2026 諾貝爾化學獎解開「生命為何偏愛左手」:Kagan 與 Soai 讓化學家能指定做出鏡像分子的哪一邊
2026/10/08
你的左手和右手,構造完全相同卻無法重疊。許多分子也是如此:原子與鍵結完全一樣,只是在三維空間中的排列互為鏡像,化學上稱為「手性」(chirality)。2026 年諾貝爾化學獎,就頒給了讓化學家能夠掌控這種鏡像的兩位科學家:法國巴黎南大學(Université Paris-Sud, Orsay)的 Henri B. Kagan 與日本東京理科大學的 Kenso Soai,獲獎理由是「發現不對稱有機合成中的非線性效應與自催化」。
手性為什麼重要?因為身體對左右兩種分子的反應可能天差地遠。最著名也最悲慘的例子是沙利竇邁(thalidomide):這種曾被用來緩解孕吐的藥物,一種鏡像形式具有鎮靜效果,另一種卻會導致胎兒發育異常,造成數千名嬰兒出生缺陷。更棘手的是,兩種形式在體內會互相轉換,使得任何一種在懷孕期間都有危險。另一個例子是紅葡萄與花生中的白藜蘆醇,它的兩種形式對大腦酵素的影響也截然不同。
因此,製藥工業的核心挑戰之一,是只做出需要的那一種鏡像分子。這就是「不對稱有機合成」:讓化學反應選擇性地產生某一種手性,而不是一半一半的混合物。Kagan 發現了不對稱催化中的「非線性效應」:即使催化劑本身並不純,反應產物的手性純度仍可能被放大。Soai 則發現了「不對稱自催化」:反應產物本身就能催化生成更多同一手性的自己,讓微小的手性偏差在反應中迅速放大。
這兩項發現合在一起,回答了一個存在超過一世紀的科學謎題:為什麼地球上的生命只使用一種手性?構成蛋白質的胺基酸幾乎都是「左手」,DNA 中的糖則都是「右手」。Kagan 與 Soai 的研究顯示,只要一開始有極微小的偏差,透過非線性效應與自催化,化學系統就能自然走向「同手性」,這為生命起源的化學解釋提供了關鍵的一環。
從實用面看,不對稱合成已是現代製藥的基礎技術,讓藥廠能更安全、更有效率地生產單一手性的藥物,減少副作用並降低劑量。從基礎科學面看,它連結了化學、生物與生命起源研究。
對 STEAM 教育而言,手性是少數能用日常經驗就讓學生直觀理解的分子概念:雙手、螺絲的旋向、鏡子裡的自己。配合沙利竇邁的歷史,它還能帶出科學倫理、藥物審查與科學與社會關係的討論。業界分析人士指出,今年的化學獎是一個難得的教學切入點,從國中自然的「對稱」概念,到高中化學的立體異構物,再到大學有機化學,都能找到對應的層次。
對台灣的科學教師而言,不妨趁這週的新聞熱度,請學生拿出雙手、找出家中有手性的物品,再講沙利竇邁的故事。一個好的科學問題,往往從一個看似簡單的觀察開始:為什麼生命只選了左手?