截至 2026-10-08 01:35 UTC。 2026 年诺贝尔化学奖授予 Henri B. Kagan 和 Kenso Soai，将一个出人意料地朴素的问题带到公众面前：化学反应如何把微弱的偏好变成压倒性的优势？法国化学会在 10 月 7 日的公告中，将分子手性及不对称性的放大列为此次获奖研究的核心。[1]

设想某个反应生成的分子分为左手型和右手型。其中一种起初只占微弱优势，在特定条件下，反应便能将这点优势逐步放大。理解这种变化，既会改变化学家对选择性合成的认识，也会影响他们研究生命体系中分子手性起源的思路。[2][3]

分子的“左右手”是什么意思？

双手互为镜像，无论怎样转动左手，它都无法变成右手。有些分子也具有这样的关系：原子的连接顺序相同，三维排列却无法重合。这两种分子称为对映异构体，简称对映体。两者等量混合时，整体的手性偏好为零。

生命体系往往表现出鲜明的手性偏好。日本学士院介绍 Soai 的研究时，举出了蛋白质所用的 L-氨基酸和核酸中的 D-糖。这些例子带出一个关于历史起源的难题：化学反应原本能够生成两种形式，生命中如此一致的选择又是怎样出现的？[3]

化学家会区分手性失衡的幅度与多数一方所占的比例。假设一批分子中，左手型有 51 个，右手型有 49 个，多数一方占 51%，而对映体过量（enantiomeric excess）仅为 2%，即两者占比之差。因此，即使混合物接近各占一半，起点上也能存在微小、可测量的优势。

三项有明确年份的发现，勾勒出这段研究的先后次序：

• 1986 年：Kagan 及合作者发表研究：手性辅助剂的手性偏向改变时，某些反应的选择性变化偏离了预期的正比关系。[2]
• 1995 年：Soai 团队报告了能够放大这种偏差的不对称自催化反应。[3]
• 2020 年：研究人员从分子结构和反应机理入手，考察催化剂聚集体如何促成这种放大。[4][5]

这些研究节点都有文献记录。它们对生命起源意味着什么，还需要进一步论证。

Kagan 改变了什么？

一个合理的初始预期是正比关系：催化剂中手性组分的手性偏向减弱，产物的手性偏向也应相应减弱。Kagan 在个人回顾文章中描述了偏离这一预期的两类实验结果：有些产物的选择性低于按正比关系推算的数值，另一个实验中的产物选择性则更高。[2]

高于预期的这类偏离，为放大效应打开了入口。催化剂混合物中的分子能够结合成活性各异的聚集体。Kagan 讨论的一个模型中，含有相反手性组分的聚集体没有催化活性，余下具有活性的催化物种，其手性偏向便高于最初加入的混合物。因此，仅凭混合物的总体组成，还无法完整说明究竟是哪些物种在发挥催化作用。[2]

这种机理有其适用条件。非线性效应既能提高选择性，也能削弱选择性，具体取决于反应体系。Kagan 的贡献在于，让这种偏离正比关系的现象成为化学家能够研究、建立模型的问题。[2]

Soai 反应如何扩大微弱的领先优势？

自催化是指反应产物能够催化更多产物的生成。在 Soai 体系中，产物以醇锌盐的形式选择性地发挥这一作用，促进与自身手性相同的分子生成。反应将这种自我促进作用与抑制另一条竞争反应途径的相互作用结合起来，让起初的手性过量逐步增大。[4]

早期实验的增幅较小，足以清楚呈现这一过程。后来的研究论文回顾道，1995 年的实验从两种对映体比例为 51:49 的自催化剂开始，新生成的产物比例达到 55:45。将产物投入后续各轮反应后，富集程度进一步提高。[4]

