诺贝尔化学奖揭晓,破解化学的不对称之谜
2026 年 10 月 7 日北京时间 17 时 45 分许,亨利·卡甘(Henri Kagan,法国)和硤合宪三(Kenso Soai,日本)因在不对称有机合成中发现非线性效应和自催化现象,获得 2026 年诺贝尔化学奖。
亨利·卡甘(Henri Kagan) 1930年生于法国,1960年获法国法兰西学院博士学位,法国原巴黎南大学荣誉退休教授。 硤合宪三(Kenso Soai)1950年生于日本,1979年获日本东京大学博士学位,日本东京理科大学荣誉退休教授。 部分化学反应会生成两种不同的分子,二者互为镜像。数十年来,研究人员从理论层面已知,有可能设计出仅生成其中一种镜像分子的反应,但如何在实践中实现这一点始终是未解之谜。亨利·卡甘(Henri Kagan)与硤合宪三(Kenso Soai)因给出了这一问题的解决方案,被授予2026年诺贝尔化学奖。他们的发现对从事反应设计的化学家至关重要,这类反应可应用于药物制造等领域。
构成生命的分子给化学家出了个大难题。想象你是一名按订单制作钥匙的锁匠,麻烦在于,你生产钥匙时,总会做出两个互为镜像的版本,但其中只有一把能开锁——如果顾客拿另一把去开锁,还可能损坏锁具。更棘手的是,这两把钥匙几乎无法区分,最后顾客只能拿到两把。 化学家研发新药时也会遇到类似的挑战。许多药物分子都存在两种变体,二者是互不重合的镜像关系:其中一种有治疗效果,另一种则可能引发不必要的、有时甚至是有害的副作用。这一现象的根本原因与生命的基础化学特性有关:生命具有化学家所称的同手性(homochiral),这个词源自希腊语,意为“相同的”和“手”。和手一样,所有氨基酸都存在两种镜像变体,但你细胞内的蛋白质中只存在其中一种,另一种在自然界中十分罕见。构成我们DNA的糖分子也是如此:这类分子存在两种不同的镜像结构,但生命只使用其中一种。 化学家长期以来一直困惑,同手性是如何形成的。亨利·卡甘和硤合宪三被授予2026年诺贝尔化学奖,正是因为他们为这一谜题找到了答案。亨利·卡甘发现了一种调控化学反应的新方法,能让反应生成的某一种镜像分子的过量程度超过此前的理论预期。他的发现对研发药物、香精、香料和新材料生产反应的化学家而言,具有革命性意义。 硤合宪三设计出了首个仅能生成某一种潜在镜像分子的化学反应。除生命系统本身之外,此前从未有人实现过这一成就。硤合反应(Soai reaction)是有史以来最引人瞩目的化学实验之一。 2026年诺贝尔化学奖的成果源自一条漫长的思想链条,这一链条的第一个环节形成于19世纪中期。一切始于路易·巴斯德对一种葡萄酒生产中重要物质的研究:酒石酸。 酒石酸揭示分子的镜像特性巴斯德研究的大部分对象,都是通过显微镜观察的。当他的同事提出,酒石酸有时会使偏振光向右偏转,有时却完全不影响光线时,他的好奇心被激发了。他培养了酒石酸晶体,在显微镜下观察后发现,这些晶体存在两种变体,二者互为镜像。他用镊子将两类晶体分开,分别溶解在液体中。当他让偏振光穿过这些溶液时,一种溶液使光线向右偏转,另一种则使光线向左偏转。如果将两种溶液混合,光线则完全不发生偏转。 这一实验让化学家认识到,有些物质存在两种镜像变体。最终,这类物质被称为手性(chiral)物质,而互为镜像的两种分子则被称为对映异构体(enantiomers)。
