文：強納森．蓋聶（Jonathan Gagne）
沖煮用水
當我讀到討論咖啡沖煮用水重要性的天文透頂文章時，很常會看到一些「完全抓錯重點」的咖的水的咖說法。例如，啡物啡很多人會說：「一杯咖啡裡，理學水的為何無聊占比超過98％，所以咖啡要好喝，有好你用的不行水也必須好喝！」嗯⋯⋯誰不知道呢？我認為這是卻煮在「沖煮用水如何影響咖啡風味」的眾多主題中，最不有趣的出杯討論方向。
好的天文透頂，讓我說得更清楚些：想要做出一杯好咖啡，咖的水的咖無庸置疑，啡物啡當然要用聞起來與喝起來都還不錯的理學水。但我覺得更值得討論的為何無聊是， 為何有些好喝到不行的有好水，仍然會做出一杯糟糕或無聊透頂的咖啡？ 這樣的疑問近期在咖啡圈開始有了廣泛的討論。我會在本章探討為何如此，並提供一些建議，好讓大家能妥善地準備與判斷合適的咖啡沖煮用水。
要先說明的是，本書只會針對咖啡沖煮領域介紹水的基本性質，各位若想深入了解此主題，我推薦麥斯威爾．科隆納—戴許伍德（Maxwell Colonna-Dashwood）與克里斯多福．漢登博士（Dr Christopher H. Hendon） 2015年合著的《咖啡之水》（暫譯，原書名為：Water for Coffee）。
此外，瑞士蘇黎世應用科學大學（Zurich Institute）的卓越咖啡研究中心（ Coffee Excellence Center），也積極針對此主題進行研究，我個人相當期待，接下來幾年應該會出現更多關於這方面的有趣論文。大家也可以到精品咖啡協會（Specialty Coffee Association, SOA）的網站看看，裡頭分享了一些關於水的特性的實用文章。
水與溶解
在我們深入介紹沖煮用水的建議之前，先來了解一下溶解（ dissolution）的基本性質。水是一種擁有特殊性質的化合物，它之所以能成為生命的必需核心，其實並非巧合。
水是由兩個氫原子（H）與一個氧原子（O）組成的分子，連結方式如同三角形。原子因電磁力（electromagnetic force）而相互連結，此為已知的宇宙四大基本力（The four fundamental forces）之一。
每個原子都擁有一個原子核，由緊緊固定在一起的質子與中子形成；讓它們得以固定的是另一個宇宙四大基本力：強核力（strong nuclear force）；原子還包含了在原子核周圍漂浮的電子。質子帶有正電荷；電子則帶負電荷。因此，原子核與外圍電子「雲」之間的吸引力，可讓電子不會輕易飄走。
當原子處於穩定狀態時（日常生活中的原子通常都是如此），原子核與電子雲的總電荷便處於完美的平衡；在夠遠的距離之外觀看時，原子的狀態為電中性，對於電磁力也不會產生強烈的反應。
不過，當兩個原子在對的條件之下靠得夠近時，便可能發生一些有趣的事。其中一個原子可從另一個原子手中徹底偷走一個電子，兩個原子的總電荷因此達到平衡，並形成一股足以將原子們緊密地綁在一起的強烈吸引力。例如，鈉（Na）與氯（Cl）原子之所以能夠結合成固態食鹽（ NaCl），就是因為這類離子鍵（ionic bond）。
還有一些情況則是原子只會從另一個原子身上拉開一個或多個電子，但並非徹底取走。這種沒有徹底偷走的情況是另一種鍵結類型，稱為共價鍵（ covalent），能讓水分子始終結合而未散開的就是因為共價鍵。
在水分子這個特殊的情況中，氧原子會分別從兩個氫原子各自將一個電子拉近一點，這兩個被部分偷取的電子，會較常更靠近氧原子。故平均而言，氧原子其實稍稍偏向負電荷；兩個氫原子則微微偏正電荷：稱為偶極矩（dipole moment），水也因此被稱為極性分子（polar molecule）。
Photo Credit: 方言文化由於水的極性，水分子之間的排列有一種特定傾向：水分子比較喜歡將自己負電荷的一側，靠近鄰居正電荷的一側，為此，每個水分子都像是形狀怪異的微小磁鐵。這些水分子之間的吸引力稱為氫鍵（hydrogen bonds）。當不同分子進入排列整齊的水分子網絡之間時，就會發生神奇的溶解現象。水分子們會快速地圍繞著「入侵者」重新排列，如果入侵者為正電荷，水分子們就會將偏向負電荷的那一側對準它，反之亦然。
此電荷吸引力有時甚至強大到能夠將入侵的新分子拆成單一原子。例如氯化鈉（食鹽）分子的離子鍵，就會被這種電荷吸引力拆解；鈉與氯徹底分開。
Photo Credit: 方言文化然而故事尚未結束，氯此時還帶著從鈉偷來的電子，因此鈉與氯此時都非電中性（氯為負電荷；鈉為正電荷），是為鈉離子與氯離子。說得更精確一點，正電荷離子稱陽離子（ cation）；負電荷離子稱陰離子（ anion）。各位有時會看到離子旁邊會出現小小的正或負的符號，例如 Na+或 Cl-，以表示它們帶有電荷而非電中性。
另外，當離子可能多帶了兩個或以上的電荷，就會看到正或負的符號旁邊多出數字，例如鎂的離子就會是Mg2+。離子因為帶了電荷，所以都不是平衡的狀態。為此，周圍的水分子會不斷地重新排列，盡可能地試著讓一切變回原本的電中性。
離子周圍包了一圈排列得當的水分子，就是溶解現象的成因，這也是為何被溶解的固體會在我們眼前消失。人們接觸到水時，絕大部分都不是純粹只有水分子的狀態，大多包含一部分之前已溶解於水中的離子。雨水流經地面時就會發生這種情況：雨水會將部分的礦物質溶解，碳酸鈣（ CaCO3）就是一例，會為水添加碳酸氫根離子（ HCO3–）與鈣離子（ Ca2+）。