在初高中的时候，尤其是老师谈到液压，基本上都会提到“水是不能被压缩的”。可水真的就是不能被压缩的么？今天，我们就来好好聊一聊这个话题。

水

水的化学式是H2O，是有氢元素和氧元素组成的无机物，从微观的视角来看，水是由水分子构成的。

液态和固态的水分子之间是通过氢键进行连接，水其实有很多种相态，除了传统的三态，在海底热泉口附近还有温度达到多度的水。

而气态、固态、液态，说白了就是水分子之间的间距发生变化造成的。

在常温常压下，水是无色无味的液态。压缩之后密度和体积并没有发生明显的变化，因此，我们可以把水“近似”看成是不可压缩的流体。

压缩水

但关键就在“近似”上，也就是说，水并不是不可以压缩。但所需要的压力特别大，大概需要~0个大气压，也就是1GPa~10GPa之间。

这个条件可以说是极为苛刻的，在日常生活中是根本不可能做到的。不过，科学家能够在实验室里实现，具体的原理其实就是用金刚石对顶砧压水。

一些金刚石对顶砧可以达到几十个GPa。因此，利用金刚石对顶砧来压水并不是什么难事，而且也确实有一些科学家曾经做过类似的实验，实验也不难。

科学家可以通过显微镜直接看到整个“压缩水”的过程，有点类似于水结冰。当压力减小时，水还会再恢复原来的状态。

这里要多补充一点，在持续地加压过程中，压力会破坏水分子之间的氢键，使得同样是固态水，也会从低密度结构逐渐演变成高密度结构。

金属水

假设在理想状态下，我们有一台可以无限加压的装置，可以持续地加压，当压力达到1TPa，也就是10^7个大气压，这时候水就会变成金属态。

这种金属态在太阳系内有，只不过是金属氢。如果你有个理想的超级探测器，能够持续向木星的深处探索，就会发现金属氢。

这就是木星巨大的压力迫使氢原子内的电子脱离了分子轨道，表现出传导电子的情况。

也就是说，如果压力达到1TPa，我们就能得到金属水，也叫金属冰，当然，我们目前还做不到这一点。

中子星黑洞

如果还要继续加压，这时候抵抗巨大压力的其实是由于泡利不相容原理导致的电子简并压力，这其实是一种量子效应，你可以粗暴地理解为，在微观世界里，有一种规则，要求各个电子在原子核外的状态是不重样的。而外界的压力会迫使电子去到最低能量状态，这时电子就会产生一种抵抗外界压力的力，这就是电子简并压力。

如果你还能继续往下压，这时候就会把电子直接压入到原子核内，电子和质子生成中子，这时候水也就不再是水了，而是一颗微小的中子星了。

如果你还能继续往下压，那接下来理论上应该是中子的简并压与外界压力对抗，当中子的简并压都无法抵抗，就会变成一个微小黑洞，不过微小的黑洞存在的时间很短。所以，你还没等反应过来，它就消失了。

石墨烯界面的水分子

上文都是依靠外界压力来压缩水。目前也有科学家在两片单层石墨烯形成的封闭空间中，把水压缩到一纳米的厚度。但是这种方法不仅需要高压，还需要水和石墨烯发生相互作用，因此，在这个实验中，水必须和石墨烯界面同在。不过，目前这个实验还存在很多争议。

所以，水还是可以被压缩的，只不过是操作难度非常大。