为什么臭味是臭的?香味是香的?
为什么有些气味让我们觉得“臭”，而另一些则让我们觉得“香”？这是一个非常有趣且复杂的问题，涉及到生物学、化学、神经科学以及心理学等多个领域。简而言之，气味的“好坏”是一种复杂的感知，它既有生理基础，也有环境和文化因素的影响。
让我们来详细解析一下：
1. 生理基础：嗅觉受体和大脑的解读
嗅觉受体（Olfactory Receptors）：
我们的鼻子中有一种特殊的细胞叫做嗅觉神经元（Olfactory Neurons）。这些神经元延伸到鼻腔的上部，覆盖着一种叫做嗅黏膜（Olfactory Mucosa）的组织。
在这些嗅觉神经元的表面，连接着数量庞大且种类繁多的嗅觉受体蛋白（Olfactory Receptor Proteins）。人类大约有400种不同的嗅觉受体类型，但每个受体只能与特定的化学分子（称为气味分子或挥发性有机化合物，VOCs）结合。
当空气中的气味分子进入鼻子时，它们会溶解在鼻黏膜的液体中，然后与相应的嗅觉受体结合。
分子形状和受体形状的匹配：
就像钥匙和锁一样，气味分子的三维形状是决定它能否与特定嗅觉受体结合的关键。不同的气味分子拥有不同的形状、大小、电荷分布和极性，这些特征决定了它们能激活哪些嗅觉受体。
信号的传递和大脑的整合：
当气味分子与嗅觉受体结合时，会触发一系列的生化反应，最终导致嗅觉神经元发出电信号。
这些电信号通过嗅神经（Olfactory Nerve）传导到大脑的嗅球（Olfactory Bulb）。嗅球是嗅觉信息处理的第一个中枢。
在嗅球中，来自不同嗅觉神经元的信号会被初步整合，然后传递到大脑的其他区域，包括：
杏仁核（Amygdala）： 这个区域与情绪处理密切相关，负责将气味与情绪（如恐惧、愉悦、厌恶）联系起来。
海马体（Hippocampus）： 这个区域与记忆形成密切相关，使得我们能够将气味与特定的记忆和经历联系起来。
前额叶皮层（Prefrontal Cortex）： 这个区域负责更高级的认知功能，包括对气味进行意识上的识别、评估和命名。
正是大脑通过分析和整合来自大量嗅觉受体的信号，最终“解读”出我们闻到的气味，并赋予其“好”或“坏”的评价。
2. 化学本质：为什么某些分子“闻起来”不同？
气味的“臭”或“香”直接取决于其化学结构。以下是一些常见的例子：
“臭味”的化学特征：
含硫化合物： 许多令人不快的臭味来自于含有硫的分子，例如硫醇（Thiols，也称硫醇或머캅탄，如甲硫醇、乙硫醇）和硫化物（Sulfides，如二甲基硫醚）。这些分子在较低浓度下就能产生强烈的臭味，例如：
腐烂的鸡蛋味： 硫化氢（H₂S）
臭虫、臭鼬的味道： 各种硫醇
猫尿味： 某些硫醇和含氮化合物
洋葱/大蒜的刺激性气味： 硫化物
含氮化合物： 一些含氮化合物也可能产生令人不快的臭味，特别是当它们分解时，例如：
腐肉、氨水味： 胺类（Amines），如三甲胺（Trimethylamine，是鱼腐烂时的主要臭味来源）。
汗臭味： 某些短链脂肪酸和含氮化合物。
短链脂肪酸： 某些短链脂肪酸，如丁酸（Butyric acid），在较低浓度下有奶酪或呕吐物的味道，但在更高浓度下则非常令人不快。
粪便气味： 粪便中的臭味是多种化合物的混合，包括吲哚（Indole）、粪臭素（Skatole，也称3甲基吲哚）、以及各种硫化物和胺类。
“香味”的化学特征：
酯类（Esters）： 许多令人愉悦的水果香味来自于酯类化合物，例如：
苹果味： 乙酸乙酯（Ethyl acetate）
香蕉味： 乙酸异戊酯（Isoamyl acetate）
菠萝味： 丁酸乙酯（Ethyl butyrate）
醇类（Alcohols）和醛类（Aldehydes）：
花香、甜香： 许多芳香醇和芳香醛是重要的香料成分，如香兰素（Vanillin，香草味）、苯甲醛（Benzaldehyde，杏仁味）。
玫瑰香： 玫瑰醇（Phenylethyl alcohol）。
萜烯类（Terpenes）： 许多植物精油中的香味来自于萜烯类化合物，例如：
松树、柑橘香味： 柠檬烯（Limonene）
薄荷味： 薄荷醇（Menthol）