分子如何组织并发挥作用，直接关系到放大过程。Soumitra Athavale 及同事在 2020 年的机理研究中，考察了由四个单元组成的催化剂聚集体。他们结合实验与计算，将聚集体的几何构型同它如何结合原料分子、如何优先生成一种产物联系起来。含有相反手性单元的聚集体则表现出不同的行为。这项研究从分子层面解释了两条反应途径的竞争优势为何能够拉开差距。[5]

若仅将它称为“分子自我复制”，便会遗漏其中的要点：这一过程改变了两种对映体的相对含量。仅凭产物总量增加，仍无法解释为何起初占少数的一方，其占比会逐步下降。

这能解释生命为何选择一种手性吗？

这些实验展示了一种让微小偏差逐步放大的机理。要确立它与生命中特定分子手性偏好的因果联系，还需要证据将这一机理与早期地球上的相关分子和环境条件衔接起来。日本学士院在 2025 年的评述中明确指出，生物同手性，也就是同类生命分子偏向同一种手性的特征，如何形成、何时形成，仍悬而未决。[3]

实验本身也有严格的适用范围。Soai 反应使用专门的起始原料和一种对水分敏感的锌试剂；改变分子结构，可使所需的反应行为发生变化，甚至完全消失。2020 年的研究考察了这些限制；将其解读为一种适用于所有分子的普遍反应，便超出了研究结论。[4][5]

阅读本周报道时，应当区分证实放大效应与还原它在历史上发挥的作用。诺贝尔奖公告表彰的是已有充分依据的化学研究成就；上述历史联系仍有待证据补足。

后续报道值得关注什么？

对科学编辑和教师而言，接下来的 24 小时适合把这两项发现分别解释清楚；在七天内，可以对照研究文献核查相关解读；在 30 天内，关于新应用的任何说法，都应有各自的证据。这些时间段标示的是阅读与核查的重点，研究进度并未作出相应承诺。

通常可以预期，后续报道将重新解释已有实验。若有进一步的进展，应体现为新研究在更广泛的条件下，或在有合理依据可视为前生命环境的条件下，展示了放大效应，并以公开发表的方法和结果为凭。偏离证据的情形则是，报道直接把获奖当作生命起源问题已获解决的证明，却省略了连接两者的证据。

转述一项说法之前：

• 先辨明它讨论的是催化剂的选择性、自催化放大，还是某条关于生命起源的假说路径。
• 核查研究结果实际适用于哪些起始原料和反应条件。
• 如果新证据改变了适用范围，相应修正表述；在缺失的联系得到证实之前，“历史起源之谜已经解开”的说法仍缺乏依据。

来源

1. 法国化学会，“Henri B. Kagan, prix Nobel de Chimie 2026”（2026 年 10 月 7 日）——获奖公告与研究背景；法语。
2. Henri B. Kagan，“Nonlinear Effects in Asymmetric Catalysis: A Personal Account”，Synlett（2001 年），第 888–899 页，尤其是第 1–3 节——德国国家图书馆保存的作者回顾文章；PDF。
3. 日本学士院，“The Discovery of Asymmetric Autocatalysis and Insights into the Origins of Homochirality”（2025 年），第 15–19 页——Soai 获奖研究评述与研究时间线；PDF。
4. Soumitra V. Athavale、Adam Simon、Kendall N. Houk 和 Scott E. Denmark，“Structural Contributions to Autocatalysis and Asymmetric Amplification in the Soai Reaction”，Journal of the American Chemical Society（2020 年）——早期结果、反应组分及分子结构带来的限制。
5. Soumitra V. Athavale、Adam Simon、Kendall N. Houk 和 Scott E. Denmark，“Demystifying the asymmetry-amplifying, autocatalytic behavior of the Soai reaction through structural, mechanistic, and computational studies”，Nature Chemistry（2020 年）——催化剂聚集体与研究提出的机理。
6. 东京理科大学 Soai 研究组实验室主页——日本学士院照片与图注，记录 2025 年 6 月 10 日的颁奖仪式；日语。