拆解今年诺贝尔化学奖

就在刚刚，今年的诺贝尔化学奖公布了。这应该是今年最让人颤栗的一个诺贝尔奖，因为它告诉我们：我们现在生活的整个世界，无论是花草树木、飞禽走兽，还是你我他，都只不过是40亿年前大自然手抖了一下的结果。

今年获奖的是两个搞有机化学的老爷子：一个是95岁的法国化学家亨利·卡甘，一个是76岁的日本化学家硖合宪三，表彰他们发现了不对称有机合成中的非线性效应和自催化。

先别划走啊，知道你听不懂，但是别被这串名词劝退啊，你现在跟着我把两只手伸出来，掌心对掌心合在一起，严丝合缝，对吧？因为人本来就是左右对称的。你可能觉得这不是废话吗，但是现在你把左手叠到右手上面，两个手心都朝下，你再怎么挪也对不齐，就像左手的手套，你也永远戴不进右手。这次高大上的诺奖其实讲的也是这么个事。在肉眼看不见的分子世界里，很多分子也是这个德性，他们原子一样多，种类一样，连化学式都一字不差，可它偏偏分成左手版和右手版。科学家给这个起了个名字，叫手性。

而且更诡异的是同一种分子，左手版可能是救命的药，右手版可能就是毒药。1957 年，德国的格兰泰公司拿到一种新药，也就是后来的反应停，发现它具有很好的镇静催眠作用，还能抑制孕妇的晨吐。于是打着“无毒副作用”的旗号将反应停推向欧洲市场，一经上市就获得市场巨大反响，不到一年时间在46个国家风靡一时。然而谁能想到噩梦正在悄然降临。临床医生陆续发现新生儿的畸形比率异常升高，这些畸形儿手和脚直接长在躯干上，形似海豹，即海豹儿，甚至出现无肢、半肢、无手、无足、无指、缺耳、无眼等。2010年，一篇发表在《Science》上的论文找到了它致畸的关键作用靶点：一种叫 cereblon 的蛋白。反应停确实有左右两种手性版本，但它们进入人体后会相互转化，所以不能简单理解成“右手救命、左手害人”，也不是挑出其中一种就能避免致畸。

原子组成一样，空间方向不同，作用就可能大不相同。这就是手性的神奇之处。而且更奇怪的是，在一个没人插手的原始地球上，左手分子和右手分子按理说就像抛硬币，正反面各占一半，对吧？但这个世界完全不是这样。组成生命蛋白质的氨基酸几乎全是左手，组成DNA和RNA骨架的糖几乎全是右手。这就好比你抛了一亿次硬币，次次都是正面。一个叛徒都没有。

凭什么？硖合宪三这辈子就啃这一个问题。1995年，他在《自然》杂志上发了一篇论文，整个化学界都看傻了。普通的化学反应就像工厂流水线，原料进去，产品出来，到此为止。而硖合找到的这个反应，产品一出炉，转身就变成了工人，回到流水线上照着自己的样子再造新产品。而且，左手分子专造左手，右手分子专造右手。这种"自己造自己"的反应，就叫不对称自催化。

这就像一条街上对门开了两家面馆，装修一样，味道一样，价格一样。开业第一天，左边那家门口碰巧站着两个等朋友的人。路人一看：哟，那家有人排队，肯定好吃，也跟着站了过去。结果队越长，来的人越多；来的人越多，队就越长。对面那家呢，越冷清越没人敢进。三个月后，左边排到了街尾，右边贴上了"旺铺转让"。其实两家的面根本没区别。决定生死的只是一开始左边门口刚好占了两个人。

而硖合的实验，就是分子版的面馆大战，而且数字比这夸张得多。他的团队做到过这样一件事：一开始左手只比右手多出大约两百万分之一，连续反应三轮之后，左手分子就占到了99.5%以上。从几乎看不出差别，到几乎全军覆没，就三轮。