一个人的大脑是在受精卵中由双亲组合的特殊基因分化发育而来的。科学证明，不同的基因在相同的环境下有不同的表现形式；即便是相同的基因，在不同的环境下也有不同的表现形式。科学家们通过对才华出众的家族的调查，对男女之间脑功能差别的探索，对同卵双胞和异卵双胞兄弟姐妹智商的测定，对高等动物（如大猩猩）学习能力的实验，以及对印度狼孩卡玛拉回到人世时已丧失智力的悲剧等许多研究表明，人的智慧是遗传因素和环境因素相互作用的结果。因此，要使孩子更聪明，要提高人口质量，就必须从先天的内在方面和后天的外在方面去努力，也就是现在人们常说的优生优育。
从化学角度来看，培育聪明的大脑，需要有良好的化学条件。
研究表明，近亲连姻、夫妻双方或一方有智力缺陷、醉酒后受精等，对胎儿脑发育来说都是一种恶劣的化学环境。例如，醉酒后的人，大脑中的部分细胞受酒精的作用处于麻醉状态，这时卵子或精子中某部分基因的化学物质的组成和结构就会有所变化，倘若这个时候受精，就有极大的可能使胎儿大脑细胞的化学物质发生畸形组合，导致胎儿智力低下，甚至痴呆或是无脑儿胎儿脑的发育速度是惊人的，前3个月，其脑神经细胞竟以每分钟几十万个的速度增长着。前6个月主要是脑细胞数量的增加，7个月至9个月主要是支持细胞体的神经纤维的繁殖，以及树突分枝的增加和突触的形成，建立神经细胞之间的联系。在这段时间，母亲应当有足够的蛋白质、脂肪和碳水化合物以及各种维生素，同时要保持安定愉快的情绪，切忌焦虑、惊吓、生气和悲伤。终日焦虑的孕妇，脑中的肾上腺素会大量增加，从而使血管收缩，导致胎儿胆战心凉、心跳增加，大脑供血时急时慢。这样，胎儿脑发育怎么不受影响？
新生婴儿脑的平均重量为390克，出生以后大脑还继续发育，9个月时为560克，2.5～3岁为900～1100克，成年人脑重约1400克。这就是说，一个人大脑重量的80％是在3岁以前形成的。专家们指出，在这段时间内，蛋白质对婴幼儿脑的发育十分重要。实验表明，当蛋白质摄入量充足时，脑中的茶酚胺浓度增加，去甲肾上腺素传递活跃。而去甲肾上腺素与大脑的学习、记忆关系十分密切。这种脑物质分泌传递越活跃，学习和记忆能力就会越强。同时耐久力和集中力也会增加。日本在战后提倡更多地食用动物蛋白，特别是水产品蛋白，人体素质和寿命得到很大的提高，现在已超越欧美，居世界领先地位。专家们指出，胎儿和儿童的营养食物如果缺乏蛋白质，会对大脑的智力产生灾难性影响，并把这种影响遗传给下一代，直到第三代才能恢复正常。
这里还应该指出的是，孕妇和儿童的蛋白质来源，仅仅靠粮食是远远不够的。因为构成蛋白质所需要的20种氨基酸，没有一种作物能够全部提供，例如：大豆的蛋氨酸不足，小麦和玉米缺赖氨酸，大米则r－酪氨酸极少。尤其是赖氨酸，没有它，其他各种氨基酸就不能被充分吸收。这样，构成脑蛋白的氨基酸之间，就会出现“冒名顶替”或“滥竽充数”的现象。因此，现在不少国家，特别是发达国家都有专供孕妇和婴儿的强化食品。
专家们指出，目前发展中国家蛋白质的供应普遍不足，强化食品则更少。这是发达国家平均人口质量高于发展中国家、沿海地区人口质量高于内陆地区的人口质量的重要原因。
生命的母亲
生命究竟是谁创造的？自古以来就众说纷纭，莫衷一是。
