理解水的异常性质

水通常与生命的存在相关联。然而，没有明确的原因说明为什么水应该是生命能够形成和存活的唯一液体。自1913年L. J. Henderson的开创性工作以来，科学家们一直在试图回答关于水的异常性质与生命存在之间关系的问题。在这里，我们沿着通往这一答案的挑战性道路迈出第一步，试图理解（i）水的异常之处是什么；（ii）为什么水具有反常性；（iii）这些异常性质的完整含义是什么；以及（iv）这些反常性是否是水的独有性质。通过识别一些有趣的线索，然后提出一个工作假设，并对其进行检验，我们发现了令人惊讶的结果：水的某些性质，如密度的反常行为，对微观相互作用的微小变化非常敏感，而其他性质，如存在多于一种晶体或两种具有不同局部结构的液体之间可能发生的相变，不仅在水中有预测，在其他液体中也有预测。由于局部液体结构的变化可能在生物过程中具有相关性，具有这种性质的广泛液体类别可能有助于理解水是否对生命至关重要。