热力学第二定律告诉我们，熵增是必然的，有序终将走向无序，正如“水往低处流”，但“人往高处走”，生命的精彩之处正是通过不断的生命活动将无序变为有序的熵减过程。

一间屋子，需要不断地收拾整理，才会保持整洁，否则很快就会变得凌乱。我们身体内的一个个器官、组织、细胞也像一座座小工厂，每天收拾整理，维护生命活动的正常运行，也就是大家熟悉的“新陈代谢”。因此，体内的代谢过程是否正常也意味着体内生命活动是否正常进行。以日常生活为例，一日三餐中人体摄入糖，糖会被肠胃吸收，进入细胞参与代谢，但如果血糖含量过高，就暗示着体内代谢糖的途径可能出现了问题，血液中的糖无法转移。血糖过高的情况下，甚至暗示着参与糖代谢的“人体工厂”出现了问题，例如糖尿病。因此，人们常常将检测血糖含量（而非尿糖含量）作为诊断手段，判断是否患有糖尿病。

按照上述思路，人们提出大胆的想法，是否可以通过检测不同的代谢物，进而预测或诊断不同的疾病？如此，一系列组学分析技术逐渐发展并成熟起来。糖组学 （Glycomics）、代谢组学 （Metabolomics） 和比较相互作用组学 （Comparative Interactomics） 分别入选2003年、2005年和2006年的《麻省理工科技评论》“全球十大突破性技术”。这些组学分别是什么呢？为什么如此重要呢？

顾名思义，“组”表示的是某些个体的系统集合，糖组学是针对所有糖的集合的研究。同理，代谢组学则是针对人体所有代谢物的集合的研究。

有人就会问，为什么要研究糖呢？糖不就是我们日常生活中的食物、一种营养成分吗？确实，糖可以作为食物为人体提供能量。但糖同时作为生物大分子，也是人体细胞的重要组成部分。人体内的细胞无时无刻不在运转，有些“机器”会老化或故障，这时就需要引入原材料进行修补更新，维持细胞的正常运转。牛奶和鸡蛋中的蛋白质、大米和馒头中的糖类就是人体从外界摄取的原材料。

有趣的是，糖类在人体内发挥作用，和其他生物大分子（例如蛋白质）之间，并非存在楚河汉界，它们彼此之间也会互相帮忙，协同作用。因此具体来讲，糖组学研究糖与糖之间、糖与蛋白质之间、糖与核酸之间的联系和相互作用。