手性原理示意图 生命的“单手性”令研究者困惑 巴斯德在1857年又有了一项重要观察,当时他正在研究细菌发酵酒石酸不同对映异构体的过程。结果发现,细菌很容易发酵葡萄中天然存在的、能使光线右偏的对映异构体,但对镜像分子完全不感兴趣,这类分子始终未被分解。由此,生命化学具有某种手性的观点首次被提出。后来,当研究者开始研究生命的构成单元时,发现天然存在的氨基酸总是使偏振光左偏,而DNA螺旋中的糖则恰恰相反,会使光线右偏。 既然已知生命分子仅包含两种可能对映异构体中的一种,下一个问题随之而来:生命起源阶段发生了什么,让生命的化学体系呈现出“单手性”?当化学家尝试合成手性分子的反应时,试管里得到的总是两种对映异构体的等量混合物。那么,为什么生命体只使用氨基酸的其中一种镜像结构?同手性究竟是如何产生的? 部分化学家提出,手性化学是生命独有的特性。但在20世纪初,德国化学家威利·马克瓦尔德(Willy Marckwald)首次成功实现了不对称(asymmetric)反应。这意味着反应生成的某一种对映异构体比另一种更多。关键在于,马克瓦尔德使用了一种催化剂(catalyst)——这类物质能推动化学反应,但自身不会被消耗。在这个反应中,催化剂本身具有手性,因此会优先促进某一种镜像分子的生成,而非另一种。虽然两种对映异构体生成量的差异非常小,但这一现象的存在本身就是一项突破。
不对称反应示意图 2026年诺贝尔化学奖思想链条的下一个重要环节形成于1953年,内容是发表在一篇科学论文中的纯理论推导。 生命的不对称得到解释 这篇论文的引言中透露出些许意外之感。论文作者是布里斯托大学的查尔斯·弗兰克(Charles Frank),他是一名理论物理学家,在文中提到,有同事告诉他,化学家至今仍不理解生命的不对称性是如何产生的。据这位同事说,为这一问题提供数学层面的解决方案,会对化学家大有帮助。作为回应,弗兰克提出了一个化学反应模型,该模型需要满足三个条件: * 存在手性催化剂与不对称反应。 * 某一种镜像分子的生成过程以某种方式被强化,另一种则被抑制。 * 化学反应能生成催化剂本身。这就是所谓的自催化(autocatalysis),会产生自我强化效应,使反应体系中某一种对映异构体的数量呈指数级增长。 满足所有这些条件的化学反应,最终可以产生同手性。弗兰克的模型在化学家群体中广泛传播,成了一道经典的化学谜题:大学讲师可以把它抛给学生——如何将这些条件转化为现实的化学反应? 如前文所述,马克瓦尔德在20世纪初就成功满足了第一个条件,但直到很久之后,研究者才设计出具有实际意义的不对称反应。该领域的先驱曾获得2001年诺贝尔化学奖与2021年诺贝尔化学奖。 2026年诺贝尔化学奖表彰的是对剩余两个条件的实现。我们先从那个简单而巧妙的思路说起,正是这个思路,让亨利·卡甘在1986年实现了弗兰克模型中的第二个条件。 卡甘打破思维定式卡甘曾任职于巴黎南大学(Université Paris-Sud),是20世纪80年代初致力于优化不对称反应的众多化学家之一。当时的研究目标是生成尽可能纯的对映异构体,以满足药物制造等领域的需求。20世纪60年代初的沙利度胺丑闻已经证明了实现这一目标的重要性:当时数千名儿童出现了由镇静剂沙利度胺导致的先天缺陷。研究者分析事件原因后发现,造成伤害的正是药物活性成分的镜像异构体。 为了推动不对称反应,研究者通常使用双组分催化剂:一个金属原子作为反应的“动力源”,另一个手性物质确保反应具有不对称性。 由于研究者的目标是在产物中获得纯的对映异构体,他们通常会在催化剂中使用尽可能纯的单一对映异构体。但此前他们一直假设,如果在催化剂中混合两种镜像对映异构体,产物中两种对映异构体的比例也会与催化剂中的相同。换言之,他们认为催化剂的手性会传递给产物,二者之间存在线性关系。 卡甘开始质疑这一假设。作为经验丰富的化学家,他花时间更细致地思考了催化剂本身的作用机制。实际上,没人真正知道催化剂是如何工作的——化学反应过程中,金属原子和手性分子显然会发生相互作用,但问题是这种作用是如何发生的。 金属原子通常会同时与多个分子发生相互作用。因此卡甘假设,反应过程中催化剂的金属原子至少会结合两个手性分子。如果将左右两种对映异构体混合,就会形成三种形式的催化剂,如图4所示:右-右型、左-右型、左-左型。 右-右型和左-左型催化剂会生成互为镜像的产物——但左-右型催化剂会如何反应呢?
