研究和认识。
　　任何生命体与非生命系统都有结构和功能。结构是功能的基础，对功能有决定的作用，功能是结构的表现，对结构具有反作用。
　　各种污染源进入水中必然会破坏水原有正常有序的结构与运动规律。形成非正常、无序的结构和运动。水的正常有序向无序的转化过程，我们称为“水的退化”。水的结构与运动的退化必然造成水自身功能和水对于人体生理功能的退化。从日常现象观察和我们大量的科学实验都得到证明。只不过对此自然现象我们熟视无睹。
　　今后，我们在从事水生理学的研究中，即可以根据已知水的内部结构来推测和预见水的生理功能，也可以根据已知水的生理功能表现来推测和预见水的内部结构变化，从而按照人们的需要，来改变结构或改变功能。这种改变是从无序到有序，恢复实现人们对自然界好水的有效利用和不好水的有效改造。

　　四、人体水生理学的研究思维及方法的体会和建议

　　1.注意几方面的结合
　　水的认识层次——客观与微观结合
　　水的研究方向——（人）体外水与体内水研究相结合
　　水的研究方法——实验与调研结合
　　水的学科交叉——物理化学与生物医学结合
　　水的自身系统——结构和功能结合
　　水的研究手段——水的物理检测与化学检测结合
　　水的研究方式——硬件和软件结合
　　水的研究面向——研究和企业结合
　　2.把水的研究当成系统科学
　　系统科学的研究对象是客观世界的系统、控制和信息。由此所建立的是关于自然界、社会和人类思维等领域中系统、控制和信息的原理及其规律性的学问。
　　系统科学是现代科学技术体系一个新兴科学部门，它正在迅速发展，系统科学的研究成果正在推广之中，渗透到各个学科领域。水本身是一个多层次性、多样性、多级性、和多维性的开放式自组织系统。我们自觉把系统科学的科学知识和思维方法运用到水的科学研究中，无论从科学的哲学思维方法、认识水平、研究方法等方面可以全面、完善推动水的研究进展，更加正确、成熟认识水，了解水。
　　3.控制论中黑箱方法来提示和认识水的奥妙
　　从解决水的退化、恢复水的生理功能的目的出发，而研制IDM活水系统。在实验与临床观察中，用该活水系统处理过的水产生意想不到的生物现象和临床效果，但是从目前的研究水平，笔者对目前表现出的生物现象和临床效果的机理尚不清楚。正是这个原因使得一些人对IDM活水系统的效果和生物现象和临床效果产生“凝问”甚至“不信”。由于机理不清楚而产生对科学的疑问和反对，尤其是当一个创新的科学理论刚刚出现之际，这种情况是屡见不鲜的。
　　人们在从事科学研究的活动中，经常会碰到这样现象，由于条件限制不能直接观察到事物的内部结构和机理。把这个物质称为黑箱。黑箱作为控制论的重要概念是指这样一类现象，其构造和机理尚不清楚，但可以通过外部的观察和认识去了解其功能和特性的存在。
　　黑箱的概念并不陌生，因为人一生都在和黑箱打交道。例如人的大脑是一个黑箱，它具有记忆、联想、学习等思维功能，但人的大脑的机理却始终是一个谜。为了解人脑的之谜，我们决不能通过解剖人的大脑来直接观察。日常生活中也常需要人们把某些事物当成黑箱。例如，人吃饭不必先搞清楚碗、筷、米的结构；看电视并不一定要懂得电视机的构造和原理；人工作使用的工具一般只需要宏观特性和功能，而不必深究其微观结构。这样的例子还很多。总之，凡是一时不能、或不必深究其内部结构的认识对象都可以看作黑箱。
　　控制论给我们提供了研究黑箱的方法，黑箱方法是不打开黑箱，既不直接考察对象的内部结构，而是通过考察对象的输入、输出及动态过程，来定量地认识研究对象的功能特性和行为方式，探索其内部构造和机理的科学方法。
　　黑箱方法的实施步骤是：先确定黑箱系统，把所有研究的对象看作是一个“黑箱”，并根据它的性质和研究内容确定“黑箱”与周围环境之间的边界。既把研究对象从周围环境中隔离出来。“黑箱”与环境之间的联系通道用一系列的输入值和输出值反映出来。凡是外界对黑箱的影响和作用我们称之为黑箱的输入，黑箱对外界的影响和作用我们称之为黑箱的输出。黑箱方法是提示自然界奥妙的重要手段。今天来研究和认识水的奥妙应当离不开黑箱方法。

　　五、健康水的七点标准

　　1.不含对人体有毒、有害及有异味的物质；
　　2.水硬度（以CaCO₃计）适中(50-200mg/I)；
　　3.人体所需矿物质含量适中（其中钙含量≥8mg/I）；
　　4.PH值呈微碱性(pH=7-8)；
　　5.水中溶解氧及二氧化碳含量适中（水中溶解氧≥6mg/I，二氧化碳在10-30mg/I）；
　　6.水分子团小；
　　7.水的生理功能（渗透力、溶解力、代谢力等）强。
　　自然回归水就是依据没有污染、没有退化的自然界水及符合人体生理需要的健康水应具有的七点标准为依据，把我们周边已经污染的、退化的、病态的水回归和复原为健康、具有生命活力的水。希望人人可以天天喝上类似长寿村、无癌村的优质饮水。
　　随着对水研究的深入，自然回归水的科学含义也在不断修订长完善。其含义初步确定如下：
　　自然回归水系统依据人类回归大自然的理想，采用物理及生物学技术对自然水或自来水进行综合处理，去除水中有毒、有害、有异味等污染物，保持水中适宜的矿物质含量和有益人体健康的元素，并通过IDM活水系统对已退化的水进行“整理”和“激活”，赋予水能量；使水分子集团变小；使无序运动的水变为有序；增强水的溶解力、渗透力、代谢力、乳化力、洗净力等；恢复水的正常构架及功能，使之具有洁净、富氧、活化等特性，解决水退化，复原水本来应具有的面貌，使水的营养生理功能接近人体细胞水，使饮用水达到洁净与健康的统一。
　　联合国计划开发署专家水自然回归水进行考察与论证，认为自然回归水是具有“社会效益、经济效益、生态效益和科学研究价值”的项目。把自然回归水作为“联合国示范技术”向全世界推广。联合国专家给予自然回归水所做的解释是：“Water as it should be”，此解释中体现出自然回归水的通俗及深刻的含义。