氣味可以被定量描述么？

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近代科學沒有對氣味進行定量的描述么？
顏色都可以用RGB，聲音可以用分貝，味道可以用分子式表示，而同為五感的嗅覺就被忽視了？
或者可以用形容詞來描述？燒焦羽毛味、燒紙張味、新車的味道、大蒜的味道？
自己其實很想把氣味保存下來，自己用過的洗髮水味道，她的味道，這些都可以勾起很多回憶呢，要是可是配製就好了...

我們怎麼描述氣味啊……
這可真是一個史詩性的宏大命題呢！

一、單一物質/簡單混合物是怎麼被描述的？

首先我們看幾條專業評香師對氣味的描述【1】？

1. 7-Methyl-3,4-dihydro-2H-benzodioxepin-3-one, a fragrance ingredient having a fresh "oceanic", floral odour, which is also diffusive with watermelon note.
(7-甲基-3,4-2H-苯並二氧麻黃-3-酮是一種有清新的「海洋」香味，花香族，也常常被認為是西瓜調。)

2. Tetrahydro-3-pentyl-2H-pyran-4-yl acetate (Jasmine acetate?) has an oily, plant-like, herbaceous lavender, slightly mushroom odour, with floral tea-like jasmine note.
（四氫-3-戊基-2H-4-吡喃乙酯，乙醯茉莉酯?，有油狀的，類似植物的，草本的，薰衣草型的，略帶蘑菇氣味的，類似茶葉的茉莉味道，花香組。）

3. 2-Methylfuran-3-thiol, which occurs in meat and coffee, has a sulphurous, coffee- and meat-like odour and flavour on extreme dilution.
（2-甲基-3-呋喃硫醇在肉和咖啡中存在。在極低濃度下有硫磺的，類似咖啡的，類似肉類的氣味與味道。）

4. DPMI possesses a woody-ambery and leathery odour with powdery, vanilla-type, velvet nuance that has only a very faint musk-like tonalty.
(DPMI有一種木頭、琥珀與皮革相合的味道，還具有粉狀，香草型（雲呢拿型），絲絨感的特徵。只有很稀薄的類似麝香的調值。)

5. Indole has erogenic-floral, animalic, cheese odour and flavour, which becomes slightly faecal on dilution.
（吲哚，花香調。有厭氧感的、動物性的乳酪味。稀釋後呈現出糞便味。）

6. Skatole has a putrid, sickening, mothballs, decayed, faecal odour; on extreme dilution it has a jasmine-like odour.
3-甲基吲哚有一種腐爛的，噁心的，樟腦球的，朽壞的，糞便的氣味。極度稀釋後則有類似茉莉的氣味

現在就這幾個例子略微總結一下吧。
對於一個確定的化學物質，首先要確定的是這個物質表現出來的到底是「氣味」還是「味道」。
這個問題事關嗅覺，因此我們只關注「氣味」這一個大方向。
其次評香師的工作就是界定這種分子的氣味屬於哪一個大類。比如上述幾個例子中「floral」（花香調），「herbaceous」（草本的），「sulphurous」（硫磺味）和「woody」（木香調）這幾個詞【2】。
隨後應該是對一個味道進行類比描述，就像上述例子裡面出現過的「watermelon note」（西瓜味），「plant-like」（類似植物的），「slightly mushroom」（略帶蘑菇的），「meat-like」（類似肉類的），「vanulla-type」（香草型/雲呢拿型）以及「velvet nuance」（絲絨感）。此時通常會帶有「slightly」（輕微）, "strong"（強）, "faint"（稀薄的）等一系列修飾感覺強弱的詞來界定。
因為一種確定的化學物質在不同的濃度下可能表現出完全不同的嗅感，所以有必要用文字或者數值來界定描述出得嗅感所對應的物質濃度。如「on extreme dilution」，抑或「3 ppm」，「9 ng/L air」等。

哎呀，好簡單是不是？
我已經聽見有同學說「輕輕聞一下然後就可以隨著自己的想法亂寫~」之類多麼文藝而不靠譜的話了啦！

事實上呢，由於類比描述中無法避免主觀判斷的存在【3】，我們需要用到傳說中的radar organoleptic description（嗅感雷達圖）。或者說，我們借用「統計平均進而減小實驗誤差」的理念來更精確地描述物質嗅感。

舉個例子的話呢，就拿這個例子吧！【4】

樣品如果是，3,5-二甲基-2-異丁基吡嗪和3,6-二甲基-2-異丁基吡嗪的混合物。

首先一組若干名評香師分別獨立地根據自己的感受用一系列的詞語描述這一個樣品中他們各自聞到的氣味。
隨後，通過統計所有評香師在描述樣品時所有辭彙的出現頻率，我們就可以繪製出這麼一份詞頻雷達圖。

我們最開始看到的一系列例子其實都是對那些香料的嗅感雷達圖所進行的文字描述。

二、成分複雜的混合物是怎樣被描述的？

深感自己挖了大坑而無法自拔ing……

如果我們把一個混合物樣品放置在空氣中，我們聞到的氣味理論上會隨著時間變化而不斷變化：
易揮發的物質會先從固態/液態的樣品中跑到空氣中進而被我們聞到；難揮發的物質隨後揮發成氣態被聞到。