卡甘发现新现象的示意图
《美国化学会志》(J. Am. Chem. Soc.)1986年,第108卷,2353–2357页。当卡甘在催化剂中混合不同比例的对映异构体时,就出现了图4所示的效应。反应产物中某一种对映异构体的过量程度,高于催化剂中的对应过量程度。他将实验结果绘制成图后,发现了一种非线性效应。 卡甘成功提升不对称性 这一推导让卡甘发现了意料之外的关键现象:左-右型催化剂的行为与另外两种截然不同。当他用催化剂中不同比例的对映异构体组合推动反应时,产物的异构体比例关系并不像其他化学家假设的那样是线性的。相反,卡甘将实验结果绘成的图是弯曲的。原因在于,左-右型催化剂推动化学反应的速度,远慢于右-右型和左-左型催化剂。 实际意义在于,他找到了一种方法,可以提升产物中某一种对映异构体的生成比例。由此他实现了弗兰克模型中的第二个条件。1986年,他发表了至少三种不同的不对称反应,这些反应都表现出化学家所称的非线性效应(non-linear effects)。这是一项历史性突破,许多化学家开始探索这一新现象。其中就包括东京理科大学的硤合宪三,他最终为2026年诺贝尔化学奖的思想链条补上了最后一环。 试错为硤合宪三带来突破硤合宪三研究的是一种具有显著非线性效应的不对称化学反应。当他仔细分析反应的催化剂结构与生成的产物结构时,发现二者存在高度相似性。这给他带来了一个思路:或许他可以设计出一种反应,让催化剂通过自催化过程自行生成? 当时是20世纪90年代初,学界已经发现了若干自催化反应的案例,但没有一个是不对称的。通过对多种不同分子的实验,硤合宪三成功找到了一种手性物质——5-嘧啶基烷醇(5-pyrimidyl alkanol),这种物质可以通过反应自行生成。在1995年发表的一篇论文中,他描述了这一革命性实验。实验初始时,他加入的5-嘧啶基烷醇中,某一种对映异构体仅过量2%,但最终产物中该对映异构体的过量程度达到了87%。这个反应具有自我强化特性,完全满足弗兰克提出的所有标准,但尚未达到生命系统100%的对映异构体纯度。 硤合宪三的精巧反应破解谜题 硤合宪三又用了8年时间,持续寻找最理想的自催化过程。2003年,他终于展示了一种化学反应,反应会生成过量的某一种对映异构体,而这种异构体又能生成自身的拷贝。这是自生命起源以来,人类首次成功从非手性的分子组合中创造出手性。
硤合反应示意图 硤合反应(Soai reaction)被认为是有史以来最精巧的化学实验之一。当硤合宪三启动催化过程时,两种对映异构体都会生成,但由于过程受随机因素影响,其中一种的生成量会略高一点。这种微小的过量就足以让该种对映异构体主导整个化学反应。最终,这种异构体可以占到产物的99.99%。当硤合宪三重复这一反应时,另一种对映异构体也可能反过来主导反应;最终得到哪种对映异构体,取决于反应启动阶段的随机情况。 化学家获得了强有力的新工具 硤合反应是人工反应,与生命的化学过程不同,但它重新点燃了化学家探索生命起源的热情。目前,全球各地的研究者都在尝试复现硤合宪三的成果,目标是生成同手性的氨基酸和糖。 卡甘发现的非线性效应,已经成为化学家设计新反应的重要工具。反应存在非线性效应这一事实,能为化学家提供反应机制的相关信息。这些信息可用于优化反应,从而获得尽可能纯的产物对映异构体。对于所有生产可与生命体相互作用的物质(如药物、香精、香料、农用化学品)的企业而言,这一点至关重要。在某些情况下,这一技术对新材料生产也十分重要。 得益于这些获得2026年诺贝尔化学奖的发现,化学家在日常工作中获得了全新的基础工具,但更重要的是,这些发现帮助破解了化学领域最大的谜题之一:所有生命体中存在的同手性,究竟是如何形成的。 诺贝尔奖官方网站:https://www.nobelprize.org/ 95岁老人破解了生命为何只用「一只手」 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!


