趣味化學

用化學解答生活中的「為什麼」
為什麼海水是鹹的？為什麼有極光？為什麼起司會凝固？為什麼小麥可以做麵包？為什麼三溫暖不會燙傷？為什麼電視會有畫面？……

圖解解說，簡單又有趣，
網羅生活中平凡的小事，告訴你：
Part 1 人的化學 身體發生了什麼事？
Part 2 吃的化學 美味、營養的不可思議之處！
Part 3 生活的化學 回答身邊的為什麼！
Part 4 技術的化學 理解家電及科技的構造！
Part 5 生物的化學 解說生命的不可思議事物！
Part 6 地球與宇宙的化學 知道愈多愈有趣！

本書特色

1、以簡單易懂的方式教你怎麼用化學解答生活中的各種「為什麼」，舉凡身體、飲食、科技、生物及我們生活的地球還有宇宙，各種奧祕都能在本書中找到答案。
2、透過閱讀本書，試著以「化學之眼」了解肉眼看不到的世界，對事物的思考方式也能有所改變，平凡的小事將不再平凡，或許都會變有趣呢！

大宮信光
科學記者。1938年出生於東京神田。就讀於東京教育大學時就開始擔任家庭教師及經營補習班。1967年參加了SF同人誌《宇宙塵》。1978年左右便開始自稱SF亂學者及科學評論家，以科學技術及文明未來為主題，狩獵、採集、烹調森羅萬象的世界。著有《大改變看世界的方式！「最新科學」講義》（日文新書出版）及《現代科學的五十大發明、大發現》（SB Creative出版）等書。


譯者
ZRW
台中人，畢業於東海大學日本語言文化學系研究所。
業餘日文口譯筆譯，因喜愛動漫，一頭栽入動漫研究中，
目前致力於推廣動漫研究，每天過著不是研究就是翻譯的日子。

從物質到化學物質
大家應該都有過，在日常生活中，突然有一個疑問，為什麼這個東西會是這樣的呢？等等的想法吧。比如說「為什麼海水是鹹的？」或是「為什麼電視會有畫面呢？」此書就是試著以化學之眼來解答這一些單純的疑問所集結成冊的。
也有人會覺得，就是因為這種問題就是這麼單純，所以會說我從來沒有想過這種最基礎、或甚至可以說是哲學性的疑問。但也許只是因為當你心中的某處浮現這種問題時，會下意識地捏住這個問題，並且把它藏在心中的最深處也說不定。
對於這樣子的人，就會更希望他們可以偶爾把自己的心態從日常生活或是忙碌的工作中抽離，就算只有一會兒也好，希望他們可以擁有閱讀此書的閒暇時光。也許可以在書中找到不被生活追趕的方法，雖然只是也許，但真的可以找到也說不定。
另外，也許閱讀過此書後，可以更加體會各種樂趣也說不定。比如說，潛水的時候知道海水為什麼這麼鹹的話，（也許）就會更有趣了呢！或是，看電視的時候，知道為什麼電視會有畫面時，就會更有趣了（吧）。
話說，各位知道物質與化學物質的不同點在哪嗎？「不是用巨觀的方式，也就是肉眼可見的方式來觀察物質，而是以微觀的方式來調查研究物質的組成，並思考各個成分的作用時，物質就不再是物質，而是化學物質。」（引用自《化學物質的小事典》序文，岩波書店出版）。
比如說，將一種稱為水的物質，想成是水分解後而成的氧氣和氫氣時，就變成化學物質了。所謂的化學，正確的說法應該可以說是研究化學物質及其變化吧。先把這個話題放一旁，因為化學是以肉眼看不到的微觀來研究事物，而不是肉眼可見的樣子，所以針對肉眼可見的單純疑問來說，化學可以說是解答這些問題最好的武器。
但是，這把武器卻帶來了一個可怕的問題。人眼可見的世界其實是比較簡單的，但是因為要刻意地潛入到肉眼看不到的難解世界，原本簡單的事物有一半會自動變得難以理解。
要怎麼克服這個問題，並且將這個問題變成讓人覺得有趣的問題，就要靠演奏家的技術了。本書的基本概念是「用化學解說生活中的『謎題』」，總之，為了要讓讀者覺得有趣易讀，下了非常多的功夫。總算，在各位讀者的幫助下，希望各位可以開心地閱讀此書。
 