在欧美，不少人信奉《圣经》，认为人是上帝创造的。在我国，有女娲造人的传说。现代，因为埃及的金字塔之谜和秘鲁的“纳斯卡图案”之谜（在方圆350万平方公里的沙漠上，纵横交织着几千条直线，点缀着70多个奇形怪状的动物形象）等，故有人认为，地球上的人类是外星人的后裔。还有一些人认为，地球上的生命是“星际孢子”飞越太空后，来到地球繁衍的。
所有这些，从科学上看都很难站得住脚。“上帝”、“女娲”且不用说，我们人类会不会真的来自天外？现在发现，起码在地球周围一万光年的空间内是没有“天人”的。即便是有外星人，他们坐上“光子火箭”，每秒钟飞行30万公里，那么，到达地球已经至少一万年过去了，试想，谁的一生有这么长？再说，即使是人类的故乡在天外，地球上的人类有文字记载的历史也有四五千年了，在这么长的时间里，怎么谁也没有见过“江东父老”呢？难道他们当年把我们的祖先“扫地出门”之后，就任凭古人“茹毛饮血”、“沦落天涯”？至于“星际孢子”问题，至今谁也没有发现，如果有，它们要赤身穿过比原子弹爆炸时还要强得多的宇宙射线，要经得住零下200℃多到零上200℃多的温度交替变化。这种“万能生命”是难以置信的。
因此，这个千古之谜，只能用科学的思维和方法去揭示。
我们知道，任何生命决不是虚无缥缈的东西，要是实实在在一步一步地解体的话，最后在生命的细胞里剩下两种物质就另无他物。因此，美国圣地亚哥大学道勒教授给生命下了这样的定义：
“生命的本质，可以被恰当地定义为活细胞中存在的两种分子——蛋白质和核酸——之间的相互依存和相互作用。”
可是，地球之初并没有这些生命物质。那时，火山在不停地喷发，大海汹涌澎湃，气候变化无常，天空中，时而电闪雷鸣，疾风暴雨，时而又风和日丽，万里无云……地球完全是一个死的空旷，只有山、水、氢气、氮气、氨、甲烷和一氧化碳等。
那么，在这样恶劣的条件下，能产生生命物质吗？化学家证明：能。
现在我们明白，蛋白质是一个个氨基酸连接而成的。1953年，美国化学家米勒首先进行模拟古气候的化学实验。他让水、氨、氢气、甲烷组成的混合物，周而复始地经过一个闪电装置。一个星期以后，他惊奇地发现混合物中竟然出现了氨基酸。现在，已经知道组成蛋白质的氨基酸一共有20多种，如谷氨酸、精氨酸、赖氨酸等。化学家们用各种能源，包括古地球的闪电、紫外线、火山岩浆等，来驱动这类无氧混合物的化学反应，结果，大多数这样的氨基酸都能生成出来。不久，米勒和他的同事们又证明，在生命出现之前，组成核酸的基本物质，如核糖、尿嘧啶、腺嘌呤等，在古地球环境中也是能够生成的。
1970年，美国化学家奥格尔把含有核糖等生物“基砖”的海水徐徐加热，待水蒸发以后，在65℃时，生成了蛋白质和核酸的类似物——“热类蛋白”和核苷链（核酸的一部分）。不难想像，这样的条件在当时是不难找到的，如在火山岩流经的海滩、海岸边上两次涨落潮之间的潮水坑等。
更有趣的是，前苏联的生物化学家奥巴林和美国的福克斯发现，这些“热类蛋白”在适当条件下，能自发地形成小球体（像一张薄纸能自动地卷起来一样），外面还有一层膜，当在小球体内加入磷酸化酶（蛋白质），外面放入葡萄糖磷酸化合物时，后者竟能穿过膜层进入小球体内部，从而使球体慢慢发芽。这多么像原始细胞的雏形！
另外，我们发现人血中化学元素的丰度（一种元素的数量在整体中所占的比重）同地壳中的元素丰度是惊人地相似，这也告诉我们，人类是在地球上“长大”的。
现在，科学家们经过一系列化学实验和根据生物进化特征等认为，地球上的生命，是在地球的特定环境下——阳光、大气、水和陆地，通过许许多多化学反应，经过漫长岁月，逐渐地由无机到有机、由单细胞到多细胞、有低级生命到高级生命，这样一步步地发展起来的。
