自由能变化（delta G）

山坡上的球会自己滚下去；要把它推回上面，你就得做功。化学反应也有“下坡”和“上坡”，而有一个数字能告诉你一个反应会自发往哪个方向走。这个数字就是自由能变化，记作 delta G。

delta G 衡量在细胞的条件下，一个反应释放或需要多少可用的能量。如果 delta G 为负，反应是下坡的（称为放能反应）：它能自发进行并放出可用的能量。如果 delta G 为正，反应是上坡的（吸能反应）：它不会自发发生，需要输入能量才能被往前推。如果 delta G 为零，反应处于平衡——正反两个方向以同样的速度进行，不做净功。要紧的是，delta G 只告诉你方向和能量的收支，而不告诉你速度：一个强烈下坡的反应，在酶降低它路上的能垒之前，仍可能慢到几乎不动。

delta G 是让生物能量学说得通的那本账。搭建大分子、把离子逆势泵送，delta G 都是正的，所以细胞通过把它们与一个强烈下坡的反应（通常是 ATP 被分解）联结起来支付费用，使两者相加后变为负、得以进行。知道 delta G 的正负，生物学家就能预测某一步是需要能量还是供应能量、以及两个反应能否被耦合起来彼此驱动。它是判断生命化学将往哪个方向流动的指南针。