於東歐大陸東方列島的住所中
大宮 信光

序～從物質到化學物質

Part 1 人的化學 身體發生了什麼事？
昨天明明沒有喝過頭！ 但是為什麼還是宿醉了？
100℃摸了就會大燙傷！ 為什麼三溫暖卻不會燙傷？
我沒有在想色色的事情！ 但是為什麼還是會勃起？
我是不會緊張的類型！ 但是為什麼心臟卻還是蹦蹦跳？
我只喝水！ 為什麼尿液是黃色的？
A型流感、B型流感、禽流感⋯⋯為什麼流感會流行呢？
我不暴飲暴食！ 但是為什麼還是得了胃潰瘍？
最不想得到的疾病第一名！ 為什麼會得癌症？
每年一到春天就憂鬱！ 為什麼會有花粉症？
那個動作會做上癮！ 為什麼折手指會有喀喀聲呢？

Part 2 吃的化學 美味、營養的不可思議之處！
烤肉、烤雞、烤豬！ 為什麼肉烤過之後就會變好吃？
日本酒、燒酎、葡萄酒、威士忌！ 為什麼有釀造酒和蒸餾酒呢？
原本是牛奶！ 但是為什麼起司會凝固呢？
培根和火腿是耐放食物！ 為什麼食物燻製過後就可以久放呢？
為什麼米要炊過才能吃呢？
麩質其實是蛋白質！ 為什麼小麥可以製成麵包？
口香糖的原料是樹液！？ 為什麼口香糖會變軟？
冬天美味的風景物！ 為什麼烤蕃薯是甜的？
蘑菇是從「木之子」變過來的？ 為什麼叫做「木之子」？
為什麼喝了酒之後，就會想吃拉麵呢？

Part 3 生活的化學 回答身邊的為什麼！
為什麼原子筆可以滑順的書寫呢？
現在幾乎都是塑膠製！ 為什麼橡皮擦可以擦去字呢？
什麼東西都可以黏住！ 為什麼黏著劑可以黏住東西？
就算是油汙也可以完整去除！ 為什麼清潔劑可以清除髒汙呢？
為什麼日本可以把牛仔褲推廣到全世界？
不需要燙衣服！ 為什麼形狀記憶襯衫不會變皺？
沾到襯衫就會變大事！？ 為什麼口紅不容易洗掉？
OL煩腦的來源！？ 為什麼絲襪會脫線？
硬的食材也一刀兩斷！ 為什麼菜刀可以切東西？
就算魚撞上去也沒問題！ 為什麼水族館的巨大水槽不會破掉？
可以從窗戶中清楚的看到景色！ 為什麼平面玻璃是透明的？
洗衣服的柔軟劑中也有添加！ 為什麼芳香劑有味道？
冰冰涼涼的很好吃！ 為什麼杯子外緣會有水滴？

Part 4 技術的化學 理解家電及科技的構造！
在家也可以享受3D的時代！ 為什麼3D看起來像是飛出螢幕一樣？
從底片到數位化，種類繁多！ 為什麼可以拍照？
液晶和電漿不同的地方在於？ 為什麼電視會有畫面？
一台就可以操作電視和DVD播放機！ 為什麼遙控器可以遠端操作呢？
一整年都可以舒服度日！ 為什麼一台空調可以吹出冷氣也可以吹出暖氣呢？
夏天餐桌的必需品！ 為什麼冰箱可以冷藏呢？
不用火就可以料理！ 為什麼微波爐可以加熱？
東京到大阪只要兩個半小時！ 為什麼新幹線這麼快？
防災必需品！ 為什麼電池可以儲存電？
為什麼車用導航可以定位出車子的位置呢？

Part 5 生物的化學 解說身邊生命的不可思議事物！
世界共通的煩惱！？ 為什麼到處都有蟲？
可以讓眼睛感到治癒放鬆的顏色！ 為什麼植物是綠色的？
一年四季都有花會開！ 為什麼花會開花？
繩文杉的樹齡是4000年！ 為什麼樹木會變大？
日本夏天的風景物！ 為什麼螢火蟲會發光？
為什麼雞會生這麼多蛋？
為什麼深海魚可以耐得住深海的水壓？
為什麼西太公魚在冰下面游泳也不會結冰？
體長超過30公尺！ 為什麼恐龍這麼巨大？
為什麼鳥可以站在電線上卻不會被電到？