酚类（Phenols）和醚类（Ethers）：
丁香、肉桂香味： 丁香酚（Eugenol）、桂皮醛（Cinnamaldehyde）。
需要注意的是， 很多时候我们闻到的气味是多种化学分子的混合物，而且这些分子的浓度也会极大地影响我们的感知。例如，有些物质在低浓度时可能香甜，但在高浓度时则变得刺鼻或令人不快。
3. 生存本能与进化：为什么我们的嗅觉如此敏感于某些气味？
识别危险：
腐败和疾病： 腐烂的食物和动物尸体通常会释放出含硫化合物、胺类和脂肪酸等，这些物质往往与有害的细菌和霉菌有关。嗅觉系统对这些气味高度敏感，能够帮助我们避免食用不洁的食物，从而预防疾病。
有毒物质： 一些有毒气体（如硫化氢）和物质也可能带有强烈的臭味。进化使得我们对这些危险信号保持警惕。
排泄物： 粪便和尿液中的气味（如吲哚、粪臭素、胺类）通常与病原体和不卫生的环境相关，避开它们有助于生存。
寻找食物和伴侣：
成熟的果实： 成熟的果实会释放出甜美的酯类和醛类气味，吸引动物前来食用和传播种子。
生殖信号： 在某些动物中，特定的化学信号（费洛蒙）用于吸引异性。虽然人类的费洛蒙作用机制尚未完全阐明，但气味在社会互动和吸引力方面可能也扮演着一定角色。
社会信号：
体味： 我们的体味也受到基因和饮食的影响，可能在无意识中传递关于健康和免疫系统的信息。
4. 文化和个人经历：后天学习与主观感受
除了生理和化学基础外，我们对气味的评价还受到许多后天因素的影响：
文化差异：
食物： 对某种文化来说美味的食物，对另一种文化可能就觉得气味难闻。例如，中国的一些特色食品（如臭豆腐、腐乳、皮蛋）在西方人看来可能非常“臭”，但对熟悉这些食物的人来说，它们却是香的。
香料和调味品： 某些香料的接受度在不同文化中也不同。
个人经历与联想：
记忆和情感： 我们对某种气味的反应很大程度上取决于它与我们过去的经历和记忆的联系。例如：
如果童年时某个令人不快的事件与某种气味相关联，那么即使这种气味本身并不“臭”，我们也会产生负面情绪。
相反，童年时期喜欢的食物、家人的气味、童年的玩具（如新塑料的味道）都可能被我们视为“香”的。
某些气味，如婴儿爽身粉的味道，可能唤起我们对童年保护和照顾的回忆，从而产生舒适感。
学习和适应：
习惯化： 如果一个人长期暴露在某种气味中，他可能会逐渐习惯这种气味，甚至不再注意到它（例如，清洁工习惯了垃圾的味道，或者香水制造者习惯了各种香料的味道）。
期望效应： 对一种东西的预期也会影响我们对它的气味感知。如果我们知道某种东西应该“香”，我们可能更容易感知到它的香味。
总结来说，气味的“臭”或“香”是一种多层次的感知过程：
1. 化学层面： 气味分子本身具有不同的化学结构。
2. 生理层面： 这些分子与鼻子中的嗅觉受体结合，触发信号。
3. 神经层面： 大脑的嗅球和更高级区域（杏仁核、海马体、前额叶）整合信号，并与情绪、记忆联系起来。
4. 进化层面： 对某些气味（如腐败物）的厌恶具有生存优势。
5. 心理和文化层面： 个人的经历、文化背景和学习会塑造我们对气味的主观评价。
因此，我们觉得某个气味“臭”是因为它的化学成分触发了我们的嗅觉系统，并在大脑中与不愉快的情绪、危险信号或负面记忆联系起来；而我们觉得某个气味“香”，则是因为它的化学成分触发了令人愉悦的情绪、安全信号或美好的记忆。这是一个生物本能、化学事实与个人学习经历共同作用的结果。
让我们来详细解析一下：
1. 生理基础：嗅觉受体和大脑的解读
嗅觉受体（Olfactory Receptors）：
我们的鼻子中有一种特殊的细胞叫做嗅觉神经元（Olfactory Neurons）。这些神经元延伸到鼻腔的上部，覆盖着一种叫做嗅黏膜（Olfactory Mucosa）的组织。
在这些嗅觉神经元的表面，连接着数量庞大且种类繁多的嗅觉受体蛋白（Olfactory Receptor Proteins）。人类大约有400种不同的嗅觉受体类型，但每个受体只能与特定的化学分子（称为气味分子或挥发性有机化合物，VOCs）结合。
当空气中的气味分子进入鼻子时，它们会溶解在鼻黏膜的液体中，然后与相应的嗅觉受体结合。
分子形状和受体形状的匹配：
