刚刚，诺贝尔化学奖揭晓！95岁老人破解了生命为何只用「一只手」

新智元报道

就在刚刚，2026年诺贝尔化学奖公布！

这届化学奖，颁给了法国巴黎南大学的Henri Kagan和日本东京理科大学的Kenso Soai，以表彰他们在不对称有机合成中发现非线性效应和自催化作用。

这两位的发现，解答了一个困扰人类长达一百多年的终极谜题：生命，为什么是「偏心」的？

他们的研究不仅关乎地球生命起源，更在现实中拯救了无数人的生命，彻底改变了现代制药工业。

Kagan今年已经95岁了！

25年前，和他一起拿下沃尔夫奖的两位同行走上了诺奖领奖台，他却被留在了台下。25年后，他终于把诺奖补了回来！

Kenso Soai1950年生于广岛，2010年到2015年，还在吉林大学当过五年客座教授。

而赛前呼声很高的华人化学家刘如谦，这一次与诺奖擦肩而过。

更巧的是，两年前的诺贝尔化学奖，刚刚颁给了AlphaFold。可直到今天，AlphaFold 3还会把分子的左手和右手弄反！

造物主的恶作剧——致命的「双胞胎」

要理解今年的诺贝尔化学奖，我们需要理解「手性」。

左手和右手看起来一模一样，但无论怎么旋转，都无法让左手和右手重合在一起。在化学世界里，这种现象被称为「手性」。

许多化学分子也像双手一样，存在两种互为镜像的变体——「对映异构体」，称为「左手分子」和「右手分子」。

但问题在于，生命的密码锁，是「认手」的。

如果同时造出一把「左手钥匙」和一把「右手钥匙」，客户的锁只能用其中一把打开，如果强行把另一把插进去，不但打不开，还可能把锁彻底毁掉。

这在制药领域，曾经是一个噩梦。

20世纪60年代，有一款名为「反应停」（沙利度胺）的安眠药在全球风靡，尤其被广泛用于缓解孕妇的晨吐。然而，悲剧发生了：全球出现了成千上万名出生时带有严重先天缺陷（如海豹肢症）的婴儿。

为什么会这样？

科学家们后来惊恐地发现，沙利度胺就是一种「手性药物」。它的「右手分子」是天使，能够有效镇静安眠；但它的「左手分子」却是恶魔，会导致胎儿畸形。当时的制药工艺无法将这两种分子分开，孕妇们吞下的药片中，天使与恶魔各占一半。

这场被称为「沙利度胺惨案」的悲剧，向人类展示了控制分子「手性」的重要性。 化学家们痛下决心：我们必须找到一种方法，在试管里制造出「右手分子」，或者「左手分子」！

但这谈何容易？

自然界的偏心：试管里的「五五开」

当化学家们试图在实验室里制造手性分子时，他们绝望地发现：如果没有外界手性力量的干预，化学反应永远是绝对公平的——生成的「左手分子」和「右手分子」永远是50%对50%。这在化学上被称为「外消旋体」。

但是，大自然里却不是这样。

地球上的所有生命，都是极其纯粹的「单手性」生物。 构成我们身体蛋白质的所有氨基酸，清一色全是「左手」的（L-型）；而构成我们DNA和RNA骨架的所有糖类分子，清一色全是「右手」的（D-型）。

