pH、酸和碱（acids and bases）
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柠檬汁很刺口，肥皂摸起来滑溜，而纯水大概介于两者之间。区分它们的，是周围漂浮着多少游离的氢离子——而 pH 不过是我们用来记账的那个数字。它从大约 0（强酸性）经过 7（中性）一直到 14（强碱性），并悄悄决定着生命的分子是能工作、还是会散架。
酸是把氢离子（写作 H+，本质上是裸露的质子）释放到水里的物质；碱则是把它们“擦掉”的物质，常常通过释放氢氧根离子（OH-）来与 H+ 结合成水。pH 用一个被压缩的刻度衡量游离 H+ 的浓度：每往下降一个 pH 单位，意味着 H+ 多十倍。所以 pH 为 4 的溶液，其 H+ 是 pH 5 的十倍、是 pH 6 的一百倍。纯水位于 pH 7，那里 H+ 与 OH- 恰好平衡；低于 7 是酸性，高于 7 是碱性。由于这个刻度是对数的，看起来很小的 pH 变化，其实是很大的化学变化。
pH 在分子生物学里之所以重要，是因为生物分子的形状和电荷都依赖于它。许多官能团会随 pH 变化抓取或释放 H+，从而在带电与不带电形态之间切换，并可能使一个蛋白质折叠、解开、或停止工作。酶都有一个能起作用的狭窄 pH 范围；血液被牢牢维持在接近 pH 7.4 的位置，哪怕偏离一点点都很危险。这正是细胞为何要在缓冲液上下大本钱——好让 pH 不至于乱跑、毁掉它们的化学。
你胃里的胃蛋白酶在 pH 2 左右工作得最好，那种酸性环境帮助它消化蛋白质；把它移到小肠的中性 pH 环境，它就罢工了——这生动地提醒我们，决定生物化学在哪里运转的，不只是温度，还有 pH。
对数刻度：一个 pH 单位的变化，就是 H+ 十倍的变化。
因为这个刻度是对数的，pH 5 并不是比 pH 7“稍微”更酸——而是酸了一百倍。把 pH 之间的差异当作线性来对待，会严重低估其中的化学变化。