【快訊】一充二充三充，你再也離不開的科技：鋰電池——2019 年諾貝爾化學獎

可以傳染的「興奮感」：費洛蒙

費洛蒙是一種非常大的分子，會從動物體內散發出來並影響其他動物身體的行為。

這種物質當初是在 1959 年由德國生物化學家阿道夫．布特南特（Adolf Butenandt）發現， 這位科學家在二十年前就因為首次合成出性激素而獲得諾貝爾化學獎，說他是化學界的搖滾巨星都還不足以形容他的貢獻。

他的研究發現，費洛蒙的功能和激素一樣，但是只對附近的相同物種個體有效。

舉例來說，如果動物 A 在動物 B 附近釋放出性費洛蒙，動物 B 的身體會吸收這些分子，整體行為也會受到影響。這其實代表動物 A 具有像丘比特的能力，只不過用的不是箭，而是分子。

基於以上的原因，費洛蒙有時會被稱為「環境激素」（eco-hormone），因為這類分子的運作方式就像是體外的激素。

和激素相同的是，費洛蒙有各式各樣的結構。有些分子非常小，有些則相當大，不過全都是揮發性分子，這表示分子在特定條件下會輕易蒸發。揮發性物種通常很好辨識，因為會帶有強烈的氣味（像是汽油或去光水）。

研究人員決定把這種分子命名為費洛蒙（pheromone），是因為字面上的意思是「轉移興奮感」，而這正是費洛蒙的功能。

動物間的費洛蒙功用

強大的費洛蒙分子可以傳送幾種不同主題的訊號給附近的同類，例如食物、安全狀況或者性。舉例來說，螞蟻會在巢穴和食物之間的路徑散發費洛蒙，來通知彼此食物來源在哪裡。

狗在散步時對消防栓撒尿是為了標示自己的領域，這時釋放的就是領域費洛蒙。就連雄鼠也會散發出性相關的費洛蒙來吸引雌鼠，同時也會導致附近的雄鼠變得更有攻擊性。

那麼人類呢？

人也會散發出任何一種類型的性費洛蒙嗎？

出乎意料的，人類不會散發任何一種形式的性費洛蒙。不過我們自以為有費洛蒙的原因在這裡：1986年，溫尼弗雷德．卡特勒（Winnifred Cutler）發表的研究宣稱，她成功分離出第一種人類性費洛蒙。

在這項研究計畫中，她蒐集、冷凍並解凍來自幾位不同對象的性費洛蒙。一年之後，她將這些分子塗在許多女性受試者的上唇，接著便宣稱她觀察到和大自然的動物類似的結果。

事實上，卡特勒的研究完全是一派胡言。她根本沒有分離出人類性費洛蒙；而只是把奇怪的氣味塗在隨機受試對象的上唇，其中包括——請做好心理準備——腋下的汗水。

與其說是分離出純費洛蒙，不如說她蒐集的是人流汗時排出的電解質，而且還抹在別人的臉上。

直到今天，卡特勒的噁心科學研究還流傳在網路上的各個角落，這表示如果有人在 Google 上搜尋「人類性費洛蒙」，就會和得到一堆錯誤資訊。有些研究人員堅信我們總有一天會發現性費洛蒙，不過在這本書出版的當下，科學界尚未找到任何人類性費洛蒙。

一直以來有不少相關研究在執行和重複進行，也盡可能針對各種變數進行調整，而所有的研究團隊都得出相同的結論：二十一世紀的人類大概沒有性費洛蒙。

但人類有史以來就是這樣嗎？如果大多數的其他哺乳類都有性費洛蒙，包括兔子和山羊，為什麼我們沒有？

答案其實意外簡單：人類學會了溝通。

我們可以用語言（和蠟燭……還有性感內衣……）告訴伴侶我們有興趣滾床單，而雪貂則必須往理想交配對象的方向散發性分子。

——本文摘自《完美歐姆蛋的化學》，2022 年 12 月，日出出版出版，未經同意請勿轉載。

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催產素：讓你產生「愛」的感覺

2003 年，瑞典醫師克絲汀．烏納斯．莫柏格（Kerstin Uvnäs Moberg）出版了《催產素因子》（The Oxytocin Factor，暫譯），她在書中指出，催產素對人體的影響，正好和戰或逃（fight-or-flight）反應相反。

催產素不會讓我們感到厭倦和對陌生人警戒，而是會讓我們感到安全和信任。

莫柏格的理論是基於一些針對動物進行的研究，例如老鼠和田鼠（看起來很像可愛的倉鼠）。她發現如果在田鼠靠近目標配偶的時候對田鼠注射催產素，就可以操控田鼠選擇特定的配偶。

