作者按： 生物早期的感知系統，成為今天某些特化器官的原型。比如，光敏細胞特化為眼點，乃至眼睛。壓力感知特化，形成聽覺器官。而奠定這些基礎的，卻是古老的細胞結構，細胞膜內外需的能量或物質交流，使感知成為生物連線世界的工具。今天的生物，無論複雜與否，其設計藍圖來自數十億年前的古老祖先。

作為生物最早的感知系統，觸覺起源於維持原核細胞脂質膜對內外濃度差的適應性。生物外膜維持一定壓差和濃度差，可以促進內外流動，對外界壓力做出反應，調整體內濃度，以變形避免囊泡破裂。同樣道理，生物也可躲避同類或者環境擠壓。這使細胞內外的水分滿載礦物質流動，吸收外界糖分子，同時排除代謝產物。某種意義上說，脂膜的透過總量是有限的，原生質膜過濾能力下降或者維持不住內部壓力，細胞就會坍塌死亡。

細胞內外濃度差，使細胞內外具備持續的液體交換。糖類可以穿過原生動物的原生質膜，進入細胞，作為生物的養分。而略微複雜的原生動物，能夠感知外界環境的液體濃度，並驅動鞭毛流向糖濃度更高的方向。顯然，嗅覺和味覺的效用動機是食物。

微生物具備最簡單的化學感受器，感知鹽分，糖分濃度，感知水的存在。味覺神經細胞的分化，使多細胞生物有了專業感測器和分析儀，可以即刻感知物體表面化學成分，比如糖、無機鹽、水等必要生存養分。嗅覺作為生物的早期遙感工具，輕鬆捕獲和識別出遠距離飄散過來的極微量氣味分子，並循跡而行。味覺和嗅覺在相連時序的交叉印證，使生物在反覆學習中形成了精簡機制，生成特定嗅覺到味覺的迴路列表。好聞和好吃結偶出現，來自受體的模式特徵，形成精簡的行為指南。

由於味覺、嗅覺極其古老，有近十億年曆史，因此很多特定模式被寫入我們的基因。我們對甜食貪婪，對苦味的厭惡同樣來自基因。味覺和嗅覺基因在不同環境選擇的壓力下，透過食物被一代代生物篩選。滿足或者厭惡的動機導致趨利避害，對生物生存有深遠的意義。當然，如同其它知識一樣，僅有動機是不夠的，嗅覺感知到認知模式的形成，也可以依靠反覆學習。大量經驗的累積也可以賦予我們不同的嗅覺認知。因此，在中文裡，嗅覺甚至成為經驗的代名詞，用以指代對極端多樣的複雜事務的直覺判斷，如政治嗅覺、人際關係嗅覺等。

自然環境中大多數有機物質具有揮發性，極少量氣體分子飄散後,可以作為信使傳遞訊號。生物的嗅探器就是分子捕獲裝置，透過嗅覺細胞表明的溶液、脂肪等溶劑捕獲氣味分子，與神經細胞融合，產生神經衝動。但顯然每個生物個體的嗅覺感受器內特定氣體嗅覺感受器數量不同，因而對不同氣體敏感度差異明顯，即使同一物種的不同個體，巨大差異也存在。遺憾的是，迄今為止，對氣味分子與神經細胞的結合機制研究還沒有形成共識，吸附理論、酶理論、吸收理論、嗅覺生理學等理論都有印證基礎。考慮到化學感測器的感知目標浩如煙海，在今天的工業界，化學氣體分析裝置也遠比聲波、視覺更昂貴。相對而言，聲波的感知如此簡單，僅需要記錄頻率和音量在時間軸的波形。

對於同一種氣味物質的嗅覺敏感度，不同動物具有很大的區別。但是大多數動物往往對同類散發的氣味具備相當靈敏的嗅覺，特別是具有交配訊號的性激素，這也算兩性生殖進化的必要副產品吧。比如，只需要1分子的雌性外激素，就能引起雄性家蠶的神經衝動，從而根據濃度判斷移動方向。

由此也能看出，動物嗅覺感受器的閾值相當寬泛，從單分子級別到數千萬每毫升。而涉及到激發物質種類也為數極多，比如，人類大約具有1000種氣味受體，其組合起來，識別能力早已超越了我們的日常需求上萬種氣味。大多數人並不知道人類的嗅覺能力如此強，但人類行為在很多時候，往往被其嗅覺感知所誘導，而懵懵懂懂地做出決策。

比如，盲測顯示，女性往往能夠透過氣味識別出具備不同白細胞抗原基因的男性，並因此對其產生好感。客觀上，不同白細胞抗原父母生育的後代，具備更多樣的免疫因子，因而在疾病環境中存活率更高。另外的研究表明，人們更喜歡自己幼年時對父母氣味的記憶，特別是異性親人。這類的同類婚配的進化適應，甚至可能是我們脫離祖先的原因之一，促使人類稀裡糊塗地選擇了近親的同類，從而在進化道路上和我們類人猿親戚永遠分道揚鑣了。

