我手中塑料瓶里装着的水，与我透过机舱卵形窗看到的海洋之水相比，有很大的区别。这些区别并不只是体现在成分上，比如它们各自所含的盐分，也体现在行为上。地球上的海洋流动不息，既能兴风作浪，又能随风起浪；它们形成了云团与我们的天气系统，又反过来受其驱使；它们可以加热大气，但也能储存热量。海洋内部形成了巨大的全球洋流，并对我们的气候造成影响。所以，虽然是由相同的分子构成的，但是覆盖我们这颗星球表面70%的海洋，并不只是瓶装水的放大版。海洋完全就是巨兽。
巨兽，也许是形容它们最贴切的词。不管你是个多么优秀的游泳者，海洋都是危险的，要想一口气在公海上漂几个小时，可太难了。我的建议是，如果你发现自己被困在了海上，不要竭尽全力地与洋流搏斗。相反，你应该仰面漂浮，等待救援。尽管在我看来，用“漂浮”这个词来形容人在水中上下颠簸并不是很合适。“漂浮”是用来描述船的。船很宏伟，可以只将船体的一小部分浸入水中并四处航行。不管我如何尝试漂浮，大部分身体依然会被淹没。幸运的话，我可以勉强保持鼻子露出水面，像鲸那样喷气，同时吸入空气，不让水呛到我的鼻子，可就算是这样，也通常会失败。在我看来，真正的漂浮，不仅是躺在水面上休息，还要很轻松地做到这一点。但这不是标准定义，当然也不是2000多年前阿基米德在他的浴缸里发现浮力原理并喊出那句著名的“尤里卡”（“我发现了”）时所表达的意思。
阿基米德是一位古希腊数学家、工程师。他发现，当人进入浴缸的时候，水面会上升。原因十分明显：你占据了一部分水原来占据的空间。它不像泡沫垫那样，会在你的身下被压缩，而正因为它是液体，所以能在你身边流动，钻到其他地方。在空间有限的浴缸里，它唯一可以去的地方，就是初始水位以上的位置。如果浴缸在你进入前就已经满了，那么水就会从浴缸的边缘溢出，流到地板上。这就是阿基米德那个著名实验的灵感来源。通过收集那些流入另一个容器中的水，可以发现一些很有趣的事实：水的重量与作用在你身上的“浮力”相等。如果这一作用力比你的体重小，你就会沉下去；反之，你就会浮起来。这一条原理适用于任何物体。尤里卡！
有些物体会漂浮，有些物体会下沉，这取决于它们的重量是否大于同等体积的水
阿基米德发现的原理，能够让你通过计算物体排开的水有多重，来预测它会漂浮还是沉没。对于实心的物体来说，你只需要比较物体材料与水的密度即可。比如，木头单位体积内的重量比水小，也就是说它的密度更小，所以它会漂在水上。钢铁的密度比水更大，所以会沉没。想让钢铁漂起来，也不是没有办法。当你把钢铁做成空心的，就可以用它来造船，这时它的平均密度就会比水小了，道理就是这么简单。阿基米德的伟大发现已经过去了两千多年，如今钢铁的价格对我们而言已经很低了，低到可以采用上述方案造出真正的船。目前，我们的海洋船队几乎都是由钢铁建造的，它们运送着世界上90%的贸易货物。
我们怎么漂浮起来？
人体由不同密度的材料构成，既有高密度的骨骼，又有低密度的组织，还有一些地方是空心的。整体来说，我们比水的密度要小一些，所以可以漂在水上。但是，如果你带了一些重物，调整了自己的密度，如一条金属质地的腰带，让自己的密度刚好与水相等，就会处于一种既不会漂浮也不会下沉的状态。浮力平衡，是水肺潜水时的理想状态。当你在水下达到平衡浮力时，既没有让你上浮到表面的净力，也没有让你下沉到海底的力。借助潜水设备，你实际上处于失重状态，可以自由地探索海洋深处的珊瑚礁和沉船残骸。这感觉和你知道的太空失重十分相近，所以宇航员都会在游泳池中进行训练。
没有潜水设备的帮助，人的身体便会漂起来。但是我们的身体只是比水的密度略小，所以90%以上的身体还是浸没在水中，以排出足够多的水来支撑我们的重量。胖子的浮力比瘦子更大，因为他们的脂肪相对于骨骼来说比例更大，所以身体密度更小。潜水服也会让你的浮力增大，它们在你的身上套了厚厚一层密度小于水的材料。在海水中游泳，比在游泳池里容易一些，因为其中溶解了诸如氯化钠或其他含盐矿物质。钠离子和氯离子分离后进入液体，并插进水分子之间。由于含有这些离子，水的密度也变得更大，因此，比起纯水，你就不必排出那么多水来抵消自重。事实上，中东地区的死海含有的盐分特别高（是大西洋的10倍），在那里，你可以像鸭子一样在水面上下晃动。
一名女子漂浮在死海海面上
