Hãy tưởng tượng việc sống trong một thế giới bị dihidro ôxit thống trị, một hợp chất không mùi, không vị và mang tính chất bất định đến mức bình thường tuy nó rất hiền hoà nhưng đôi lúc lại có thể gây chết người ngay tức khắc.

Tuỳ thuộc và trạng thái của nó mà bạn sẽ bị phỏng rộp hay đóng băng. Khi xuất hiện một số phân tử hữu cơ nhất định, nó có thể tạo ra axitcacbonic đủ mạnh để khiến lá cây lìa cành và ăn mòn những tác phẩm điêu khắc. Với lượng lớn, khi bị kích thích, nó có thể tấn công đầy giận giữ đến mức không công trình nào của con người tồn tại được. Thậm chí với những người đã học cách sống chung với nó, thì đôi khi nó vẫn là một chất có thể giết người. Chúng ta gọi nó là nước.

Nước có mặt ở khắp mọi nơi. Tám mươi phần trăm của một củ khoai tây, 74% của một con bò, 75% của một con vi khuẩn đều là nước. Trong một quả cà chua chỉ có 5% không phải là nước. Trong cơ thể người, nước chiếm tới 65%, khiến cơ thể chúng ta giống chất lỏng hơn là chất rắng với tỷ lệ 2:1.

Nước là một chất kỳ lạ trong suốt, không hình dáng nhưng chúng ta vẫn muốn ở bên nó. Nước không có vị nhưng chúng ta vẫn thích vị của nó. Chúng ta thường đi du lịch rất xa và chi trả một khoản nhỏ để nhìn thấy nó lúc bình minh. Dù biết nó nguy hiểm, nhấn chìm hàng chục nghìn người mỗi năm, chúng ta vẫn háo hức nô đùa với nó.

Bởi nước có mặt ở khắp nơi, chúng ta dễ quên mất rằng nó là một chất kỳ lạ. Nó gần như không giúp chúng ta đưa ra được tiên đoán gì về đặc tính của các chất lỏng khác và ngược lại. Nếu bạn không biết gì về nước mà chỉ phỏng đoán đặc tính của nó dựa và phản ứng của các hợp chất giống với nó nhất, chẳng hạn hidro selenua hoặc hidro sunphua, có thể bạn sẽ đoán rằng nước sôi ở -93 độ C và bay hơi tại nhiệt độ phòng.

Với con người, nước là sự sống. Ảnh: Helvident.

Đa số chất lỏng khi đông lạnh sẽ co lại khoảng 10%. Nước cũng vậy nhưng chỉ đến một mức nhất định. Khi gần chạm đến mức đóng băng, nó bắt đầu nở ra một cách bất ngờ. Khi ở thể rắn, thể tích của nó gần như tăng thêm một phần mười so với trước đó. Chính sự nở ra này khiến băng nổi trên mặt nước - “một đặc tính hết sức kỳ quặc” theo lời John Gribbin. Nếu thiếu đi sự ương ngạnh tuyệt vời này, băng sẽ chìm, các hồ và đại dương sẽ bị đóng băng từ dưới lên. Nếu thiếu lớp băng trên bề mặt để giữ nhiệt, hơi ấm của nước sẽ bị tản đi, khiến nước lạnh hơn và tạo ra nhiều băng hơn.

Chẳng bao lâu, biển cũng sẽ đóng băng và gần như chắc chắn sẽ giữ nguyên trạng thái đó trong suốt một thời gian dài, có thể là mãi mãi - đương nhiên đó không phải là điều kiện lý tưởng cho sự sống. May mắn cho chúng ta là nước dường như không biết được các quy luật vật lý và hoá học.

Mọi người đều biết công thức hoá học của nước là H2O, nghĩa là một nguyên tử ôxy lớn và hai nguyên tử hidro nhỏ liên kết với nhau. Các nguyên tử hidro bám chặt vào vật chủ là nguyên tử oxy, nhưng cũng thường liên kết ngẫu nhiên với các phân tử nước khác. Bản chất của một phân tử nước giúp nó có thể chơi đùa, kết đôi rồi lại rời các phân tử nước khác nhanh chóng như việc đổi cặp trong điệu vũ cađri, theo cách nói hoa mỹ của Robert Kunzing.

Một ly nước bề ngoài trông không sống động lắm, nhưng mỗi phân tử nước trong nó đều đổi cặp hàng tỷ lần mỗi giây. Đó là nguyên nhân các phân tử nước có thể dính vào nhau để tạo thành các thực thể như ao hồ nhưng lại không đủ chặt chẽ đến mức không thể bị chia tách, chẳng hạn như khi bạn nhảy xuống bể bơi. Tại bất cứ thời điểm nào, chỉ 15% số phân tử nước đang thật sự liên kết nhau.

Theo một nghĩa nào đó, mối liên kết này rất mạnh - đây là nguyên nhân các phân tử nước có thể chảy ngược lên dốc trong các đường ống dẫn và những giọt nước trên nắp ca-pô xe hơi lại quyết tâm tìm đến nhau như vậy. Nó cũng lý giải cho sức căng bề mặt của nước. Các phân tử trên bề mặt bị thu hút mạnh mẽ bởi các phân tử cùng loại ở dưới và bên cạnh hơn là các phân tử khí phía trên. Điều này tạo ra một kiểu màng đủ chắc để giúp cho các loài côn trùng và các viên sỏi có thể lướt trên mặt nước, và khiến bạn thấy rát khi nhảy sấp xuống nước.

Chắc không cần phải chỉ ra rằng chúng ta sẽ chết khi thiếu nó. Khi không được cung cấp nước, cơ thể người sẽ nhanh chóng rã rời. Theo một nghiên cứu, sau vài ngày, nếu thiếu nước đôi môi sẽ biến mất “như thể bị cắt, nướu răng thâm đen, mũi quắt lại chỉ còn một nửa và da quanh mắt cũng co lại để tránh nháy mắt”. Nước thiết yếu với chúng ta đến mức chúng ta quên hẳn rằng phần lớn nước trên trái đất đều độc hại - độc hại đến chết người - vì chứa muối.