原子振動的本質會幫助你理解「你為什麼是你」這一問題，也有助於你記住水分子的輪廓形似米老鼠腦袋這一特點。
兩粒氫原子騎在一粒氧原子上，佔據的是氧原子同一邊半球相對的兩個位置，因此水分子看上去就像是球形的米老鼠頭部長著兩片圓形的耳朵。氫原子這樣的排列方式使水分子形成輕微的偶極，兩端電荷相反，從而給水分子帶來很多奇特並能維持生命的性質。在水分子這個「米奇腦袋」上，耳朵的位置具備輕微的正電性，而臉頰處則是輕微的負電性。這會有什麼影響呢？你一定聽說過「異性相吸」，所以這種不對稱性就使得水分子間傾向於以耳朵靠臉頰的方式相互吸附，就和其他帶電物體一樣。儘管這種被稱為「氫鍵」的作用力比起構成分子的共價鍵弱得多，但它們對你和整個世界的影響卻是令人印象深刻的。
當你出汗的時候，你就能感受到氫鍵的影響了。你皮膚表面的溫度促使汗水中的分子運動加劇，於是液態分子轉化為氣態粒子，汗水也就因此而揮發。熱量破壞的氫鍵越多，獲得自由的水分子也就越多。水分子的逃逸過程將身體的熱量帶到了空氣中，從而讓你能夠保持涼爽。
水蒸氣在你身邊的空氣中可能只佔0.1％的比例（沙漠環境），也可能達到4％（濕潤的雨林環境）。但是單一的分子太小，並不能像雲一樣反射可見光。寒冷的清晨，你呼出的氣在嘴唇不遠處的稀薄空氣中形成一團「白霧」，只是因為嚴寒使得呼吸氣體的熱運動減緩，氫鍵更有效地將水分子拉攏到了一起。水分子在它們的作用下形成閃閃發光的小水滴，尺寸大到足以被你看到，卻也小到足以擴散。
儘管你身體中大多數水分子是通過飲食的方式進入，但水蒸氣還是會在每一陣微風襲來時碰撞著你的身體，並在每一次呼吸時洗刷著你的呼吸系統，其中一些便會通過肺部的海綿體擴散，並隨著你吸入的氧氣一同進入到血液中。淚水中的氫鍵也會將空氣中的水分拉到你的眼睛裡，而與此同時，還有一些水蒸氣分子鑽到了你頭髮中的細微縫隙中。
和一些理髮師聊天，或許會讓你加深對此的認知。在我上一次去剪髮的時候，理髮師帕蒂便讓我對頭髮與水蒸氣之間的結合力有了更深的理解。當我問她是否知道水蒸氣可以滲入到頭髮中時，她轉了轉眼珠，表情似乎在說，我還不如問她知不知道剪刀長什麼樣呢。
「當然了！」她說道，「你的頭髮是鱗片狀的，看上去有點像松果。使用吹風機時或者在炎熱的天氣裡，鱗片會打開，並將內部暴露在空氣中；這時，水分就會更容易地進入到頭髮中，並讓頭髮看起來更厚實。」
卷髮則更加明顯，因為卷髮的鱗片難以緊密地重疊，水蒸氣會更容易地穿過縫隙。有時候，你甚至可以眼睜睜地看著這樣的頭髮在潮濕的天氣中出現變化。「我可以迅速判斷外面的空氣是不是很潮濕，」帕蒂說，「因為顧客的頭髮會比平時更蓬鬆。」
我住在紐約郊外偏遠的地方，在這裡，碰到一個破壞髮型的天氣並不是什麼大不了的事，至少跟我在一起的多數人並不在乎。我們經常會用汗水、帽子和發膠折騰著我們的頭髮。然而頭髮與濕度的關係對於有些人來說卻極為重要，一家名為「髮型天氣預報」的網站會監測全美數百座城市的大氣環境並公佈每日「髮型指數」，從而滿足這些人的需求。簡單輸入你準備前往的城市名字或區號，你便可以做好充分準備，抵達一座陽光明媚的「10」分城市，或是在前往潮濕而令人沮喪的「1」分城市前，準備好迎接即將到來的「一頭卷毛」。
水分子在你和大氣之間存在著交換，這也意味著你和環境之間或多或少是相連的。同時，儘管氣態的水分子來去自由，構成它的這些原子還是在你體內搭建起了異常穩定的組織結構。當你的頭髮吸收或釋放水分子時，毛髮纖維中的蛋白質也會跟這些過客做一些氫原子「貿易」。你的頭髮不僅會和空氣共享氫原子——通過這種方式，你與居於一室的其他所有人都共享了這些位於髮梢的原子。