這也就是香水理論中「前調」、「中調」、「後調」的物理原因。

依據這一特點，我們可以依照時間變化對同一樣品進行多次辨識。
設計一個實驗的話，大概是這個樣子：

拿調香紙蘸取樣品，隨即扇聞，記錄特徵氣味。此時記錄時間為T
然後分別在T+1分鐘，T+5分鐘，T+10分鐘，T+20分鐘，T+30分鐘，T+45分鐘，T+1小時，T+2小時，T+4小時，T+7小時，T+12小時，T+24小時的時候均扇聞並記錄同一樣品的特徵氣味。

以此，圈定一個樣品在0-30分鐘，半小時到四小時，四小時到更長這三段時間中嗅覺上的主要特徵。

三、對於更複雜的混合物有沒有更客觀精確的方法？

嗯，確實是有的！

這個應該是大殺器了：Chromatography-Mass Spectrometry-Olfactory(色譜質譜嗅辨聯用)搭配Solide Phase Microextraction(固相微萃取)

通過Ch-MS-OL技術，我們可以幾乎圈定樣品中所有成分的化學成分的物質結構以及其嗅感雷達圖。
通過SPM技術，我們可以幾乎量化、進而繪製出樣品中所有組分揮發速度隨著時間的變化。（因為邊際條件唯一確定，即初始濃度和無窮遠時間濃度都是零，我們還可以通過這個揮發速度-時間函數積分得到各個組分的氣相濃度隨時間變化的信息！）

兩個技術連用，我們就可以知道一個樣品在給定的任意時刻所可能具有的味道了。

問題是……

色譜質譜嗅辨聯用加固相微萃取的儀器價格足夠買兩輛法拉利了……
這還沒算各種分析用的高純試劑、色譜柱的使用以及熟練分析技師的人工呢！

據我所知，全世界可以完整完成這一系列測試的實驗室不超過十個。

樓主，您夢想實現的概率怕是有點低……

【1】引自 J. Rowe. D., (2005) Chemistry and Technology of Flavour and Fragrances, CRC Press, Blackwell Publishing,
【2】大類分類通常可以按照這個方法推測：
1. The floral(花香)
2. The fruit(果香)
3. The woody(木香)
4. The herbaceous(草香)
5. The spicy(香料/辛香)
6. The soft(軟香)
7. The animalic(動物香)
8. The oceanic(海洋)
9. The mineral(礦物)
引自 Ellena.J-C. (2009) Histoire(s) de nez: LE PARFUM. Presses Universitaire de France: p 43 - 44
【3】來自 @謝摸摸的回答
【4】引自 Zviely.M., Abushkara, E. and Hodrien,D. (2003) Chocarom Pyrazine, A Pyrazine for Flavours and Fragrances. Perfumer Flavorist, 28. 26

首先，嗅覺是一化學感受器，而化學物質遠比光複雜。

如，光以波長（或頻率）、光強兩個屬性就可以描述。光的頻率決定了他引起我們怎麼樣的色覺。由於波長是一個一維的、連續的變數，必然可以對應於一個連續的比色條上的某個顏色。歸根結底，是由於光屬性的簡單性。

化學感受是非常複雜的。理論上溶於水的化學物質都可以與嗅上皮的化學受體發生不同的作用並引發不同的嗅覺感受。嗅上皮上存在多種化學受體，而某種化學物質又可引起多種受體的激活。這樣產生的無數組合決定了嗅覺的複雜性。根本上，化學物質產生嗅覺的屬性不是一維的、不是二維的。。。不是連續的，而是非常複雜的信息。幾乎一種化學物質對應於一種嗅覺。

【學說層面】

從上世紀70年代開始，有學者從對色盲的研究中獲取想法和思路，建立了氣味的「幾原臭」（就像三原色）學說，學者從一般化學教科書上所記載的種種氣味名稱進行統計，樟腦、刺激的、花、乙醚、薄荷、麝香、腐敗這七種辭彙的使用頻率，要比其他形容氣味的辭彙格外多些，這成為最初的「基本臭」學說的證據。

該學說認為，會存在七種存在嗅覺脫失的人，分別對以上七種基本味沒有感受能力（就是聞不到），而氣味則是以上七種基本味的組合。

可惜的是，研究該學說後續展開的實驗，結論與這個學說相距甚遠……

其中一個重要的原因，在於所謂的「嗅覺盲區」與色盲不同，很多時候，「嗅盲」並不是器官或基因缺陷所引起的，也不是持續而穩定的。在實驗中，當「嗅盲」者經過適當間隔或者反覆試驗，大部分對該氣味的感知會被「喚醒」。出現這種情況，或許是由於試驗方法不完善，或許是因為嗅覺感受本身具有不穩定性，或者兩種可能性兼有。