一旦你能漂浮起来，你便学会了游泳，这是人生最大的乐趣之一。在水中，你不只是会失重，还可以像舞者一样滑翔。在水面下，还有一个隐藏的世界。忘掉登陆火星的巨额费用以及在外星球寻找生命的兴奋吧，从某种程度上来说，海洋对我们而言就是外星世界。戴上护目镜，钻入水中，快速蹬腿，我们就可以去造访它。游到蓝绿色珊瑚礁的深处，将会是你能做的最美妙的事情之一。鱼儿用厌烦的眼神观察着你，然后熟练地甩动尾巴，从你潜行的路线上躲开。游泳的时候，你向前方伸出一条手臂再用力拉回，会使你周围的水快速流动，快到这些水分子不能互相穿越，于是它们挤在一起，并对你施加作用力，正是这个作用力推着你向相反的方向前行。这就是游泳的本质，你的手臂和腿持续推动你身后的水，便出现了你被推向前的效果。这不仅仅会让人兴奋，本质上说，你已经变成一个不同的你。在陆地上，你可能会有些笨拙臃肿、步履蹒跚，可是到了水里，你可以像海豚一样旋转滑行。你自由了！
冬泳的乐趣
我曾经住在都柏林的敦劳费尔，步行就能来到当地的“四十英尺”游泳场。它位于都柏林湾的一个岩石海岬，那里因詹姆斯·乔伊斯的《尤利西斯》而闻名，一家游泳俱乐部已经在此经营了好几个世纪。1999年的一个冬日，我驻足此处，看到了各个年龄段的人跳进海里冬泳，不过大多数都是老年人。气温大约有12℃，而海水温度大约是10℃。当时我穿了一件大外套，然而当爱尔兰海的海风拂面而过时，我还是觉得有些冷。海浪撞到混凝土码头后高高蹿起，但这里还是有很多老年人跳入冰冷的海水中，医生或许还建议他们穿得暖和一些。等他们上岸擦干了身体，我便和其中一些人聊了聊。他们开心地微笑着，虽然冻得牙齿直打战，可还是掩饰不住内心的兴奋。他们告诉我，他们每天都在这里游泳，无论冷暖。不过，我在那里工作时发现，爱尔兰很少会有真正暖和的时候。
在冰冷的海水里游泳
我决定加入他们，于是当天就买了一顶泳帽。在那之后，我每周都会在“四十英尺”游泳，一年四季都是如此。回过头看，这是我在都柏林居住期间最怀念的事情之一。但是，为什么我会如此喜爱游泳呢？
潜入10℃海水里的感觉并不舒服，很像是在脸上被打了一记耳光。这样的水温算不上极度寒冷，但当你将自己的皮肤置于比它低大约25℃的水中时，水分子会带走热量。既然液体的密度比气体大，那么比起你仅仅暴露于空气中，在水里的每一秒钟都会有更多的水分子与皮肤接触，于是你温暖的皮肤因为热传导而造成的热量损耗也要严重得多。
让你感觉更糟的是水的另一个特性——比热容[11]。当水分子与热物体接触时，它们便会跳动得更加活跃，而这些振动便是我们所说的“温度”。所以，分子振动越快，水的温度也会越高。氢键将水分子紧紧地束缚在一起，以抵抗这种振动，因此，哪怕是让1升水的水分子平均温度提高1℃，仍然需要巨大的热量。从这个角度来看，比起加热同样重量的铜，加热水需要10倍的能量。水的超常热容可以解释为什么需要消耗更多的热量来泡上一杯茶，也可以解释为什么电热水壶通常是厨房里最耗能的设备。水的高热容超过除液氨外的任何液体，但这只是它影响我们的其中一方面。这一特性使海洋可以储存大量热能，所以海水的温度变化总是会比空气的温度变化滞后。因此，当都柏林迎来阳光明媚的一天时，气温可以升至22℃，而10℃的海水温度却很难有所上升。这就意味着，在冬季到来并再次降温之前，夏日的阳光并没有真正地让这片海域变得温暖，这对爱尔兰人来说有些可悲。不过，对于人类而言，这倒是件好事，因为海洋的高热容可以让它们吸收因气候变化带来的过剩热量。换句话说，海洋对气候变化有稳定作用，让冬天变得温暖、夏天变得凉爽。
但是，这些原因都不能真正解释为什么我会喜欢在寒冷的海水中游泳。我不是那种喜欢寒冷、潮湿环境的资深户外玩家，只是一名科学家和工程师，大部分时间都是在实验室或车间里度过的。或许这就是原因。大海是如此狂野不羁、不可捉摸，也许就是在无意识的驱使下，我想置身于一个与我日常生活截然不同的环境中。当你潜入冰冷的海水后就必须游泳，从而保持活力与警觉。那种感觉很不舒服，它迫使你从清醒的理性思维中脱离。当你屏住呼吸时，也就不可能再去担心失败的实验和没有依据的结论，更不可能沉浸在你失败的人际关系中。你的呼吸像是从你的身体中被剥离了，只因你选择潜入令人生畏而又不受控制的海水中。
当你在冷水中游泳时，对“体温过低”的担忧总是会在脑海中挥之不去。当你的核心体温降到35℃以下时，便会出现体温过低的问题。你开始不由自主地打冷战，皮肤表面的血管收缩，将血液转送到主要的器官，于是你的皮肤开始变色。最开始是灰白色，然后你的四肢开始发青。在非常寒冷的水中，突如其来的冲击可能会导致你无法控制地快速呼吸、喘气，心率加快，由此引起心悸、恐慌、意识不清，甚至是溺水。即便你能够保持平静，在0℃的水中游上15分钟也是致命的，随着体温过低的情况出现，你的肌肉也会因此罢工。
从根本上说，我认为1月所有那些寒冷阴沉的早晨，是死神冰冷的手将我拽到了“四十英尺”，当时的平均水温只有10℃。如此近距离地靠近死神并戏弄它，然后毫发无损地从水中爬出来，这让我感到精力更加充沛。