为什么？为什么没有哪怕一个右手的氨基酸混入我们的身体？

如果在实验室里随机合成总是得到50/50，那么在地球几十亿年前的原始海洋中，生命最初的分子是如何打破这种平衡，形成今天这样100%纯净的单手性世界的？

这个问题，被称为「生物同手性之谜」。

1953年，英国布里斯托大学的理论物理学家Charles Frank爵士，用一篇数学论文「嘲讽」了化学家们。

他提出，生命必定经历了一个极其特殊的化学过程。要实现从50/50到100%单手性的跃迁，必须同时满足三个苛刻的条件：

1.自催化：产物必须能够催化自身的形成（自己生自己）。

2.不对称反应：反应必须是偏向某一边的。

3.相互抑制（互相伤害）：「左手分子」和「右手分子」在相遇时，必须能够互相抵消或者抑制对方的生长。

弗兰克的数学模型完美无缺，他在论文结尾冷冷地抛下一句：「在实验室里证明这一点，也许并非不可能。」

这简直是物理学家对化学家的终极挑衅。

在接下来的几十年里，这个模型成了一道悬在所有化学家头顶的「无解之谜」。如何在真实的烧杯里，用真实的分子，重现这个魔法？

直到今年的两位诺奖得主闪亮登场。

Kagan的「反直觉」突破——非线性效应

20世纪80年代，法国巴黎南大学的Henri B. Kagan想到一个问题。

当时，化学家们为了制造纯净的单手性药物，已经发明了「不对称催化」技术，就是用一个已经具有手性的催化剂，去引导反应生成特定手性的产物。

当时的化学界有一个根深蒂固的「常识」：催化剂的纯度，决定了产物的纯度。这是一条笔直的直线。

如果你用的催化剂是80%的「左手」和20%的「右手」，那么生成的产物也必定是80%的「左手」和20%的「右手」。这听起来非常符合常理，对吧？

但卡根是一个喜欢打破砂锅问到底的人。他开始思考：如果催化剂不是单打独斗，而是「组团」工作的呢？

许多金属催化剂在反应时，中心金属离子会同时吸引两个手性分子。卡根推演了一下：如果我们在烧杯里混合了左手和右手催化剂分子，它们两两结合，会出现三种组合：

左-左 组合（纯粹的左手小分队）

右-右 组合（纯粹的右手小分队）

左-右 组合（混搭小分队）

奇迹，就隐藏在这个「混搭小分队」里。

卡根通过精密的实验和计算发现，那些「左-左」和「右-右」组合的催化剂工作效率极高；但是！那个由一左一右组成的「混搭小分队」极度懒惰，甚至完全不工作！

这就产生了一个极端神奇的后果：非线性效应（NLE）。

假设你使用的催化剂中，左手占75%，右手占25%。

按照概率，「左-右」混搭组合会大量消耗掉那些处于少数的「右手」分子。这就导致剩下的、能真正发挥作用的催化剂中，几乎全是「左-左」组合！

结果就是：你只用了75%纯度的左手催化剂，却奇迹般地得到了90%甚至纯度更高的左手产物！

诺奖官方的插图把左右反过来算了一遍：右手占75%、左手占25%时，随机配对之后，「右-右」占56%，「左-左」只占6%，剩下38%全是「左-右」混搭。

混搭那一份基本罢工，真正推动反应的，就变成了九成「右手」、一成「左手」！

Kagan的推理：左右混搭的催化剂几乎不干活，右手版因此占了上风

1986年，Kagan正式发表了这一震撼化学界的发现。

那一年，Kagan一口气报告了三个不对称反应，产物和催化剂的纯度全都不成正比。

其中一个不对称环氧化反应里，产物的纯度甚至比催化剂本身还高！诺奖委员会的科学背景材料说，这在当时是「不可想象」的。

故意把催化剂掺「脏」，产物反而更纯。这种可能，Kagan早在60年代末就琢磨过。

他打破了化学界对于纯度传递的线性假设。

更重要的是，他完美地证明了物理学家弗兰克当年提出的第三个条件——「相互抑制」。异手性分子的结合会导致催化剂失活，这就是微观世界里的「互相伤害」。

Kagan的发现，为现代制药工业提供了强大的武器。如今，药企在合成手性药物时，可以通过非线性效应的分析，用极低的成本和纯度不高的催化剂，提纯出纯度极高的救命药物。

但这还不够。卡根只是证明了「不对称放大」，他还没有实现弗兰克模型中最核心的一环：「自己催化自己」。

接力棒，交到了日本科学家手中。

Kenso Soai的「封神之作」

Kenso Soai在1979年拿到东京大学博士，导师是有机合成大家向山光昭。之后，他去美国北卡罗来纳大学教堂山分校，跟着立体化学家Ernest Eliel做了两年博士后，1981年加入东京理科大学，此后一直在这里。