就我個人的經歷而言，確實存在這樣的情況，二氫茉莉酮酸甲酯（Hedione）正是一個我從一開始聞不到，到後來不僅聞得到而且能夠記住的原料。

【技術層面】

在我了解的範圍內，氣相色譜對氣味分析非常有價值。氣象色譜儀分離出香氣成分，用TCD或FID描繪出色譜圖，同時，由專業技術人員聞出每個成分的氣味，判斷是某種化合物或者判斷是否重要成分。
其餘還有分光光度計，核磁共振裝置，紅外吸收光譜法等，分別用於決定香氣成分的官能團和得到關於有機化合物碳骨架結構方面的消息。

再往深講我就知之甚少了。文科女對技術層面的知識表示好捉急。有說錯的煩請指正。

【商業層面】

在香精公司以及香水公司，確實存在對氣味的描述體系，但不是定量的，而是由評香師或調香師根據對氣味的了解做出的主觀描述。

我們把混合香氣用香族（fragrance family）和香型（fragrance character）進行描述。香族描述了香氣的主要味道，主要印象，基礎架構。香型則是基礎架構上的點綴。

我們分了七大香族：柑橘，花香，馥奇香/芳香，果香，東方香/食品香，木香，素心蘭（坊間稱西普香）。
香型的分類較多，在此就不說鳥。

以上是混合香氣，至於單香原料，分類方法比較多樣。例如我受訓於一名法國高齡調香師，他則細分到16種之多，在此也不說鳥。

行業內沒有絕對通用的氣味描述體系，但大體上不會有太大的偏差。

值得一提的是，由於這種描述帶有主觀性，所以對香氣的描述並不是一錘定音地給它下最終結論，而是一種幫助形容氣味嗅感的方式。常常出現幾個同事對同一個香味持有不同的意見，而由於飲食、生活與文化背景不同，同一家公司的中國同事與美國同事對同一個香味的感受也會有所不同。

理論上可以，但實際操作極為困難（目前還不能實現），且沒有任何實用意義。

嗅覺感受器的種類在「千」這個數量級，也就是說如果我們需要量化地描述一種具體的氣味，那個描述會是一個包含幾百上千個元素的數組，型如A(X1, X2, X3, ..... Xn)。這樣的描述告訴你了也不能幫助你弄出一個一樣的氣味來……

而且，因為我們對嗅覺感受器的認識還不充分，基於目前的知識寫出的上述數組裡的某些維度在量化的時候可能是有錯誤的，也可能多了或少了幾個維度。

目前沒有見到關於氣味的低維度的、明確、客觀而又完備的描述方法。
其實，不僅對於氣味沒有，對於顏色、聲音和味覺，嚴格來說，也沒有。
目前對於顏色的使用幾個指標定量區分描述的方法可以滿足通用的需要，但其實並不完備，會有沒有被描述到的顏色特徵存在。
對於聲音的描述，分貝只描述響度，個人不是很了解對於音色是否有完備描述存在。
味覺同上。
而氣味的確更為複雜。本月發表的最新成果表明人類能夠分辨的氣味可能多達上萬億種。
（人類至少可辨別10000億種氣味）
建立氣味的客觀描述體系的嘗試多以失敗告終。目前對氣味的描述體系多建立在人們的主觀感受之上，研究人員通過收集接受嗅覺刺激的人的感受建立了一些氣味資料庫。
如果narrow down到香水，就相對容易一些。一般分為Floral花香/Chypre西普/Oriental東方/Ozone自然之類。這個我不太懂應該聽 @摸摸謝的啦

第一次在知乎認真回答問題感覺好開星╭(╯3╰)╮

說點水專業的
在飲用水指標中臭味是作為一個物理指標存在的
術語叫臭閾值
定義是——用無臭的水稀釋水樣至剛好能聞出臭味是的稀釋倍數稱為臭閾值　
臭閾值（TON）= （水樣體積+無臭水體積）÷水樣體積

剛好能聞出臭味這個太尷尬了。每個人鼻子不一樣啊。
所以多找幾個人、、、都來聞聞、然後計算一下幾何均值
就這麼得出了一個指標出來
呵呵

氣味也可以用分子式來表示啊。

味道是物質分子和味蕾上的分子發生化學反應的產物的味道。
氣味是物質分子和嗅覺細胞上的分子發生化學反應的產物的味道。

可以啊，可以用氣相質譜聯用儀。

突然感覺不僅僅是【氣味】，味覺也難以用分子式形象地表達出來啊，諸如【疼痛】【麻辣】這些人的主觀感受，可能由多因素造成及影響，如軀體的、精神的、環境的、認知的和行為的等等，需要從多方面進行評估和測量，除非有一種能夠儘可能排除干擾並且又能夠客觀科學理性地反映出這種感受的標準制定出來，否則應該是很難去界定一種適合每個個體的嗅覺定義

舉個例子，【痛閾】，人在生理情況下，對痛閾的微弱刺激也不產生痛感，但當刺激加大達到一定程度時，若再增加強度就產生疼痛，就像水由瓶內外溢一樣，個人猜想未來或許也能有一個量化的測評，能對氣味有一個科學的定義~