pH、酸和鹼（acids and bases）
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檸檬汁很刺口，肥皂摸起來滑溜，而純水大概介於兩者之間。區分它們的，是周圍漂浮著多少游離的氫離子——而 pH 不過是我們用來記帳的那個數字。它從大約 0（強酸性）經過 7（中性）一直到 14（強鹼性），並悄悄決定著生命的分子是能工作、還是會散架。
酸是把氫離子（寫作 H+，本質上是裸露的質子）釋放到水裡的物質；鹼則是把它們「擦掉」的物質，常常通過釋放氫氧根離子（OH-）來與 H+ 結合成水。pH 用一個被壓縮的刻度衡量游離 H+ 的濃度：每往下降一個 pH 單位，意味著 H+ 多十倍。所以 pH 為 4 的溶液，其 H+ 是 pH 5 的十倍、是 pH 6 的一百倍。純水位於 pH 7，那裡 H+ 與 OH- 恰好平衡；低於 7 是酸性，高於 7 是鹼性。由於這個刻度是對數的，看起來很小的 pH 變化，其實是很大的化學變化。
pH 在分子生物學裡之所以重要，是因為生物分子的形狀和電荷都依賴於它。許多官能團會隨 pH 變化抓取或釋放 H+，從而在帶電與不帶電形態之間切換，並可能使一個蛋白質摺疊、解開、或停止工作。酶都有一個能起作用的狹窄 pH 範圍；血液被牢牢維持在接近 pH 7.4 的位置，哪怕偏離一點點都很危險。這正是細胞為何要在緩衝液上下大本錢——好讓 pH 不至於亂跑、毀掉它們的化學。
你胃裡的胃蛋白酶在 pH 2 左右工作得最好，那種酸性環境幫助它消化蛋白質；把它移到小腸的中性 pH 環境，它就罷工了——這生動地提醒我們，決定生物化學在哪裡運轉的，不只是溫度，還有 pH。
對數刻度：一個 pH 單位的變化，就是 H+ 十倍的變化。
因為這個刻度是對數的，pH 5 並不是比 pH 7「稍微」更酸——而是酸了一百倍。把 pH 之間的差異當作線性來對待，會嚴重低估其中的化學變化。