日本东京理科大学的Kenso Soai看到了Kagan的论文，忽然想到：既然不对称放大是可能的，那么，我们能不能找到一种分子，它既是催化剂，又是产物，而且在自我复制的过程中，还能不断把自己的「手性」放大？

这在当时被认为是「化学家的白日梦」。整个90年代初，Kenso Soai都在疯狂试错。他尝试了无数种分子的组合，经历了成千上万次的失败。

1990年，他用二异丙基锌和吡啶-3-甲醛，第一次做出了不对称自催化反应。可产物的纯度只有35%，比催化剂的86%低了一大截。弗兰克的三个条件，只凑齐了两个。

诺奖官方科普材料里，这一段的小标题就叫「试错带来结果」。

终于，在1995年，他撞开了那扇大门。

他发现，在二烷基锌=与嘧啶-5-甲醛的反应中，生成的产物——一种醇类分子——竟然可以作为催化剂，去催化它自身的形成！

这不仅是自催化，而且是「不对称自催化」。

这项成果发表在Nature上。起点只有2%的手性偏差，经过自催化，被放大到了87%！弗兰克的三个条件，第一次在实验室里全部凑齐。

但Kenso Soai没有停，又磨了整整8年。

最不可思议的实验发生在2003年。Kenso Soai和他的团队进行了一次堪称化学史诗的演示。

他们在一个反应体系中，加入了一种纯度低到令人发指的初始催化剂：它的左手分子只比右手分子多出了极微小的 0.00005%！ 这在普通仪器里甚至都检测不出来，几乎可以等同于完全不偏不倚的 50/50 混合物。

然后，奇迹发生了。

第一轮反应结束后，微弱的偏好被放大了，产物的左手优势变成了 57%。他们把这个产物拿出来，作为下一轮的催化剂投进去。

第二轮结束，优势变成了 99%。

第三轮结束，产物的纯度超过了 99.5%！

只需三个连续的循环，初始那微不足道的、仅有百万分之零点五的不平衡，就被放大了整整 63万倍，最终造就了一个纯粹的单手性世界！

这个反应，被学术界命名为「Soai反应」。

诺奖委员会直接把它称作「有史以来最惊艳的化学实验之一」！

Soai反应：起点几乎看不出偏差，加三次料之后，一种镜像占到99.5%以上

这是人类历史上第一次，也是迄今为止唯一一次，在没有外界强烈手性力量干预的情况下，仅仅依靠化学体系自身的机制，实现了从近乎非手性到绝对同手性的飞跃。

更狠的是，Kenso Soai连那一丁点偏差都不给。

起始溶液完全没有手性，他一共做了37次：18次一种镜像胜出，19次另一种胜出，最终纯度从15%到91%不等。

哪只手赢，全看反应刚开始那一瞬间的偶然。之后，自催化会把这点偶然一路放大到底！

2009年，他在Science上把触发信号压到了极限：一个分子只是把一个碳12换成了碳13，这点微乎其微的差别，就足以决定整锅产物偏向哪一只手。

物理学家弗兰克在1953年写下的预言，在半个世纪后，被Kenso Soai变成现实。

破解生命起源的终极密码

Soai反应和我们开头提到的「生命为什么是偏心的」有什么关系？

关系太大了。

在地球诞生之初的「原始汤」里，并没有什么高科技仪器来提纯分子。生命最初的氨基酸和糖，不可避免地是「左」和「右」对半开的。

但是，只要有宇宙射线、或者某种特定晶体表面的吸附，甚至是纯粹的「统计学随机涨落」，导致某一个极其微小的局部，「左手」氨基酸比「右手」多出了哪怕 0.00001%。

在Soai反应所揭示的机制面前，这 0.00001% 的差别，就足以改变一切。

通过自催化和非线性放大的「内卷」效应，多出来的「左手」分子会疯狂地自我复制，同时无情地抑制「右手」分子的生成。几百、几千个周期之后，整个原始汤里的「右手」分子将被彻底淘汰出局，留下一个100%纯净的「左手」世界。