因此，我们说，创造生命、创造我们人类的，不是别的什么，而是“化学作用”，是整个自然界。
元素诊断
古时候，人们都想找一块能使自己的家族繁衍兴旺的“风水宝地”，有人在地形、位置、水源、阳光等方面选择到合适的地方之后，并不急于在那里安营扎寨，而是先放几年羊，然后，把羊宰了，仔细观察其所有脏器有没有发生病变，如果几代的羊都很正常，他们才正式在那里安居乐业。有人把这种做法叫“牧羊择居”。
牧羊择居听起来似乎有点离奇，其实是很有科学道理的，因为人从婴儿到成人都需要从食物中吸取各种必需的营养物质和化学元素，而不论是植物性食物还是动物性食物，都离不开那里的水土。
因此，一个地区的化学元素分布，决定着该地区居民食物链中的化学构成。倘若那个地方的“风水”不好，水土中缺少人体所必需的元素，或存在有毒的元素和放射性元素，那里的人的健康怎能不受到危害？天长日久，就会一代不如一代，谁还愿意在那里定居呢？
现代研究表明，人的健康与水土密切相关。60年代，英国地球化学专家汉密尔顿通过测定人体血液中各种化学元素的平均含量，和地壳中各种化学元素的丰度值，发现两者之间非常相似，即地壳中丰度值高的元素，如铁、钙、钠等，在人体中含量比较高。
反之，丰度值低的元素，如锌、锰、钴等，在人体中含量也较少。
他把含量较高的称作“生命结构元素”，含量较低的称作“微量元素”。这两类化学元素在人体中共有25种以上。在人体中不管缺少哪一种元素，人体的健康都会受到影响。例如：缺铁就会引起贫血和降低血红蛋白结合、运载和释放氧的功能；缺钙就会得侏儒症；缺碘就会得大脖子病（甲状腺肿大）；等等。化学元素在人体中的作用，并不是以含量多少来论高低，而是看它在生命过程中是否起决定作用。例如锌，在人体中它属“微量元素”，但是，它能激活生殖细胞，影响人的先天遗传。它与人体中100多种酶有关，参与蛋白质和核酸的合成、能量代谢以及维生素A的转运，它还能增加吞噬细胞的活力，提高人的免疫功能。因此，缺锌会导致胎儿畸形、智力低下、精力不足、体能下降、伤口愈合缓慢等，因而被称为“活力元素”。又如硒，在人体中的含量也不多，但它的作用非同小可。因为人体在能量转化、神经传递信息、蛋白质的合成和肌肉收缩等过程中会不断地产生一部分失去控制的自由基（带有一个自由电子的原子或分子片段），它们非常活泼，“到处乱窜”，时常破坏正常细胞，是癌症、肿瘤、畸变、衰老等的诱发因子，而含硒的谷胱甘肽过氧化酶等，却能吞噬这些自由基，因而在抗肿瘤、抗衰老和防治大骨节病的药物中，有相当一部分是补硒剂。
因此，在现代医学中，由于地球生物化学的迅速发展，只要对人体的化学元素进行普查分析，不仅能诊断出许多常见病、多发病和地方病的病因，而且能通过进补化学元素的方法给予有效的治疗。这是化学对人类健康的一大贡献。
鼻子辨别气味的奥秘何在
诗人王冕在咏梅的佳作中曾写道：
“冰雪林中著此身，不同桃李混芳尘，忽然一夜清香发，散作乾坤万里春。”在此，我们不是要研究此诗写得如何高超绝妙，而是要探索人是怎样闻到梅花所散发出的诱人的清香的。
我们知道，人人都长有一个鼻子。鼻子不仅用于呼吸，还能辨别各种气味：不论是扑鼻的梅花清香，还是臭不可闻的硫化氢刺激，鼻子都能灵敏地感觉出来。
