95岁拿下诺奖，他曾在25年前与它擦肩而过

95岁，本该是颐养天年的年纪。但亨利·卡根在这一年等来了一通来自斯德哥尔摩的电话——瑞典皇家科学院宣布，将今年的诺贝尔化学奖授予他和日本东京理科大学的硤合宪三。

表彰的理由是：他们在不对称有机合成中发现了非线性效应与自催化。而卡根上一次离这个奖最近，是2001年——那一年他意外落选，在化学界引发了巨大争议。这一等，就是25年。

一个困扰化学界上百年的谜团

诺贝尔化学委员会主席Heiner Linke给出的评价极高：卡根和硤合宪三解决了一个困扰化学界上百年的谜团——生命的单一手性究竟是如何自发产生的。他们开发的化学反应极其壮观。

要理解这份贡献，得先聊化学里最神奇的"手性"。伸出你的左右手，它们看起来一模一样，但不管怎么旋转，左手都不可能和右手完全重合。这种互为镜像但无法重叠的性质，在化学上就叫手性。

早在19世纪中叶，微生物学奠基人路易·巴斯德在研究葡萄酒里的酒石酸时就发现，有些分子存在互为镜像的两种形式，也就是对映异构体。更神奇的是，生命只用其中一只"手"：组成蛋白质的氨基酸清一色是左手性的，DNA里的糖清一色是右手性的。这种现象叫单一手性。

上世纪60年代初的反应停事件就是最惨痛的教训。这种镇静药导致全球上万名婴儿出生缺陷，事后分析才发现，药物里真正起效的是一种镜像分子，造成伤害的正是它的另一只手。所以制药行业有个硬需求：合成手性分子时，只要其中一只"手"。

问题在于，化学家每次在试管里合成手性分子，得到的永远是左手一半、右手一半。怎么让反应只偏向一边，成了困扰化学界上百年的难题。

他偏不信那个"根深蒂固的假设"

1953年，理论物理学家查尔斯·弗兰克提出了一个数学模型。他认为要实现从无到有的单一手性，化学反应必须满足三个严苛条件，其中一条是：有一种机制能够抑制劣势镜像、极大地放大优势镜像。

在20世纪80年代以前，学术界普遍有个根深蒂固的假设：催化剂里左手分子占多少比例，产物里左手分子差不多也就占多少比例。但任职于巴黎第十一大学的卡根偏偏不信这个邪。

他仔细琢磨了金属催化剂的微观机理：一个金属中心在反应中往往会同时结合至少两个手性配体。这样一来，催化剂其实会有三种组合：右-右、左-左，以及左-右。那个左右混杂的异手性催化剂，干活效率会怎样？

1986年，卡根做出了震惊学界的实验结果：那个"左-右"混合的催化剂活性极低，反应速度慢得像蜗牛。往催化剂里混入75%的右手分子和25%的左手分子，左手分子会大量被拖进废掉的左右组合里，真正干活的催化剂，效果相当于右手占了九成。

画成图，产物比例和催化剂比例的关系弯成了一条曲线，完全偏离了人们以为的直线。这就是非线性效应：产物里单一镜像的纯度，可以超过催化剂本身的纯度。同年，卡根在《美国化学会志》上一口气报道了三个表现出这种效应的反应，弗兰克模型的第二个条件就此达成。

别小看这条曲线。它后来成了化学家的诊断工具：一个反应是不是非线性的，能透露出它的内在机理，帮助化学家把产物的手性纯度做到极致。对制药、香精、农药这些和生命打交道的行业，这件工具天天都在用。

让分子学会"自己生出自己"

第三个条件，被东京理科大学的硤合宪三攻克。他当时在研究一个不对称反应，盯着催化剂和产物的结构看久了，突然发现：这俩长得也太像了。一个大胆的想法冒出来：能不能设计一个反应，让催化剂自己生出自己？

90年代初，自催化反应已经有不少例子，但手性的一个都没有。硤合宪三靠着一个分子一个分子地试，找到了一种叫5-嘧啶基烷醇的手性分子，它真的能催化自己的生成。

1995年，他发表了这个实验：开局只让一种镜像领先2%，反应结束后，领先优势变成了87%。人类历史上第一个不对称自催化反应诞生，化学界直接管这个反应叫Soai反应。

但他还不满足。87%离生命的100%还有距离。又是八年过去，2003年，硤合宪三拿出了终极版本：从一堆完全不带手性的原料出发，反应开始后，两种镜像都会出现，纯粹因为运气，其中一种会稍微多那么一点点，可能只有0.00005%的领先。领先的那只"手"会催化自己的复制，把雪球越滚越大。实验中每加一次原料，它的占比就跳一档，加料三次之后超过99.5%，一路能冲到99.99%。

最有意思的是，同样的实验再做一遍，赢的可能是另一只手。开局那一点点随机涨落，决定了整锅反应的命运，像抛硬币一样。官方科普文件的原话是：除生命本身之外，此前没人做到过这件事。弗兰克1953年写下的三个条件，到此全部打通。

25年后的那通电话

卡根1930年出生于法国布洛涅-比扬古，今年已经95岁高龄。他早年就读于巴黎大学理学院和巴黎国立高等化学学院，1960年在法兰西公学院取得博士学位，此后长期任职于巴黎第十一大学，是不对称催化领域公认的拓荒宗师。

早在1971年，卡根就开发出传奇手性配体DIOP，推动了催化不对称合成的发展。2001年诺贝尔化学奖颁发给不对称催化领域时，他的意外落选曾引发学界巨大争议。此前他已经斩获了沃尔夫化学奖、富兰克林奖章、法国科学院院士等多项殿堂级荣誉。

硤合宪三1950年出生于日本广岛，毕业于东京大学，师从日本有机化学宗师向山光昭，1979年获得博士学位。随后他前往美国北卡罗来纳大学教堂山分校，跟随著名立体化学家Ernest L. Eliel从事博士后研究。1981年加入东京理科大学后，他深耕立体化学数十年。据东京理科大学网站刊载的个人履历，2010年至2015年，他曾担任吉林大学访问教授。

往近了说，两位得主的工作是制药业的日常工具。药物分子只要对的那只"手"，就意味着更少的副作用、更低的成本，香料、农药、新材料行业同理。往远了说，Soai反应重新点燃了科学家对生命起源的热情。全世界的实验室正沿着这条思路，尝试造出同手性的氨基酸和糖，想搞清楚四十亿年前，生命究竟是怎么选中一只"手"的。

一个困扰了化学界上百年的谜题，今天有了教科书级别的答案。