雖然嗅覺目標繁雜，難以清晰解讀，但也能在生物群落中傳遞資訊。大多數生物的發情期比較接近，因此才能在短期內完成交配生子。此時，嗅覺起到很明顯的同步作用。對很多昆蟲來說，幾個分子的性激素，足以激起整個山谷中異性的共鳴。更復雜的資訊，也能透過看似混沌的嗅覺傳遞。

比如螞蟻擁有很少的神經元，但它們分泌化學訊號指示線路，使其它同伴找到食物。也透過化學資訊，促使同伴去食物或者對抗天敵。而且僅僅靠化學訊號，螞蟻，白蟻能維持了幾十萬，上百萬成員的大規模複雜社會。而且，往往6只以上的同種蟻群即開始自發分工，依靠化學資訊交流育兒，覓食，種植真菌，修建巢穴，開闢道路，抵禦天敵，養殖蚜蟲作為牲畜，規劃大型獵物搬運路線，甚至抓捕外族螞蟻作奴隸，一系列複雜組織行為，彷彿迷你版的人類社會。一隻螞蟻的生命只有一年，而蟻群的集體記憶，可以用化學鍵加神經細胞，把上述資訊作為動態貯存器儲存幾十年。即使數年分群離開一次，剩下的螞蟻也傳承這些習性，除非蟻巢覆滅，否則群體知識附著於每個個體基因，永遠傳承下去。

這個資訊記錄過程類似人類的知識傳承，區別是螞蟻只有極簡的化學記錄，人類卻增加了更多記錄工具，也針對了更多標記物和表述目標。看來，有了觸覺和嗅覺作為外界資訊的極簡標記裝置，生物得以從漫無邊際的基本作用力中，精簡出最有效用的環境特徵。有了經驗傳承，不需要每隻螞蟻反覆試錯，蟻群用成千上萬只工蟻做排除法，並把有價值的資訊傳遞給整個群落。這也算生物計算的有效模式吧。

作為哺乳動物的一員，人類的嗅覺能力已經被強大的視覺、聽覺、觸覺所壓制而弱化。再加上認知對感知的影響，我們的嗅覺的確乏善可陳。但即使如此，人類的嗅神經和鼻三叉神經依舊足夠用，能夠探測出分子級別的化學刺激。同時，人類豐富的模式識別記憶，反過來會干涉我們的感知，使感知被抑制或者強化。在同一個時間座標軸中，不同感知線索甚至與認知相互交叉，形成感知、認知互為標定的嶄新認知表單。比如，熟悉的氣味會賦予我們特定場景的記憶，反之也成立。

沿著時間回溯過去，對逝去的外界輸入進行精簡分類的演算法，正是我們理解的認知。正是分類，使我們的世界變精簡了，我們不必記住每一頭牛的樣子，而只需要知道牛和狼的區別，就足以使我們脫離險境。我們也不必學習求偶的專業知識，只需要展示自己的氣息，追隨她的氣息，就能獲得她的芳心。顯然觸覺和嗅覺，來源於單細胞的感知系統。在其同一個模型的導引下，多細胞生物發展出目的性移動，結偶，群居，隔代傳承等愈加精妙的能力。顯然，我們已然成為感官高度複雜化的進化成果。

感知、認知產生的記憶回放能激發相應的神經元，透過放電或者鈍化激發神經末梢的化學反應。反過來也同樣，神經末梢的化學遞質會加速或者鈍化神經元的敏感度。化學反應產生的化學理性，成為生物源源不斷的動機來源。在動機的誘導和激勵下，我們一次次激發出生命的衝動。中國臺灣的洪蘭教授對猴子的中指進行截肢，截肢3個月後，與中指對應的神經元消失了，被食指和無名指對應的神經元4瓜分了。隨著重複一個行為次數的增加，神經元啟用所需要的能量依次減少，直到達到了最低。這是一個重要的結論，精簡降低了能量消耗。

這也是為什麼，迄今為止，人類還未能發明比我們觸覺更靠譜的人造觸覺系統。相對於人類笨重二粗糙的感測器，我們的兩億根神經元，不僅每秒鐘都傳遞著數百萬計位元組的資訊，還在不停地生長、融合。即使閉上眼睛，人類也能夠輕而易舉地區分絲絨和絲綢，以及潮溼和乾燥的沙子。他們能夠用同樣的手指抓起蝴蝶和卵石。科學研究表明，母親撫摸嬰兒是無法取代的成長曆程。也許從這個角度，我們要學會理解技術的侷限性，無法完整模擬自然的撫摸，也無法給我們帶來的親密和溫暖，而這些恰好是進化賦予我們不可或缺的效用感知。