空气中最好的元素（所有气味都是由10种基础元素组成的）

当闻到桂花甜腻腻的香味，或者辣椒与鱼头那充满烟火气的香味时，我们的鼻子里到底是发生了什么样的反应过程才把这些气味识别出来？

闻到什么气味是人的选择？

气味本质上也可以看做一种信息，是气体分子与人体感受器相互作用后产生的生物电信号，传达到大脑之后被人理解为气味。没有气体分子和感受器的相互作用便不存在相应属性的信息。比如对于鼻子不灵敏的人来说，有些气味是不存在的。所以气味并不是气体本身的属性，而是人的大脑认识周围环境的一种能力，本质上是生物化学反应和神经活动，是在漫长的进化历程中逐渐形成的一种反应机制。人类，甚至其它动物，最初对气味的识别都是用于帮助适应环境和提高生存几率的。所以，人的嗅觉选择性的识别对生存有意义的气体。有些研究者甚至认为：虽然实际存在许多气味分子，但我们体验到的气味却是大脑构建的产物，并非真实存在。

人类是怎样识别气味的？

气味的世界如同一片无涯的海洋。一种饮料闻着像香蕉、草莓还是柑橘？可能很多时候根本达不成共识。视觉世界有色系、听觉世界有音符。这些元素不仅仅是一种感知，同时也是客观事实，例如我们所说的红色，在物理上就是拥有某种波长的光。而气味的世界却十分复杂。

证据就是我们难以命名气味。浆果香、花香、松露香……在这些词里，我们要用携带相关气味的“东西”来说明该气味，无法直接表述气味本身。这就像为了表达“红”却只能说“血色”、“瓢虫色”或“落日色”；或是用“长笛”表达“高音”，用“低音提琴”表达“低音”。

这主要是因为嗅觉生理过程本质上极为复杂。嗅觉感受器是位于鼻腔上部的嗅细胞，刺激物只有随呼吸进入鼻腔才能对它发生作用。一杯咖啡端到面前，醇香的分子飘散在空气中，你将这些分子吸入鼻孔，它们附着在鼻腔的粘液上，并嵌入嗅觉神经元。嗅觉神经元像水母的触须一样从大脑悬垂下来，是中枢神经系统中唯一持续暴露在外界环境的部分。这些分子会与嗅觉神经元表面的不同受体中的某一些结合。我们的鼻子要同成千上万个分子打交道，这些分子的化学组成各有千秋，导致它们产生十分多样的气味。物质挥发出什么分子是物质本身的性质决定的，而我们的嗅觉细胞选取什么分子来告诉我们，则是人类长期进化的结果。

鼻腔黏膜中大约350种（种类数量因人而异，不完全相同）嗅觉感受器捕获气味分子，但这些感受器究竟是如何被气味分子激活或抑制的，却始终是个谜。而这仅仅是从检测分子到最终感知并辨认出某个气味这一连串过程的第一步。这一过程涉及大脑活动的好几个层级，包括情感和认知区域。

气味全图

美国伊利诺伊理工学院的安德鲁·德拉夫尼耶克（Andrew Dravnieks）曾于1985年完成了“气味全图”。“全图”汇集了百多位专业评委借助146个描述项（果香、柠檬香、玫瑰香、薰衣草香、黑胡椒香、枫木香、蜂蜜香、香草味、茶叶香、金属味、汽油味、醋香、蒜臭、血腥味、咖啡香、乳香、烤鸡味……）对144种气味分子的描述，每个描述项按强度从0到5打分。

当然，鉴于气味具有极其丰富的多样性，这一样本数量看起来很小，很难说具有代表性。尽管如此，它仍然成为了一个公认的基础，一个嗅觉机制研究的起点。

嗅觉有了基本构成元素

美国贝茨学院心理学与神经科学助理教授贾森·卡斯特罗（Jason Castro）团队在“气味全图”的基础上，借助强大的数学工具分析得出，我们能够辨别的成千上万种气味也许最终来自10种核心气味的变化与组合。

这种名为非负矩阵分解（NMF）的密集型计算方法，它既有助于数据中初始信息的精简，又不会丢失任何有意义的部分。如果将此方法应用于大量人像样本，就能得出那些公认的面部基本要素：眼睛、鼻子、耳朵、嘴巴等。应用于德拉夫尼耶克的“气味全图”，它就能揭示这份“全图”中涉及的气味的基本谱系。

在“气味全图”所勾勒的多维空间中，研究人员发现，144种气味分子实际集中为10个集群或主要趋势，从而在理论上无限多的可能中锁定了10种基本气味。

这10种基本气味每一种都由一组数量有限的描述项定义，而在每一组描述项中占主导地位的分别为：芳香、木香、果香、腐败臭、化学味、薄荷香、爆米花香、甜香、葱蒜臭以及柠檬香。

也有研究者认为，尽管卡斯特罗团队使用的方法不是唯一的，运用其他方法或许会得出不同的结果。但这毕竟是气味谱系研究中首次得出一个复杂程度不太高的多维度分类。这让研究者们有了进行深入研究的突破口。了解更多内容请关注中国大百科全书数据库微信公众号