Part 6 地球與宇宙的化學 知道愈多愈有趣！
原始地球是一顆火球！？ 為什麼地球會誕生？
日本是世界前幾名的火山國家！ 為什麼火山會爆發？
日本列島進入了地震活躍期！ 為什麼會發生地震？
空中閃耀的美麗閃電！ 為什麼閃電的形狀是鋸齒狀？
鹽分濃度會因為場所和深度不同而不同！ 為什麼海水是鹹的？
地底下就好像是化學工廠！？ 為什麼石油會出現在地底下？
人與火的關係已經持續了100萬年！ 到底為什麼火會燒起來？
人們從以前就在利用日照了！ 為什麼太陽會發光？
一生一定要看一次！ 為什麼會有極光？
有一種藍色叫做天空藍！ 為什麼天空是藍色的？
總覺得有點不吉祥！ 為什麼月亮有時候看起來是紅色的？

Part 1 人的化學　身體發生了什麼事？
 
昨天明明沒有喝過頭！ 但是為什麼還是宿醉了？

醇是一種化合物的總稱，該化合物有著由氫原子和氧原子所組成的羥基。我們把醇當作是酒喝下肚後，醇會被體內的酵素分解，氫會消失，毒性強的乙醛會留在體內。
這就是宿醉的原因。乙醛是一種有害物質，會引起如嘔吐感及頭痛等，比酒精所引起的生理反應要強上數倍。不過，通常乙醛會在肝臟被一種稱為醛去氫酶的酵素氧化，變成乙酸。之後乙酸會被再分解成無害的二氧化碳，所以不用擔心。
但是呢，當醇攝取過量，醛去氫酶不足時，乙醛就會無法被分解而留在體內，使人產生宿醉。
像這種飲酒過量而導致宿醉的事情是全世界共通的，不過程度還是因人而異。身體中乙醛分解力最強的酵素是乙醛去氫酶，但是根據人種不同，使得有些人此種酵素的分解力較弱。
1983年，根據日本筑波大學原田勝二助理教授（當時職稱）的調查，知道了下列的事項。歐洲人身體中的乙醛去氫酶活動力較強，相較於歐洲人，亞洲人，特別是日本人體內的乙醛去氫酶活動力特別的弱。也就是說，身體中分解酒精的酵素較少，所以容易喝醉。
說不定就是因為在歐洲不會喝酒就活不下來，所以才導致這種人種差異吧。日本人這麼不會喝酒也可以活下來，應該是因為生活環境太幸福的關係吧！
不過，還有其他原因會導致宿醉。例如酒精導致身體內失去平衡，或是為了提升酒的味道或表現該酒個性所添加的添加物※也是導致宿醉的原因之一。
 
※ 據說添加物較少的酒和較多的酒比起來，即使酒精含量一樣，添加物少的酒引發的宿醉症狀較輕微。
 
１００℃摸了就會大燙傷！ 為什麼三溫暖卻不會燙傷？

三溫暖都熱到受不了，裡面的溫度通常都是90℃～100℃左右。如果被差不多溫度的熱水潑到就一定會燙傷，可是非常不可思議的是，在三溫暖裡面卻不會燙傷。
在三溫暖裡面不會燙傷的理由，大致上可以分為３個。
首先，第一個理由是「汗※」。進到很熱的三溫暖後，１分鐘會流20～40公克的汗水。而流汗時會消耗體內的水分，等同於30分鐘就會減少大約１公斤左右的體重。
大量分泌出來的汗水會在皮膚上形成一層由水形成、薄薄的膜。「熱容量」指的是吸收熱的能力，而水的熱容量很大，因此有著不容易加熱的性質。因此可以在高溫中保護皮膚。
第二個理由是三溫暖的「溼度」。三溫暖意外地乾操，且溼度低。因此即使三溫暖內的溫度維持在100℃前後，也不會覺得很熱。另外，就像剛剛提到的，雖然在三溫暖會流大量的汗，但也因為溫度高，所以汗水也會馬上蒸發掉。
液體蒸發時會帶走蒸發熱（氣化熱），而且水的蒸發熱非常大，蒸發10公克的水會帶走身體6大卡的熱。因此，在三溫暖中並不會覺得特別熱。
第三個理由是「空氣層」。皮膚上有一層厚度約數公釐的空氣層，其實這一層空氣層幾乎不會移動。這一層皮膚上的空氣層，溫度接近於體溫，所以不容易離開皮膚表面。而且，空氣本來就不太導熱，因此這一層空氣層也會隔離熱空氣來保護皮膚。
順帶一提，在三溫暖內走動的時候，會覺得皮膚刺痛刺痛的，那是因為皮膚上原本不太動的空氣層被搗亂的緣故。而且，如果在三溫暖裡面更激烈的運動時，空氣層會容易被破壞，而失去保護皮膚的功用，因此嚴禁在三溫暖內運動。
 