以人類來說，大多數的證據都可以佐證催產素會大幅影響人如何與彼此（甚至和動物）產生連結。例如，當我們撫摸狗的時候，科學家可以觀察到催產素濃度明顯上升，尤其是面對動物寶寶的時候，例如可愛的小狗爬到你腿上窩著。

想當然，新手媽媽抱著寶寶時，也同樣會出現催產素濃度上升的現象。從化學的角度來看，媽媽的愛多到一湧而出，以致於她體內的催產素飄升到驚人的程度，愛情分子可不是浪得虛名。

有感情後，催產素濃度會快速上升

研究人員也注意到，當成人對彼此有感情，催產素濃度會快速上升。以女性來說，催產素分子濃度會在前戲的時候開始升高。

有證據顯示，通常如果性行為過程比較長，人會覺得與伴侶比較有連結，即使真正的交合還沒開始。從化學的角度看來，這是因為有更多催產素分子從人體內湧出。

女性在高潮之後，會馬上迎來第二次的催產素高峰。從生理的角度分析，這是為了讓我們可以與伴侶形成穩固的連結，以應對懷孕的狀況。女性的身體是出於直覺而且無意識地有這樣的行為，目的是協助鞏固兩人之間的連結。

相對地，男性不會迎來第二次催產素高峰，而是在各式各樣的性興奮過程中，都會大致呈現催產素升高的狀態，最後在高潮過後回復穩定。

研究人員認為男性沒有第二次催產素高峰，是因為從生理的角度而言，男性沒有與伴侶形成穩固連結的理由，畢竟他們不會懷孕。

愛情激素實驗：催產素對人體的影響

我最喜歡的愛情激素實驗之一，是以一大群處於一對一關係中的異性戀男性為實驗對象。研究人員會用醫療鼻腔噴霧把催產素噴入這些男性的鼻子，然後再向他們介紹一位極有魅力的陌生女性。

研究人員會先請實驗中的男性等待幾分鐘，這是為了讓催產素可以確實與催產素受器形成鍵。（別忘了催產素是大型肽分子，所以需要一點時間才能抵達目標位置，並且與受器結合。）當研究人員確信鍵已經形成，就可以開始實驗了。

首先他們一次介紹一位男性給那位美麗的女性認識，接著觀察雙方所站的位置有多靠近。

針對這些處於一對一關係的男性蒐集資料之後，研究人員又找來一群單身男性。他們再次執行催產素鼻腔噴霧的實驗，然後——讓這些單身男子接受觀測。

和先前一樣，研究人員測量了男性和陌生美人之間的物理距離，想知道是否有辦法確認催產素分子對人體的影響。

研究人員發現整體而言，比起單身男性，非單身男性與美麗女性之間的距離至少多出了十到十五公分。當然，實驗難免會有離群值，不過這項研究（尤其）顯示出，男性體內的催產素會使得伴侶之間的連結明顯更穩固。