就像钥匙和锁一样，气味分子的三维形状是决定它能否与特定嗅觉受体结合的关键。不同的气味分子拥有不同的形状、大小、电荷分布和极性，这些特征决定了它们能激活哪些嗅觉受体。
信号的传递和大脑的整合：
当气味分子与嗅觉受体结合时，会触发一系列的生化反应，最终导致嗅觉神经元发出电信号。
这些电信号通过嗅神经（Olfactory Nerve）传导到大脑的嗅球（Olfactory Bulb）。嗅球是嗅觉信息处理的第一个中枢。
在嗅球中，来自不同嗅觉神经元的信号会被初步整合，然后传递到大脑的其他区域，包括：
杏仁核（Amygdala）： 这个区域与情绪处理密切相关，负责将气味与情绪（如恐惧、愉悦、厌恶）联系起来。
海马体（Hippocampus）： 这个区域与记忆形成密切相关，使得我们能够将气味与特定的记忆和经历联系起来。
前额叶皮层（Prefrontal Cortex）： 这个区域负责更高级的认知功能，包括对气味进行意识上的识别、评估和命名。
正是大脑通过分析和整合来自大量嗅觉受体的信号，最终“解读”出我们闻到的气味，并赋予其“好”或“坏”的评价。
2. 化学本质：为什么某些分子“闻起来”不同？
气味的“臭”或“香”直接取决于其化学结构。以下是一些常见的例子：
“臭味”的化学特征：
含硫化合物： 许多令人不快的臭味来自于含有硫的分子，例如硫醇（Thiols，也称硫醇或머캅탄，如甲硫醇、乙硫醇）和硫化物（Sulfides，如二甲基硫醚）。这些分子在较低浓度下就能产生强烈的臭味，例如：
腐烂的鸡蛋味： 硫化氢（H₂S）
臭虫、臭鼬的味道： 各种硫醇
猫尿味： 某些硫醇和含氮化合物
洋葱/大蒜的刺激性气味： 硫化物
含氮化合物： 一些含氮化合物也可能产生令人不快的臭味，特别是当它们分解时，例如：
腐肉、氨水味： 胺类（Amines），如三甲胺（Trimethylamine，是鱼腐烂时的主要臭味来源）。
汗臭味： 某些短链脂肪酸和含氮化合物。
短链脂肪酸： 某些短链脂肪酸，如丁酸（Butyric acid），在较低浓度下有奶酪或呕吐物的味道，但在更高浓度下则非常令人不快。
粪便气味： 粪便中的臭味是多种化合物的混合，包括吲哚（Indole）、粪臭素（Skatole，也称3甲基吲哚）、以及各种硫化物和胺类。
“香味”的化学特征：
酯类（Esters）： 许多令人愉悦的水果香味来自于酯类化合物，例如：
苹果味： 乙酸乙酯（Ethyl acetate）
香蕉味： 乙酸异戊酯（Isoamyl acetate）
菠萝味： 丁酸乙酯（Ethyl butyrate）
醇类（Alcohols）和醛类（Aldehydes）：
花香、甜香： 许多芳香醇和芳香醛是重要的香料成分，如香兰素（Vanillin，香草味）、苯甲醛（Benzaldehyde，杏仁味）。
玫瑰香： 玫瑰醇（Phenylethyl alcohol）。
萜烯类（Terpenes）： 许多植物精油中的香味来自于萜烯类化合物，例如：
松树、柑橘香味： 柠檬烯（Limonene）
薄荷味： 薄荷醇（Menthol）
酚类（Phenols）和醚类（Ethers）：
丁香、肉桂香味： 丁香酚（Eugenol）、桂皮醛（Cinnamaldehyde）。
需要注意的是， 很多时候我们闻到的气味是多种化学分子的混合物，而且这些分子的浓度也会极大地影响我们的感知。例如，有些物质在低浓度时可能香甜，但在高浓度时则变得刺鼻或令人不快。
3. 生存本能与进化：为什么我们的嗅觉如此敏感于某些气味？
识别危险：
腐败和疾病： 腐烂的食物和动物尸体通常会释放出含硫化合物、胺类和脂肪酸等，这些物质往往与有害的细菌和霉菌有关。嗅觉系统对这些气味高度敏感，能够帮助我们避免食用不洁的食物，从而预防疾病。
有毒物质： 一些有毒气体（如硫化氢）和物质也可能带有强烈的臭味。进化使得我们对这些危险信号保持警惕。
排泄物： 粪便和尿液中的气味（如吲哚、粪臭素、胺类）通常与病原体和不卫生的环境相关，避开它们有助于生存。
寻找食物和伴侣：
成熟的果实： 成熟的果实会释放出甜美的酯类和醛类气味，吸引动物前来食用和传播种子。
生殖信号： 在某些动物中，特定的化学信号（费洛蒙）用于吸引异性。虽然人类的费洛蒙作用机制尚未完全阐明，但气味在社会互动和吸引力方面可能也扮演着一定角色。