※ 汗水大致上來說有兩個功用。「外分泌腺」分泌出來的汗可以調節體溫，「頂漿腺」分泌出來的汗則可以排出體內的老廢物質。

我是不會緊張的類型！ 但是為什麼心臟卻還是蹦蹦跳？

心臟，是由稱為心肌的肌肉所組成的。心肌是一種特別的肌肉，全身上下只有心臟有，而且也是全身的肌肉中最堅韌的肌肉。心肌規律正確的舒張收縮時，就會將血液送出動脈，經過靜脈回到心臟中，循環全身。
心臟的收縮大約是每秒重複一次，當人安靜沒有移動的時候，心臟大約可以在1分鐘左右送出約5公升左右的血液。一整天大約送出7到8噸，差不多等於一台載重約１萬公升的油罐車了。
血液的供應量會因為身體的狀態而產生極大的差異。比如說，激烈運動時，心跳數會上升。心臟就會變得痛苦，變成蹦蹦跳的狀態。心臟變成這種狀態時，每跳一次所輸送的血量就會增加。運動時心臟送出的血量最高為1分鐘35公升，是靜止狀態的7倍左右。
除了因為運動使心跳數上升時，我們的心臟有時候也會蹦蹦跳。比如說，被嚇到的時候，或是心急激動的時候，心跳速度也會比平常快，快速地蹦蹦跳。
使心臟「蹦蹦跳」的，就是去甲基腎上腺素※和腎上腺素，是一種神經傳導素質（俗稱腦內荷爾蒙）。適量的去甲基腎上腺素及腎上腺素存在於人的大腦時，可以使人適度地緊張，可以更有精神地過生活，而且加強集中力和讓人更積極。但是，當這些物質過剩時，會讓人產生不安或導致躁鬱狀態；相反地，這些物質不足時，會使人心情低落，容易陷入憂鬱狀態。
當人的大腦受到驚嚇或是情緒高漲時，交感神經的末端會釋放出去甲基腎上腺素。此時心肌細胞會受到去甲基腎上腺素的刺激，收縮的速度會比平常要來得快，也會比平常要來得用力。此時心臟就會蹦蹦跳了。
 
※ 一般來說，去甲基腎上腺素負責活化思考及意識的工作，而腎上腺素則是在體內循環，負責傳遞興奮訊號給各個器官。

我只喝水！ 為什麼尿液是黃色的？
 
尿液的顏色，雖然有濃淡差異，但是基本上是黃色的。這個顏色的主要成分是尿色素和尿膽素，是膽汁內黃色色素—膽紅素※分解後的產物。順帶一提，尿色素的原文「Urochrome」和尿膽素的原文「Urobilin」中，「Uro」的意思就是「尿」。
尿色素和尿膽素都是容易溶於水的物質，所以會從腎臟經過膀胱，進入到尿液裡面。另外，食物中容易溶於水的物質也大多是黃色，所以尿液才會是黃色的。
另一方面，食物及飲料中其他的色素大多不易溶於水。例如咖啡中褐色的大分子及使番茄呈現紅色、稱為番茄紅素的胡蘿蔔色素也幾乎不溶於水。
剛剛提到的物質及色素都不溶於尿中，因此反而容易混在糞便裡。比如說，吃很多放了綠色蔬菜的料理，例如越南料理後，有時候隔天大便帶著綠色的原因就是這個。
話說回來，為什麼尿液的顏色有濃有淡呢？其中一個理由就是濃度。尿量愈少顏色就愈濃；相反地，尿量愈多時就愈淡。
另一個原因，就是看你吃了什麼和喝了什麼了。比如說，吃了很多橘子，而橘子裡面含有很多易溶於水的黃色色素，或是喝了很多濃綠茶等，都會讓尿液的顏色變濃。
另外，維他命B群也是一種容易溶於水中的物質，而且也大多是黃色的。因此當攝取的量多過於身體需求量時，多餘的維他命就會隨同尿液排出體外，尿液也會因此變濃。
 
