一个80岁的人对70年前发生的一些事和当时的一些情景依然清楚地记得，可见大脑中存储的信息能保留几十年甚至上百年的时间。人在漫长的生活过程中，看到许多景象、品尝过许多食物、和家人及朋友进行对话交流、读过许多书籍报刊、游玩过很多地方的山水名胜，这种种的经历情景都在大脑中存储起来。大脑存储的信息量非常非常多。

       人的大脑按质量计，水占80％以上。这是人的生物进化以及人的成长过程中，为了储藏记忆信息的需要，大量地吸收水分子参加的结果。水在大脑存储记忆信息中起着重要的作用。探索水在大脑中的结构和功能以及它对存储信息记忆的作用，了解其化学本质和基础，是未来化学的一个重要内容。

       水的结构和水的性质密切相关。气态时，单个水分子的结构已准确测定。O—H键长为95．72pm，∠HOH键角为104．52°。在冰、水或水合物晶体中，H2O分子的价电子对按四面体方向分布。水分子的两个H原子指向四面体的两个顶点，显示正电性，而O原子上的两对孤对电子指向四面体的另外两个顶点，显示负电性，如图8．2．1所示。水是极性分子，正电性一端常和负离子或其他分子中的负电性一端结合；负电性一端常和正离子或其他分子中的正电性一端结合。通常水是通过氢键或其他次级键和其他分子中的极性基团结合起来。

       大量地存在于大脑中的水，除起简单的作为溶剂的功能外，还将参与组成大脑记忆功能的神经器官。

       大脑中有几千亿个神经元，每个神经元中有许多突触，突触中含有大量极性基团，如—NH2，—COOH，—OH等。水和神经元中的极性基团通过N—H…O，O—H…N和O—H…O等氢健以及其他次级键组成比较稳定的结构单元，它既能保护神经元免受其他化学物种的干扰，又具有特殊的功能传递信息、保存信息、将信息通过微小的化学变化稳定地储存起来，实现大脑的记忆功能。

       纯水中最稳定的一种超分子结构型式是水分子通过氢键构成多面体，其中由20个H2O分子组成的五角十二面体最为稳定。因为它的五边形面中两条边的夹角为108°，很适合于图8．2．1中所示的H2O分子中H原子和孤对电子在空间按四面体形的分布。图8．2．2示出由20个H2O分子组成的五角十二面体。

       除五角十二面体外，较稳定的多面体还有由24个H2O分子组成的十四面体。五角十二面体可以和十四面体等多面体共面连接成一维长链，或二维平面层型结构或三维骨架型结构。图8．2．3示出由五角十二面体和十四面体按1：3的比例共面连接形成的三维骨架结构。在这个结构中每个多面体的中心放一个甲烷（CH4）分子，就是可燃冰的结构，每个立方晶胞中含46H2O·8CH4。

       神经元中的极性基团，可和水分子共同组成多面体。图8．2．4（a）示出神经元中的—NH2基团代替H2O分子组成的多面体。图8．2．4（b）示出神经元中的—N+H3基团替代H2O分子组成的多面体。两者在胺基和水分子间形成的氢键上略有差异。

       氢键体系的形成对于信息的传递有重要作用。在电化学实验测定离子淌度时，H+（或H3O+）和OH-两种离子的淌度要比其他离子的淌度大得多。物理化学家常用氢键体系内原子的接力模型来理解，如图8．2．5所示。

       从图8．2．4示出的两种状态对于通过氢键接力传递H+的能力会有不同，而且由于这种结构的稳定性也是人脑记忆的一种结构方式。图8．2．4（a）的结构，具有向神经元传递信息的功能。当受到从左边来的H+的信息，传递到氢键O（2）—H…N时，H脱离O（2），靠近N原子，形成O（2）…H—N氢键，即这个过程使—NH2基团变为—N+H3，进一步使—COOH变为—COO-和H+，如图8．2．4（b）所示。图（b）所示的结构是一种相对稳定的结构。当形成这种结构以后，由于—N+H3已不能再接受H+，即不能再具有从左向右传递H+的能力，它只有单向地从右向左传递H+的功能。当右边的神经元得到H+的信息，H+和—COO-结合，—N+H3基团和O（2）构成的O（2）…H—N氢键又可以逆向传递方式形成O（2）—H…N氢键，即恢复到图（a）所示的状态。这两种状态就像电脑中芯片的一个元件，由“0”和“1”表示的两种状态。电脑依靠元件的组装形成芯片，再进一步经过多种功能的微电子技术构成。人脑中传递H+的氢键体系元件体积更小，O—H…N的键长通常只有0．27mm，通过奇妙的组织，形成性能极高的大脑，进行人体的生理活动。

       未来的化学将和生物学以及信息工程学等融合在一起探索大脑具有记忆和指挥各种生理活动功能的奥秘。

       人体存在着经络，中医根据经络的分布和穴位绘制图形，进行针炙按摩，为千百万人治愈疾病。经络的存在是经过千百万人实践所验证。人体的解剖，至今尚未找到相关的组织，经络是摆在当今医学界的一大课题。我认为人体经络和上述水的多面体结构密切相关，是水的多面体连接形成的网络和人体中各个组织器官相互连系，并能通过结构的微小改变传递有关信息的结果。关于水分子组成的多面体网络的结构，至今尚未找到有效的方法去探测阐明，它是未来化学需要关注的内容。

       回顾近一个世纪以来，生命科学中的许多重大进展是在生物物质的结构得到阐明以后产生的。蛋白质的一级结构、二级结构、三级结构和四级结构通过X射线衍射法阐明后，出现了分子生物学，为在原子、分子水平上阐明生命中的许多作用寞定了基础。DNA双螺旋结构的明，为遗传学和基因等生命的基本问题得到了解决。现在大脑的记忆和经络作用的化学结构正有待未来化学去解决。未来的化学是什么，它是和生命科学一起研究解决上述问题的科学。