社会信号：
体味： 我们的体味也受到基因和饮食的影响，可能在无意识中传递关于健康和免疫系统的信息。
4. 文化和个人经历：后天学习与主观感受
除了生理和化学基础外，我们对气味的评价还受到许多后天因素的影响：
文化差异：
食物： 对某种文化来说美味的食物，对另一种文化可能就觉得气味难闻。例如，中国的一些特色食品（如臭豆腐、腐乳、皮蛋）在西方人看来可能非常“臭”，但对熟悉这些食物的人来说，它们却是香的。
香料和调味品： 某些香料的接受度在不同文化中也不同。
个人经历与联想：
记忆和情感： 我们对某种气味的反应很大程度上取决于它与我们过去的经历和记忆的联系。例如：
如果童年时某个令人不快的事件与某种气味相关联，那么即使这种气味本身并不“臭”，我们也会产生负面情绪。
相反，童年时期喜欢的食物、家人的气味、童年的玩具（如新塑料的味道）都可能被我们视为“香”的。
某些气味，如婴儿爽身粉的味道，可能唤起我们对童年保护和照顾的回忆，从而产生舒适感。
学习和适应：
习惯化： 如果一个人长期暴露在某种气味中，他可能会逐渐习惯这种气味，甚至不再注意到它（例如，清洁工习惯了垃圾的味道，或者香水制造者习惯了各种香料的味道）。
期望效应： 对一种东西的预期也会影响我们对它的气味感知。如果我们知道某种东西应该“香”，我们可能更容易感知到它的香味。
总结来说，气味的“臭”或“香”是一种多层次的感知过程：
1. 化学层面： 气味分子本身具有不同的化学结构。
2. 生理层面： 这些分子与鼻子中的嗅觉受体结合，触发信号。
3. 神经层面： 大脑的嗅球和更高级区域（杏仁核、海马体、前额叶）整合信号，并与情绪、记忆联系起来。
4. 进化层面： 对某些气味（如腐败物）的厌恶具有生存优势。
5. 心理和文化层面： 个人的经历、文化背景和学习会塑造我们对气味的主观评价。
因此，我们觉得某个气味“臭”是因为它的化学成分触发了我们的嗅觉系统，并在大脑中与不愉快的情绪、危险信号或负面记忆联系起来；而我们觉得某个气味“香”，则是因为它的化学成分触发了令人愉悦的情绪、安全信号或美好的记忆。这是一个生物本能、化学事实与个人学习经历共同作用的结果。
网友意见
与直觉不同，大多数味道的香臭其实不是气味分子本身的属性，而是通过经验习得的。
这个回答只能解释为什么有些味道好闻（使人向往）、有些味道难闻（使人躲避）。不同类型香臭本身的感质，如果存在的话，则超出了目前神经科学能够回答的范畴。以下内容都以小鼠实验为依据，但有理由相信原理是相通的。
除了极为有限的气味，如来自天敌的味道引起本能的恐惧、和来自一些食物的气味引起本能的吸引，其他气味都是通过感觉经验获得它们或好闻或难闻的属性。例如，香草味因为经常与雪糕连结在一起，而获得了“闻起来甜甜的”味道。香草本身并没有甜味；事实上，香草豆荚是苦的。
这些出于本能的气味偏好，和由于感觉经验而习得的气味偏好，在大脑中的神经回路也是不同的：例如，对气味的本能反应可以由杏仁核处理，通过气味与经验连结而习得的反应则需要由感觉皮层表征。这也是大部分气味没有先天意义的理论基础：由于嗅球到嗅觉皮层的连结是随机的，任一给定气味在嗅觉皮层的表征也是随机的。两个人对同一种气味的神经表征可以完全不同。在没有经验给味道赋予意义之前，大多数气味本身都没有香臭。
扩展阅读：
[1] Gore, Felicity, et al. "Neural representations of unconditioned stimuli in basolateral amygdala mediate innate and learned responses."Cell162.1 (2015): 134-145.
[2] Stettler, Dan D., and Richard Axel. "Representations of odor in the piriform cortex."Neuron63.6 (2009): 854-864.
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