氫原子持續不斷地在分子間進行重組，這是因為聯結它們與氧原子的共價鍵儘管強度很高但卻變化無常。這些原子在構成水時，可以像螺栓與螺母一樣緊密相扣，但也可以自行解開重組——雖然是相同數目的相同分子，排列組合方式卻已不同。生活在史前時代的祖先們飲下去的水分子，現在填滿了你的玻璃杯——這個想法固然有趣，但水分子之間共享原子的先天屬性卻決定這不過是異想天開罷了。你體內的氫原子和氧原子或許都已是數十億歲的高齡，但它們構成的水分子只不過是臨時邂逅的產物。
不難猜想，在原子參與構成某種分子形式之後，它們也會因此帶上某些特徵，好比飯盒在裝過一次食物之後，會散發殘留的氣味一樣。然而，水分子並不會保留對前一位主人的「回憶」，不過人們卻難以認可這一點，由此對水資源的處理方式產生了重要影響，尤其當乾旱地區因缺水而促使利用排泄物製造再生水的時候。澳大利亞、新加坡還有其他一些地區的市政部門極力說服市民，這些再生水已經由「馬桶廢水循環系統」徹底淨化，實際上比一般自來水和瓶裝水都要更純淨，但這些水依舊銷量慘淡。目前，納米比亞溫得和克市市政供水量的1/3都由這種回收方法獲得，而宇航員的日常飲用水則是從他們自己的尿液中提取得到，並沒有產生不良反應，也沒有餘味。然而，用原子或者分子這樣的術語去理解食物和飲品實在頗為困難，因此推動廢水循環的預案常常會被選民否決，即便是那些瀕臨水資源短缺危機的地區。哥倫比亞大學地球研究所發佈的一條博客中，引用了環境工程師尚恩·斯奈德（Shane Snyder）所說的一句話：「幸運的是，只要他們信任這種循環利用方式是可靠的，大多數人還是會予以理解的。」事實上，這個星球表面所有的水分子都在不斷回收利用，就像斯奈德解釋的那樣：「我們無論如何都會喝到再生水，無論它是來自山泉溪流還是來自地下。我深信，我們應該採用更為可控的系統工程來操作這一循環過程。」
當抵達一個新地方幾小時之內，你頭髮中就會有約1/10的氫原子是從外界進入角蛋白的；三到四天內，你頭髮中的水分就會和周圍環境的水蒸氣達到完全的平衡狀態。但大多數構成蛋白質與其他生物分子的結構性氫原子，則是通過飲食渠道進入了你的身體。我們之所以能夠瞭解這一切，都是因為如今科學家們已經可以追蹤原子的運動。這一成果還要感謝稀有的穩定同位素，它們與常規的同位素存在著微小差異，但差異並不足以在元素週期表上以「新元素」的名義將它們標記。這些同位素協助科學家們追蹤原子在你身體裡流進流出的過程，就如同煙霧或氣味將本不可見的空氣流動狀態顯現出來一樣。
氘是一種天然存在的氫同位素，它在宇宙大爆炸發生後的不久便產生了，其含量相對於正常的氫來說並不算多。它與正常的氫原子之間的差異，只是在原子核的質子以外，還多了一個中子，而你會在完全注意不到任何不妥的情況下，喝下一杯由氘構成的水。這種同位素較大的質量，使得氘成為一種有用的原子識別物。比如當湖面的水蒸發時，相比於那些因為安了氘「耳朵」而增重的水分子，正常的分子從水面逃逸就會容易很多。如果體驗過「揚場」，也就是在大風天裡通過拋撒將麥子跟麥殼分離的過程，大概會對此深有體會，因而也就容易理解。乾熱環境會使得湖泊及地下水具有富集氘同位素的趨勢，這種效應會使得不同水樣之間出現差異，並足以讓科學家們推斷出水源所在地的氣候、海拔及緯度。你和其他生物也會喝下這些含有氘的水，因此這些揭示原子蹤跡的標記物也會存在於你的身體裡。
數以千計的對世界各地水資源的同位素分析已展開，尤其是北美及歐洲地區，詳細的分佈圖可以幫助我們去比對特定區域人群的頭髮、指甲與骨骼含氘量。你甚至可以登錄Waterisotopes.org這一網站，向「在線沉積同位素計算器」中輸入你所在地的經度與緯度，並由此查詢到你所在地區沉積物的平均氘氫比。這一分佈圖被稱之為「同位素地形圖」。
猶他大學的生態學家詹姆斯·伊爾林格（James Ehleringer）和他的團隊一起，分析了大量人類毛髮中氘氫比之間的微弱差異，發現通過喝水、喝咖啡或是喝本地牛奶等途徑，地下水中的原子會成為人體內穩定的部分，這一成果的論文發表在《美國國家科學院院刊》（Proceedings of the National Academy of Sciences）上。相比於空氣交換，地下水中的原子轉化為身體水分或更穩定的固體結構是一個緩慢的過程，例如毛囊需要一周的時間才能將環境中的氫原子沉積到正在生長的髮根，不過這個過程一旦發生便是永久的。