谈到嗅觉，虽然我们能够辨别香、臭、甜、酸、苦、辣、霉……各种气味，但在动物界，人的嗅觉并不算太高明。苍蝇与狗的嗅觉都相当灵敏，要比人强许多倍。苍蝇能在几千米外嗅到极为微弱的气味，有灵敏嗅觉的警犬可以在公安、军事、救护等方面充当“侦察兵”。
那么，人和动物究竟为什么能闻到各种气味？气味与化学有什么联系？苍蝇和狗的鼻子为什么比人的鼻子还灵？这些问题，长期以来使人感到迷惑不解。虽然有许多人对此进行过研究，也提出过许多学说来解释，但至今仍是谜底深深。
很早以前，聪慧的古希腊哲人们曾对嗅觉做过解释，认为鼻子里存在有网眼的粘膜，气体分子只要能钻进去，人就可以感到气味。显然，这只是一种主观想象，没有任何事实作依据。
不过，上述假想似乎在以后人们研究苍蝇的嗅觉中得到了些证明。科学家在解剖苍蝇的嗅觉器官时，发现其嗅觉细胞的细胞膜有着渗透离子的功能。此膜很薄很薄，膜内裹有钾离子，膜外有钠离子，这样可以形成微弱的电位差。当此膜受到外界气味刺激时，膜就自动破裂，并产生微弱的电流信号，使苍蝇能立即嗅到气味。然而，对于哪些物质能引起电流信号，又是怎样引起电流信号的，则不清楚。
经过长期的研究，人们发现，对物质的气味辨别，不仅与嗅觉器官有关，也与物质的化学组成、化学结构、溶解状况、分子量的大小等有关。例如，由碳、氢、氧3种元素组成的有机酸，分子中一般都含有叫做“羧基”的基团，所以一般都有酸味，如醋酸、柠檬酸等；酯类物质一般都具有浓郁的香味，如乙酸异戊酯有香蕉味，异戊酸异戊酯有苹果香味……也就是说，气味是由化学物质微粒造成的，它能在空气中散发飘逸。
进入20世纪后，苏格兰的科学家蒙克里夫把嗅觉器官的结构和气体分子的结构结合起来，来认识嗅觉问题，并于1949年提出了一种气体立体化学理论。
所谓立体化学是指物质分子在空间都有一定的形状，例如常见的甲烷分子是正四面体。分子形状如同我们常见的物体那样，多种多样，千姿百态，有球形、船形、椅形等。
气体立体化学理论认为，在人和动物的鼻子中有感觉灵敏的鼻窦，在鼻窦的细胞中有专门接受外界气体分子的受体，受体也是一种分子。只有当外界气体分子和鼻窦受体分子像模具和模型那样相互吻合、并发生生理反应时，产生的信号刺激大脑，才能使人闻到气味；如果外界气体分子和鼻窦受体分子不吻合、不反应，人就闻不到气味。例如，樟脑分子是球形，而鼻子中受体分子是碗形，两者吻合，所以人才能闻到樟脑味。
后来，英国的阿尔莫对此理论做了进一步完善，提出了一个较为完整的嗅觉化学机制，但两者大同小异，观点基本相同。
不过，这种理论也遇到了一些新的挑战。例如，有的化学物质结构不同，却有相同气味；有的物质结构非常相似，却具有不同的气味；也有的一种物质却具有两种气味……这些问题用上述理论都难以解释。
现在，人类对嗅觉的认识在步步深入，也在步步逼近真理，但还有许多问题至今仍不清楚。例如：
1.鼻子依靠什么物质将气味信息传入大脑？这些物质又是怎样工作的？
2.有的科学家还发现，气味不仅与分子的形状有关，而且还与分子电荷有关，嗅觉的真实机理究竟是什么？
3.科学实验已经证明，气味与人的记忆和情绪密切相关，例如薰衣草味能使人兴奋，薄荷香味能使人消除疲劳，这又是为什么？
有的化学家说得好：“气味是精神的调节剂，”“香味是瓶装的心理学。”一门新科学——香味学，正在悄然兴起。但愿“香味学”能像王冕的诗描写的那样，早日“散作乾坤万里春”。
“味道好极了！”
