左手、右手：諾貝爾獎如何最終解決分子鏡像難題

有些分子以互為鏡像的成對形式存在，就像左手和右手。它們看起來幾乎一模一樣，但生物學對它們的處理卻截然不同。藥物的某一版本可以治病；其鏡像孿生體可能無用，甚至危險。

這正是今年諾貝爾化學獎所要解決的問題。該獎項授予了亨利·B·卡根和宗井健三，以表彰他們在有機不對稱合成中發現了非線性效應和自催化。簡而言之，他們找到了方法，推動化學反應偏向某一鏡像形式而非另一種，並讓這種偏好自我放大。

這其中的利害關係並非抽象。在1950年代末和1960年代初，一種名為沙利竇邁的鎮靜劑被給予孕婦以緩解晨吐。該分子的一種鏡像形式有助於緩解噁心；另一種則可能干擾胎兒發育。數十個國家有數千名嬰兒出生時患有嚴重的肢體差異。這場災難重塑了全球的藥物監管，並使分子手性的問題變得無法忽視。

化學家早就知道，理論上可以設計出只產生一種鏡像形式的反應。謎團在於如何可靠地做到這一點。從兩種形式之間微小不平衡開始的反應，往往保持微小。卡根的工作表明，在某些反應中，這種不平衡可以不成比例地增長，這是一種非線性效應。宗井後來展示了自催化，即反應產物加速自身的形成並鎖定一種手性，一種化學記憶。

這些想法結合起來，為化學家提供了以更大控制力引導反應的工具。這對製藥業很重要，因為監管機構現在要求提供藥物含有哪種鏡像形式的詳細數據。這對農業和材料也很重要，只要分子的形狀決定其是否有效。

這一表彰遵循了今年諾貝爾獎季的模式。醫學獎表彰了光遺傳學，一種利用光來開啟和關閉腦細胞的技術。物理學獎授予了冰立方探測器的建造者，這是一個埋在南極冰層下的立方公里中微子探測器。正如一篇中國科學社論所說，這些獎項不斷將無形變為有形，將不可能變為可能。

中國研究人員在這一領域也很活躍。全國各地的機構研究手性化學和不對稱催化，這一主題是有機合成研究生課程的主要內容。諾貝爾獎的引文可能會推動更多學生投身其中。

對我們其他人來說，教訓更簡單。分子的形狀不是細節。它可以決定一種藥物是幫助母親還是傷害她的孩子。兩位化學家花費了職業生涯來學習控制這種形狀，而這個獎項提醒我們，為什麼理解物質的緩慢工作仍然重要。