你身體中固體部分氘同位素的丰度反映了你所喝水的同位素構成，從而又進一步反映了水源地的氣候狀況。在上述論文中，全美氘「同位素地形圖」採用不同顏色來展現丰度，代表高丰度值的明亮橙紅色覆蓋了溫暖的得克薩斯，並漸變到代表低丰度值的深藍色，覆蓋的位置則是那些潮濕陰冷的西北各州。在研究了全美國各地理髮店地板上的頭髮碎屑之後，伊爾林格的團隊發現，不僅本地水中的原子會出現在本地居民的身體中——水中的同位素平衡同樣會得到體現。例如，得克薩斯的居民，相對而言就比北部落基山脈的居民更有可能生長出較重的頭髮。
你所飲用的水資源越是本地化，你的身體就會與本地的同位素構成比越匹配，反之如果你飲用了大量瓶裝水，就更可能與其他一些地區的同位素構成相關聯。舉個例子，一位佛羅里達的居民長期消費緬因州灌裝的礦泉水，那麼他或她的身體裡所含的氘就會比飲用自來水的鄰居們更少，儘管他們都在同一家超級市場購物。
猶他大學的加布裡埃爾·鮑恩（Gabriel Bowen）啟動了一項課題，研究者們分析了美軍某個駐伊拉克巴格達軍事基地的士兵們的瓶裝水中的同位素特徵值。不同樣本的氘含量分佈差異巨大，由此也反映了它們產地的特徵。最輕的水來自歐洲，而最重的水則源於沙特阿拉伯，這也符合對濕冷與乾熱環境中氘同位素的差異的預測。更重要的是，樣本中所含的氘原子無論如何都比當地沉積物中的氘含量更低，也證明分析對像中沒有一個水樣是在巴格達灌裝的。儘管水中的氘對於喝水的人來說並無直接的健康影響，但在這個案例中將其作為示蹤劑，卻可以幫助識別那些水是不是裝在回收瓶中的本地受污染的假冒水。
頭髮就如同某種記錄儀一般，記錄著生長環境中的原子分佈，也揭示了其與本地水源之間的物理關聯。伊爾林格研究了一名從中國搬到猶他州的男子，發現他的旅行軌跡就刻畫在他頭上的「同位素記錄」中。通過對單一頭發絲內固定間距的氘濃度進行分析，研究者可以確定這名男子何時抵達了他的新家。在鹽湖城喝了一個月的「輕水」之後，該男子的髮根相比在北京生長的髮梢而言，氘的含量降低了很多。
人類與所處環境之間的原子聯繫非常持久，因此考古學家也利用這一原理研究古代歷史。一項發表在《考古科學學報》上的研究，通過數百年前木乃伊的頭髮絲重現了一名印加小孩生命中最後幾個月的一些行蹤。頭髮中高濃度的氘，可以解釋為這個小孩在生命中最後一年的大部分時間裡，都在喝著較為溫暖的水，而水源地則位於海拔1英里處，比起發現印加人木乃伊的安第斯山脈頂峰低了很多。髮絲中部那些在冬季形成的特定蛋白，所含的氘同位素略有下降，這是因為冬季時水體蒸發速度較慢。接近頭皮處的高濃度氘說明孩子的死亡時間是夏天，而他是在死前一周以內抵達了高海拔區域。
當某人成為一具脫水的木乃伊後，殘存的皮囊中最為常見的仍然是氫原子與氧原子，只是此時它們不再是水分子，而是分散到了固體部分的各個角落。例如一個血糖分子，其中包含了12個氫原子與6個氧原子，它們圍繞在一個碳環周圍；而肌肉中那些強韌的纖維，也是由這些元素構成的。組織結構中大多數氫都可以追溯到血液，但其中的1/4到1/3，都來自一年內所喝的水。
在更大範圍的生命原子圖譜中，食物中的氫還是會追溯到水。肉類與牛奶中的氫原子，都是從動物消化的水和植物組織循環而來。進一步講，這些被食用的植物組織，都是由二氧化碳和水轉變而來的，並且血糖在代謝時可以產生同樣數量的CO2和H2O，這也並非什麼巧合。1磅肉或1磅蠶豆中所含的原子，在氧氣的作用下，可以重組得到相同重量的二氧化碳及水汽。
如果你可以在原子層面上探訪你的身體表面，你會因看到水分子如何維持你的生命而驚歎。現在，是時候更深入瞭解你的原子世界了。