所以，下次你老公要去單身派對之前，記得往他鼻子噴一點催產素，再給他一個大大的吻，然後其他的就交給化學吧。

——本文摘自《完美歐姆蛋的化學》，2022 年 12 月，日出出版出版，未經同意請勿轉載。

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嗅覺：廚房的第一道防線

嗅覺是我們在廚房裡的第一道防線，主要功能是防止我們接觸到可能會致命的東西，例如細菌。

有極小比例的人缺乏嗅覺，他們不僅無法擁有品嚐食物的完整體驗，也不具有可以防止我們吃下腐壞或變質食物的人類直覺。

我真的認識一位沒有嗅覺的人，有一次他媽媽去看他，結果一踏進他的公寓就差點吐出來。原來是有壞掉的雞肉埋藏在冰箱的某個角落，但是他聞不到。

至於對其他人來說，如果餐點聞起來和吃起來都很美味，兩種感官會結合在一起，形成所謂的風味。餐點的風味會讓人有所反應——而且每個人都有自己最喜歡的風味組合。

話雖如此，全世界的每一種風味，從 Kraft 起司通心粉，到頂級餐廳的菜單，都是由四個分子組成：水、脂肪／油、蛋白質和碳水化合物。

味蕾的辨識能力：離子通道

人類的大腦非常擅長解析這些味道在微觀層次上的差異；事實上，大腦甚至可以分辨出我們是在攝取單醣還是多醣（也就是糖還是澱粉）。

這是因為我們的味蕾會辨識各式各樣的分子，然後傳送訊息給大腦。例如，當味蕾辨識出氫離子（H+），我們會覺得食物有酸味；另一方面，鹼金屬則會讓食物帶有鹹味。

就烘焙層面來說，這一點之所以很重要，是因為我們的大腦可以辨別單醣—水果混合物中的糖—和多醣—低筋麵粉中的澱粉—之間的差異。

我敢說，派是最讚甜點的原因，正是甜（單醣）和鹹香（多醣）混合。（我也許有點偏頗——我有說過我媽會做無敵好吃的派嗎？）

我們的味蕾可以辨識各種分子，是因為大腦會監測特定離子在所謂的離子通道中的濃度，以剛才的例子來說就是 Na+ 和 H+。

這些離子通道位於人體器官中的細胞，並提供特別的途徑讓離子可以在人體內移動，就像道路可以讓汽車從一個地方移動到另一地。

當我們咬下含有大量鹽的食物，大腦會察覺到在舌頭上的離子通道移動的鈉離子數量增加。而當水合氫離子的濃度上升，大腦則會馬上知道我們正在吃有酸味的東西。

而且，這一切都是瞬間發生。我們的大腦真的很強大。

各種味道的差別：化學鍵

從分子的層次來說，鹹／酸和甜／鹹香之間有個非常明顯的差異——分子之間的鍵。有鹹味和酸味的食物利用的是離子鍵，有甜味和鹹香的食物則是利用共價鍵。

這就是為什麼我們可以忍受非常甜的食物，卻無法接受超級酸的食物。舉例來說，吃藍莓派的時候，我們的味蕾會立刻辨識出甜味，但由於我們在吃甜食，離子通道並沒有派上用場。

基於相同的道理，苦味的程度會維持不變，因為濃度不影響整體的味道。不論你是喝一滴或一杯，味道都是一樣苦。

由於甜、鹹香和苦味不需要經過人體內的離子通道就能抵達大腦，這三種味道通常會被歸為同一類。這些味道源於特定的共價分子和味蕾細胞膜中的受器所產生的化學反應。

這種反應發生的瞬間，我們的大腦就會察覺到甜、鹹香或者苦的味道。再次強調，這整個過程花不到一秒鐘。

既然談到了這個話題，我想要快速釐清一個常見的誤會。人的整個舌頭可以相對平均地嚐到總共五種味道，也就是說味蕾並沒有分區！舌頭的每一吋都可以分辨出你的派有多甜。

總而言之，食物有五種主要的味道：甜、鹹、酸、鮮和苦。（鮮［umami］這個詞源自日語，字面上的意思就是美味，不過大多數人會用鹹香［savory］來表達這個概念。） 烘焙高手會利用這五種味道來組合出無限多種美妙的風味。

看看經典的大黃派就知道了，內餡有 4 杯大黃（酸味）、2/3 杯糖（甜味）和一小撮鹽。再加上一點檸檬汁（更多酸味），就可以呈現出完美平衡的鹹—甜—酸可口風味。

不過我覺得特別有趣的地方在於，從化學的角度而言，每個人對相同的分子組合都有各自的解讀。有些人討厭大黃派，我卻完全吃不膩，為什麼呢？ 

口味喜好常與過去經驗綁在一起

風味喜好完全取決於愉悅的心理狀態，這可以解釋為什麼人有最喜歡的食物，還有最喜歡的顏色、電影、歌曲等等。雖然大腦中的化學極為複雜，但一般來說，心理學家多半都認同一個理論：人之所以有最喜歡的東西，是源於他們首次接觸到這個東西時的正面經驗……而且他們的大腦會因此對不同的化學受器產生反應。

以食物來說，大多數人最愛的食物都是在年紀非常小的時候就固定下來。

我這麼愛大黃派，很有可能是因為這是我人生中第一次吃到的派。那種甜—酸—鹹合而為一的風味，震撼了我幼小的心靈，後來我再也沒吃過任何勝過那次體驗的派。

味蕾辨識力可以訓練，也可能會退化

不過這套通用的理論有個例外：其實你可以訓練舌頭辨識出更多風味。就像你可以為了準備馬拉松或足球比賽而鍛鍊肌肉，只要努力、認真和大量接觸，你就可以學會辨識食物中的不同分子。

成功之後，這些人通常會發現一些自己開始喜歡上的新食物，這都是因為他們的味覺變得更加敏銳——簡單來說，他們可以辨識出的風味種類變多了。

有些人的味覺非常敏銳；舉例來說，我有遇過一些烘焙師可以立刻辨認出燕麥餅乾裡的一絲肉豆蔻味，或是有些老饕可以吃出自己最愛的泰式餐廳在某一種咖哩中加了哪一種魚露。

不過大部分的人年紀越大（或是菸抽的越多），大腦就越難解讀來自舌頭的訊號。

簡直就像是味蕾——或分辨離子和共價鍵分子的能力——折損或變遲鈍了，尤其是當你邁入老年。

所以，趕緊趁你還年輕的時候，多出去走走嘗試新食物吧。烤個大黃派和蘋果派，看看你比較喜歡哪一種。

——本文摘自《完美歐姆蛋的化學》，2022 年 12 月，日出出版出版，未經同意請勿轉載。