首先要强调的是：最近几年科学家已经发现，水星上是有水的！因此，包括水蒸气在内，水星大气中的分子很容易就能逃到太空中，所以水星几乎没有大气层。正是这一发现让人类首次怀疑，水星的两极可能有水冰。2011年，NASA的信使号水星探测器经过7年飞行，进入水星轨道。缺少温室气体的庇护，水星地表热量散失很快。值得一提的是，在证实有水冰存在的同时，NASA还宣布，在水星表面发现了冻结的有机物。
首先要强调的是：最近几年科学家已经发现，水星上是有水的！水星的两极都有大量水冰。
当然，在很长一段时间内，人们确实认为，水星上不可能有水存在。下面就来说说，我们对这个问题的认识是怎么变化的。
根据信使号返回的数据，NASA绘制的水星地质图（图片来源：NASA）
水星在中国之所以叫“水星”，并不是因为古人觉得水星上有水，就像“金星”的得名也不是因为上面有金矿。在我国古代，阴阳五行之说盛行，5颗肉眼可观测到的行星，也就分别以金、木、水、火、土命名。
顺带一提，英文中的水星（Mercury）虽有“水银”之意，但却与这种元素无关——此处的Mercury来自希腊神话中的赫尔墨斯，在罗马又称墨丘利。水星离太阳最近，因此在八大行星中跑的最快；而赫尔墨斯作为宙斯的信使，也是以速度见长。
在很长一段时间内，人们都觉得水星上绝对不会有水出现，无非两大原因：一是“近”，二是“小”。
首先，我们知道，水星是离太阳最近的一颗行星，最近太阳最近时只有4600万千米，相当于地球公转轨道半径的三分之一。在太阳的照射下，水星上的白天温度极高，可以达到430摄氏度，就算有水也蒸没了。
另一个原因在于，水星也是最小的一颗行星，所以它对气体分子的吸引力比不上地球。只需要4.25千米/秒，物质就能从水星逃走。相比之下，地球上的逃逸速度是11.2千米/秒。因此，包括水蒸气在内，水星大气中的分子很容易就能逃到太空中，所以水星几乎没有大气层。
水星结构图（图片来源：《万物》）
但是最近几十年，当科学家开始用更强大的设备观测水星、将探测器送往水星时，却发现了意料之外的惊喜。
故事要从上世纪70年代说起。1973年，美国航空航天局（NASA）向水星发射了第一个水星探测器——水手10号。水手10号绕水星飞了3次，做了不少重要的事：它拍摄到近一半的水星表面照片、帮助科学家发现磁场并测量温度，还顺带探访了金星。这里我们要说的是，通过水手10号传回的照片，我们发现水星两极有不少坑坑洼洼的陨石坑——虽然与“水”没有直接关联，但却为接下来的发现埋下的伏笔。
1991年，当时世界上最强大的射电望远镜——设在波多黎各岛上的阿雷西博望远镜向水星发射雷达波后，反射回来的信号里出现了一些很明亮的区域。有趣的是，这些区域几乎都在水手10号发现的陨石坑里。想象一下，如果这里有一个坑，坑里还能反射回很多光线，你会想到什么？没错，这里可能被冰覆盖。正是这一发现让人类首次怀疑，水星的两极可能有水冰。
阿雷西博望远镜（图片来源：wikipedia）
大约20年后，这个猜测得到了证实。2011年，NASA的信使号水星探测器经过7年飞行，进入水星轨道。和它的前任相比，信使号不仅能环绕水星飞行、拍下水星的全貌，还携带了更多的精密仪器。正是其中的一款新仪器，为水星上水冰的存在提供了实锤。
信使号水星探测器
2011年11月，NASA确认，此前发现的“明亮区域”就是水冰！
阿雷西博望远镜观测到的明亮区域（黄色），即为水冰存在的区域（图片来源：NASA）
那么，信使号怎样在不能直接取样的情况下证明，那块区域就是水冰，而不是其他物质？关键在于一个叫做“中子谱仪”的仪器。我们都知道一个水分子由两个氢原子和一个氧原子构成，而这种仪器可以测出氢的含量。也就是说，通过氢原子含量这个间接证据，科学家首次确认水星上有（固态的）水，而且水的含量还不少。
问题来了，既然前面说了水星很难保留水分子，那这里的水又是怎么回事？
还记得上面说过，水星几乎没有大气层吗？缺少温室气体的庇护，水星地表热量散失很快。在没有光照的夜间，最低温度低达零下170℃。另一方面，由于水星的自转轴倾角非常小，只有0.1度，因此在水星的两极存在很多永久阴影区——相当于一年到头都是寒冷的黑夜。这里常年处在零下170℃的极端寒冷环境中。在这种环境中，无论是彗星带来的水，还是自身内部逸出的水蒸气，都会瞬间凝结成冰。
值得一提的是，在证实有水冰存在的同时，NASA还宣布，在水星表面发现了冻结的有机物。不过，不要幻想水星生命。和水一样，这些有机物很可能也来自撞向水星的陨石或彗星。
虽然信使号给我们带来了不少新发现，但关于水星，还有很多未解之谜。毕竟，水星一直是被我们“冷落”的近邻，至今只有上面提到的两次探测任务。这一方面是因为，我们一直觉得它没什么探索的价值；另外，由于离太阳很近，探测器在接近太阳的过程中会不断加速，所以科学家需要为探测器准备大量燃料，用于“刹车”。现在，我们知道水星非常有趣、有价值，而且技术进步也让水星探测变得更容易。
贝比科隆博水星探测器艺术图
整整4年前的2015年4月30日，信使号完成了最后一项使命：撞向水星北极，长眠于这颗邻近但神秘的行星之上；2018年10月20日，欧洲和日本合作研发的“贝比科隆博”（BepiColombo）水星探测计划发射了两个探测器，它们将在2021年首次飞掠水星，开始新一轮的水星探测。水星上还有哪些令人惊喜的发现？也许，再过几年，就有新的答案了。