※ 膽紅素是來自於胰臟等器官，是壽命約120天的紅血球中的血紅素遭到破壞後所組成的。

Ａ型流感、Ｂ型流感、禽流感……為什麼流感會流行呢？
 
所謂的流感，就是感染到流感病毒的疾病。病毒比細菌還小，構造上來說也比較單純。因為病毒只有蛋白質和乘載了基因情報的核酸（DNA或是RNA），因此沒有辦法自我增殖，必須要寄生在人或動物身上才能增殖。流感病毒擁有著RNA，因此也被稱為「RNA病毒」。和DNA病毒相較起來，RNA病毒較容易在增殖時突變，而流感病毒又比其他的RNA病毒更容易產生突變。而且也沒有辦法預測病毒什麼時候會突變成新種的流感病毒，擁有什麼特徵也無從得知。
人體原本就會在異於人體的物質（抗原）進入體內時，產生抗體來進行防禦。但是當突變之後的病毒進入身體之後，因為與原本的抗原不同，身體就沒有辦法防禦了。所以流感才會流行。
流感又分成季節性流感和新型流感。稱為A型、B型流感的是屬於季節性流感。季節性流感病毒的抗原會產生微小的變化，因此每年在世界各地都會流行。A型流感※１的傳染力最高，C型則是最低。流感疫苗則是預測每年會流行什麼樣的病毒後，混合病毒所製造而成的，因此每年都接種一下比較好喔。
另外，有時候會出現大幅度突變的流感病毒，使流感大流行。這就是剛剛提到的新型流感。因為身體沒有抗體的緣故，因此感染人數會比季節性流感還多。
即時現在已經到了21世紀，還是持續發現了顛覆至今為止對病毒看法的巨大病毒※２，真是非常令人驚異。
 
※１ Ａ型流感可配成144種不同的亞型（HA16種ＸNA9種）。
※２ 武村政春《巨大病毒與第4領域　生命演化理論的模式轉換》（講談社Blue Backs出版）。
 
我不暴飲暴食！ 但是為什麼還是得了胃潰瘍？
 
所謂的胃潰瘍，就是胃因為某些原因，消化了自己，導致胃粘膜損傷，甚至連包覆著胃部的肌肉都遭受到損傷的疾患。
胃液主要是消化蛋白質。蛋白質經過胃液消化分解後，變成了分子更小的蛋白腖。但即使是這樣的尺寸還是太大了，沒有辦法透過消化器官的內壁吸收到體內。因此蛋白腖會再經由十二指腸分泌的胰液分解（消化）成更小的胺基酸。不過，因為胃壁也是由蛋白質所構成的，因此胃液也具有可以將胃壁分解消化掉的能力。當然，為了防止胃壁被胃液消化，胃壁上有一層粘膜保護，讓胃壁不至於被消化掉。
胃液是由三種成分構成，分別是分解蛋白質的胃蛋白酶原、鹽酸及黏液，這三種成分分別由不同的腺體所分泌。以前有一個「平衡說」，假設胃蛋白酶原和鹽酸是攻擊因子，黏液是防禦因子，當這兩方有一方過強、一方過弱的時候，就會導致胃潰瘍。
不過，最近成為話題的是「幽門螺旋桿菌※」。幽門螺旋桿菌所釋放出來的毒素，會傳導錯誤的訊號給胃粘膜細胞，讓胃粘膜細胞開始自行剝離，導致胃液及消化酵素直接碰觸胃部組織，而導致胃潰瘍。
雖然幽門螺旋桿菌會隨著人的排泄物排出體外，但感染胃部的原因大多是環境髒亂，經由他人口所感染的。說是這樣說，並不是所有感染幽門螺旋桿菌的人都會得胃潰瘍。目前日本人大約有一半的人體內有幽門螺旋桿菌，但是實際上得胃潰瘍的人只有4％左右而已。剩餘96％的人則是與幽門螺旋桿菌共存，如果是要說明為什麼可以共存，之前提到的「平衡說」應該就是有效的說法了。

※ 幽門螺旋桿菌棲息在胃粘液中，如果直接碰到鹽酸就會被溶解掉，因此幽門螺旋桿菌會分解尿素產生阿摩尼亞來中和鹽酸，並保護自己。