瑞典皇家科学院宣布,将奖项授予亨利·B·卡甘与硖合宪三,以表彰他们在不对称有机合成中的非线性效应和自催化方面的发现。
简单说,这俩人的工作解决了一个困扰化学界一百多年的谜题:
为什么生命只偏爱“左手”分子,而化学家以前在试管里怎么也做不到?
诺奖委员会的评价很直接:“他们让化学能够选择单一镜像。”
一个困扰百年的“左右手”难题
先补一点背景。
很多分子像人的左右手,结构互为镜像,但无法重叠。化学家管这个叫“手性”。生命体里的氨基酸、糖,几乎都只以一种“手性”存在——比如蛋白质里的氨基酸全是“左手”的。
但化学家在实验室合成的时候,得到的永远是左右手各一半。想要什么,偏偏不来什么。
这就很要命。
因为药物分子和人体相互作用时,往往只有一种“手性”有效,另一种可能无效,甚至有毒。史上著名的“反应停”悲剧,就和这个有关。
所以化学家一直想解决:怎么让反应只生成我想要的那一只手?
卡甘:先打破了“天花板”
第一步是亨利·卡甘迈出的。
1986年,他发现了非线性效应。在此之前,化学界有一个线性直觉:催化剂“偏向”多少,产物就该偏向多少。你给10%的偏好,就得到10%的产物过量。
卡甘发现不是这样的。在特定条件下,微小的手性偏好可以被急剧放大——给一点点“倾斜”,产物就能大幅倒向一侧。
这相当于打破了当时化学家对反应“天花板”的认知。原来不对称合成可以比想象中更高效。
硖合宪三:让反应“自己教自己”
如果卡甘展示了“可以放大”,那硖合宪三在1995年到2003年间的工作,则展示了更惊人的东西:反应可以自己教自己。
他设计了世界上第一个具有自催化能力的同手性反应。简单说,产物本身会作为催化剂,推动反应继续生成和自己一样的手性分子。
一开始,哪怕只有极微量的“左手”产物,它就能催化产生更多“左手”;更多“左手”又进一步加速……像滚雪球一样,最终几乎全部产物都倒向同一侧。
2003年,他正式实现了这个反应。诺奖委员会说,除了生命本身,此前从未有人做到过这种程度的同手性自发形成。
为什么重要?
因为这是制药工业的底层逻辑。
今天的药物分子越来越复杂,手性纯度直接决定药效和安全性。卡甘和硖合宪三的发现,给了化学家一套工具,让他们能理性地设计反应,而不是靠运气筛催化剂。
诺奖委员会主席 Heiner Linke 的原话是:“他们提供了对百年化学之谜的解答。”
One More Thing
亨利·卡甘1930年生于法国,今年已经95岁,是巴黎-萨克雷大学荣休教授。
硖合宪三1950年生于日本广岛,东京理科大学荣休教授。
两人将平分1200万瑞典克朗奖金,约合人民币802万元。

