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「微知百科」十个科学关键词与科学的历程( 四 )


水在19世纪70年代至20世纪30年代持续成为《自然》杂志的科学关键词 。 生命起源于水 ， 水又维持生命 。 对于水的科学研究在早期并没有成为一门单独的学科 ， 而是散见于多个学科中 ， 如农业、水电、化学、物理、地理地质、气候、天文、水文、水利、海洋、环境和生态中 。 水科学成为一门独立的成系统的学科起始于第二次世界大战后 ， 联合国教科文组织成立了水科学司 ， 其业务内容包括水文学问题和水资源问题 。
现在的水科学学科涉及对水的开发、利用、规划、管理、保护、研究 ， 因此 ， 可以把研究与水有关的学科统称为水科学 。 具体而言 ， 水科学是一门研究水的物理、化学、生物等特征 ， 分布、运动、循环等规律 ， 开发、利用、规划、管理与保护等方法的知识体系 。 涉及理学、工学、农学、医学、经济学、教育学、历史学、管理学等多个学科门类 ， 还与多个学科交叉 ， 如水文学、水资源、水环境、水安全、水工程、水经济、水法律、水文化、水信息、水教育等 。
在19世纪末和20世纪上半叶 ， 关于水的重大科学研究成果散见于其他学科研究中 ， 如1901年诺贝尔化学奖授予发现了化学动力学法则和溶液渗透压 。 对于以水为研究核心的水文、水利和水资源等领域 ， 主要与农业相关 ， 如滴灌技术的延续和创造性使用 。 早期的滴灌系统见于中国最早的一部农书—《氾胜之书》 。 现代的滴灌是德国的实验结果 ， 在20世纪30年代 ， 滴灌系统主要用于欧洲的温室暖房里 。 直到20世纪60年代 ， 以色列对滴灌进行创新应用 ， 研制了硬韧防堵塑料管、接头、过滤器、电脑控制器等 ， 做到减少蒸发、高效灌溉及控制水、肥、农药 ， 使得以色列农业多年来的用水总量一直稳定在13亿立方米 ， 农业产出却增加了5倍 。
此外 ， 20世纪以来 ， 对水的研究主要是揭示降水与自然的关系 。 观测证据表明 ， 全球季风降水有显著的年代际变化 ， 如1901～1955年 ， 季风降水显著增加 ， 随后至1990年 ， 季风降水显著减少 。 8.射线（ray）
射线是由各种放射性核素 ， 或者原子、电子、中子等粒子在能量交换过程中发射出的具有特定能量的粒子或光子束流 。 常见的有X射线、α射线、β射线、γ射线和中子射线等 。
可以说 ， 射线研究贯穿了物理学研究的始终 ， 很多射线研究都获得了诺贝尔物理学奖 。 从1901年颁给发现X射线（伦琴射线） ， 到2006年颁给发现宇宙微波背景辐射的黑体形式和各向异性 ， 诺贝尔物理学奖迄今有24次颁发给了射线研究 。
此外 ， 就连诺贝尔化学奖、生理学或医学奖也有与射线研究有关的 。 1936年的诺贝尔化学奖授予通过对偶极矩以及气体中的X射线和电子衍射的研究来了解分子结构 ， 1964年的诺贝尔化学奖授予利用X射线技术解析一些重要生化物质的结构 。 1946年的诺贝尔生理学或医学奖授予发现X射线辐射能够让基因产生突变的研究成果 。
这些研究表明 ， 射线既是物理学研究的内容 ， 又是化学和医学研究的工具和内容 ， 它们对于揭示物质世界、人体和生物的真相和规律至关重要 ， 因此成为科学关键词 。 9.酸（acid）
酸是化學的主要研究对象 。 传统的定义是 ， 当溶解在水中时 ， 溶液中氢离子的浓度大于纯水中氢离子浓度的化合物就是酸 。 换句话说 ， 酸性溶液的pH值小于水的pH值（25℃时水的pH值为7） 。
酸可分为无机酸和有机酸两种 。 在《自然》杂志和其他科学杂志发表的论文中 ， 主要是有机酸和与有机酸相关物质的研究成果 ， 如核酸（DNA和RNA）、氨基酸和食物中的有机酸 。 另外 ， 环境中的酸雨也属于酸（主要是无机酸）的研究 。
诺贝尔化学奖有8次颁给有机酸和相关化合物的研究 ， 如1927年颁给对胆汁酸及相关物质的结构的研究、1937年颁给对碳水化合物和维生素C的研究（维生素又称抗坏血酸）、1957年颁给核苷酸和核苷酸辅酶研究方面的成果 。 诺贝尔生理学或医学奖有3次是授予有机酸和相关化合物的研究：1937年授予发现维生素C和延胡索酸对生物燃烧的催化作用 ， 1953年授予发现柠檬酸循环 ， 1959年授予发现核糖核酸和脱氧核糖核酸的生物合成机制 。 10.太阳（sun）


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