Kagan和Kenso Soai的发现，不仅让现代制药学得以破除「手性幽灵」，更是在最底层逻辑上，向人类展示了生命起源时那一抹不可思议的「偏心」是如何发生的。

上帝也许真的没有掷骰子，他只是在这个名为地球的烧杯里，悄悄安排了一场「自催化」的非线性游戏。

AI拿了诺奖，却还会弄反左右手

有趣的是，这一届诺贝尔化学奖和之前也有联系。

两年前的诺贝尔化学奖，颁给了蛋白质设计的David Baker，以及AlphaFold背后的Demis Hassabis和John Jumper。

同一年，谷歌DeepMind和Isomorphic Labs发布了AlphaFold 3。论文在讲局限的那一节里坦白：模型的输出并不总是遵守手性，哪怕输入里已经给了手性正确的参考结构。

团队在PoseBusters基准上，专门给排序公式加了手性惩罚，手性错误率仍有4.4%。

换一道更难的题，错得更离谱！

杜克大学Bruce Donald团队用AlphaFold 3做了3255次实验，专门预测由右手氨基酸组成的D型肽和蛋白质的复合物。输入里明明白白写了每个手性中心都是D型，AlphaFold 3的手性错误率还是高达51%！

论文的原话是：平均下来，模型的准确度和每个残基随机猜L还是D差不多。AlphaFold 3给出的置信度，也分不出哪些预测手性对了、哪些错了。

化学家也在教AI认手。

2019年，伊利诺伊大学Scott Denmark团队在Science上发表了一套机器学习流程：训练时故意拿掉所有选择性超过80%的反应，深度神经网络照样预测出了选择性最高的那几个。

2025年，Scripps研究所的华人化学家余金权和合作者把一个在100万个分子上预训练过的化学语言模型，拿220个已发表的反应和77个已知手性配体做微调，让它生成了全新的手性配体。

今天，AI几分钟就能给出一个蛋白质的结构，却还分不清分子的左手和右手。

其实，Kagan本该是在01年拿到诺奖的人。

2001年，诺贝尔化学奖颁给了不对称催化，获奖人有三人，名单里偏偏没有Kagan！

2013年，Kagan承认自己当时确实很失望：「更让我失望的是，就在不久前，被看作诺贝尔奖前厅的沃尔夫奖，刚颁给了Noyori、Sharpless和我。」

后来他出国讲学，海报上介绍他的方式是：「本该在2001年拿到诺贝尔奖的人」。

25年后，95岁的Kagan，终于等来了属于自己的诺奖！

致敬探索未知的引路人

2026年的诺贝尔化学奖，颁发得可谓实至名归。

诺贝尔化学委员会主席Heiner Linke评价道：「Henry Kagan和Kenso Soai解决了一个长达一个多世纪的化学之谜：同手性究竟是如何自发出现的。他们开发的化学反应堪称奇观。」

亨利·B·卡根，这位1930年出生的法国老人，以其敏锐的洞察力，敢于质疑书本上的死理，做出了重大发现。

Kenso Soai，这位1950年出生的日本学者，凭借着十年如一日的死磕和惊人的直觉，找到了完美「自我复制并进化」的魔法分子，完成了这项「除了生命本身之外，无人曾达成过的壮举」。

1200万瑞典克朗的奖金将由这两位科学巨匠平分。但他们留给全人类的财富，却远非金钱所能衡量。

今天，每当你吞下一片安全有效、没有严重副作用的手性药物时，你都应该想起这两位化学家。

让我们向2026年诺贝尔化学奖得主——亨利·B·卡根与Kenso Soai，致以最崇高的敬意！

参考资料：

https://www.nobelprize.org/prizes/chemistry/2026/press-release/

https://www.youtube.com/watch?v=a9Bhx9wEt8U

编辑：Aeneas 大卫 摩西