氣味的世界既像是一座叢林，又如同一片無涯的海洋。你只需回想下朋友間關於葡萄酒香味的爭論，便會贊同這種說法。這款酒聞著像香蕉、草莓還是柑橘？

很多時候，根本不可能達成共識。如果說我們這些外行人只能在氣味的無限空間內管中窺豹，那麼對科學家來說也是一樣，他們幾乎毫無頭緒，無法檢測到其中哪怕一絲規律。

但今天，在這片混沌之海中，一組研究人員也許終於投下了幾個航標。藉助強大的數學工具，他們提出，我們能夠辨別地成千上萬種氣味也許最終來自10種核心氣味的變化與組合。

嗅覺世界終於有了自己的基本構成元素，就像視覺世界有色系、聽覺世界有音符。這些元素不僅僅是一種感知，同時也是客觀事實，例如我們所說的紅色，在物理上就是擁有某種波長的光。同樣，專家們一致認為只有五種基本味覺：鹹、酸、甜、苦、鮮（穀氨酸的味道）。

然而，氣味的世界更加複雜。

證據就是我們難以命名氣味。漿果香、花香、松露香……在這些詞裡，我們要用攜帶相關氣味的“東西”來說明該氣味，無法直接表述氣味本身。

這就像為了表達“紅”卻只能說“血色”、“瓢蟲色”或“落日色”；或是用“長笛”表達“高音”，用“低音提琴”表達“低音”。

氣味不存在

這主要是因為嗅覺生理本質上極為複雜。我們的鼻子要同成千上萬個分子打交道，這些分子的化學組成各有千秋，導致它們產生十分多樣的氣味。

鼻腔黏膜中大約350種（種類數量因人而異，不完全相同）嗅覺感受器捕獲氣味分子，但這些感受器究竟是如何被氣味分子啟用或抑制的，卻始終是個謎。

人類的嗅覺系統。第1集:嗅球2:二尖瓣細胞3:骨4:鼻上皮5:腎小球6:嗅覺受體神經元

而這僅僅是從檢測分子到最終感知並辨認出某個氣味這一連串過程的第一步。這一過程涉及大腦活動的好幾個層級，包括情感和認知區域。法國馬賽細胞互動作用神經生物學及神經生理病理學實驗室的吉勒·西卡爾（Gilles Sicard）甚至總結道：“雖然存在許多氣味分子，但我們體驗到的氣味卻是大腦構建的產物，並非真實存在！”

在這種情況下，我們很難想象如何有條不紊地探索氣味的世界，更遑論為這片混沌繪製一個超越主觀體驗的版圖。然而這正是美國貝茨學院心理學與神經科學助理教授賈森·卡斯特羅（Jason Castro）與同事們，以嚴謹冷酷的數學手法所致力的研究。“對基本氣味的猜想並不始自我們。”賈森·卡斯特羅承認，“但我們的新意在於透過定量、系統的研究總結出這些基本型別，事先不做任何主觀假設。”

“氣味全圖”

伊利諾伊理工學院的安德魯·德拉夫尼耶克（Andrew Dravnieks）於1985年完成的“氣味全圖”成為他們研究的起點。

氣味特徵圖集

“全圖”彙集了百多位專業評委藉助146個描述項（果香、檸檬香、玫瑰香、薰衣草香、黑胡椒香、楓木香、蜂蜜香、香草味、茶葉香、金屬味、汽油味、醋香、蒜臭、血腥味、咖啡香、乳香、烤雞味……）對144種氣味分子的描述，每個描述項按強度從0到5打分。

儘管如此，它仍然成為了一個公認的基礎，法國第戎味覺科學和食品科學中心的蒂埃裡·托馬-當甘（Thierry Thomas-Danguin）即明確指出：“德拉夫尼耶克的‘全圖’絕無僅有，它收入了大量氣味，而且是系統分析的成果，可以當之無愧地充當嗅覺機制研究的起點。”

仔細研究這份全圖，就會發現其不足也只是相對的：那些資料建立的不亞於一個結構未知的146維空間（我們的世界僅有空間的三維與時間的一維）……因此，要在這樣一個資訊氾濫的世界裡，判斷全圖所列的144種氣味分子是否保持著某些隱藏的關聯，是相互吸引還是相互排斥，是否在混亂表象下擁有一定的基本法度，這無疑是一個非常嚴峻的挑戰！

賈森·卡斯特羅和他的團隊決定重拳出擊——使用一種名為非負矩陣分解（NMF）的密集型計算方法。簡而言之，這是“一種特別適用於提取資料集合基本組成的分析方法”，賈森·卡斯特羅概括道。

它既有助於資料中初始資訊的精簡，又不會丟失任何有意義的部分。“比方說，將此方法應用於大量人像樣本，就能得出那些公認的面部基本要素：眼睛、鼻子、耳朵、嘴巴等。”賈森·卡斯特羅補充道。應用於德拉夫尼耶克的“氣味全圖”，它或許就能揭示氣味的基本譜系。

結論於2013年9月發表：基本氣味確實存在！在“氣味全圖”所勾勒的多維空間中，研究人員發現，144種氣味分子實際集中為10個叢集或主要趨勢，從而在理論上無限多的可能中鎖定了10種基本氣味。

這10種基本氣味每一種都由一組數量有限的描述項定義，而在每一組描述項中占主導地位的分別為：芳香、木香、果香、腐敗臭、化學味、薄荷香、爆米花香、甜香、蔥蒜臭以及檸檬香。“10談不上是一個神奇數字。在透過更廣泛的資料進行進一步分析之前，我們仍不確定嗅覺究竟是幾維的。” 賈森·卡斯特羅指出。

第一個座標

里昂神經科學研究中心的尼古拉·富爾科-特羅克梅（Nicolas Fourcaud-Trocmé）認可這一點，但他還是對這一傑出成果稱譽有加：“卡斯特羅使用的方法不是唯一的，或許其他方法會得出不同的結果。

儘管如此，這畢竟是除了簡單的‘我愛/我不愛’二分法以外，首次得出的一個複雜程度不太高的分類。這讓人一下有了深入研究的慾望！”下一個步驟是確定在大腦氣味處理反應鏈中，對這10種基本氣味進行分類的究竟是哪一階段。“是從黏膜中的受體開始，還是在梨狀的嗅球中，抑或在其他偏向認知的大腦區域？”尼古拉·富爾科-特羅克梅問道。

一種正在使用的嗅覺計

“對整個研究而言，這一分類僅僅是添了塊磚而已。”蒂埃裡·托馬-當甘指出，“我們輸入了144種氣味分子，最終得到了10種基本氣味。但在這兩者之間，仍是一個巨大的‘黑匣子’，裡頭交織著化學、生物學、神經科學、認知科學，甚或是心理學。”

謹慎歸謹慎，雖然吉勒·西卡爾警告我們不要低估描述氣味世界“空間構造”的難度，他還是補充道：“這種分析相當於在一片從未踏足的土地上設定地標，或者說航標，如果用水手的話來說……即便本質上就不可能完整，但仍然是完全成立的。”人類在氣味汪洋中的航行終將化為可能！或許這一探索還會激發一系列關於嗅覺的神經基礎的研究，或引領化妝品工業和香水業研發新香味……