>>> 2004年第6期
生命的偏好
作者：王艳红
左与右在意识形态或文化领域中有褒贬意味，通常说来似乎右要好一点。中国人把乱七八糟的东西称为旁门左道，看法不合叫意见相左，流放贬官叫左迁。（当然这种褒贬不是一成不变或各处相同的。日本古代的左大臣职位比右大臣更高；信陵君赶着马车去见大梁城的看门老头侯赢，要“虚左”，因为车骑左边是尊位———或许是坐在左边比较不方便驾车的缘故吧）。生命本身也不是左右公平的。无论地域、民族和文化如何，人类中总以右撇子居多，右手比较有力而且灵巧。绝大多数人心脏长在左边。
分子世界里也存在着左右的问题。一些物质以两种不同形式存在，两种形式的分子由完全相同种类和数目的原子形成，但分子结构并不完全相同，而是互为镜像。“镜像”这个词很难下定义，但很容易解释。想像一下面对镜子的情景，你与镜中的自己就互为镜像：几乎完全相同，除了左右相反。基本上，人的两只手互为镜像。一种左右对称的东西，与它自身的镜像是一样的，比如说一个等腰三角形（之所以不举圆或正方形之类更简单的例子，是因为它们对称得太厉害了，不仅仅是左右对称而已）。
现代科学对物质分子左右特性的正式研究开始于路易·巴斯德。这位“微生物学之父”并不只对微生物有兴趣，年轻时就对物质晶体使光的偏振方向发生偏转的问题十分着迷。光是一种电磁波，自然像所有的波一样有着振动方向的问题。想像一下，抖动一根绳子时，上下抖动与左右抖动产生的波是不一样的。普通光源发出的光，什么振动方向的都有，各方向大抵均匀。只在一个平面内振动的光，称为偏振光。偏振光通过某些物质的晶体后，振动方向会发生改变，即这种物质具有旋光性。
巴斯德发现，酒石酸拥有一种镜像物质，它们彼此的旋光性相反。此后有许多科学家对此进行了研究，得到了好几个诺贝尔奖。开尔文勋爵将物质的这种特性命名为“手性”（chirality,源自希腊语的“手”）。我们通常把物质的两种形式分别称为“左手性的”和“右手性的”，也称“左旋的”和“右旋的”，它们互为“对映体”（源自希腊语“相反的形状”）。
同一物质的左手和右手形式，化学性质也可能不同。一个典型的例子是现代医学史上最大的灾难：防止孕妇呕吐的药物“反应停”。它行销数十个国家，导致成千上万的畸形婴儿出生。最终发现，它的成分酞胺哌啶酮具有手性，其中左手形式有镇静剂作用，右手形式则会造成畸胎，而在销售的药物中，左手与右手形式含量各占一半。也有甜蜜可爱或芬芳宜人的例子：某种物质的左手形式是比蔗糖甜百倍的低热量甜叶剂阿斯巴甜，右手形式却是苦的；左手性的薄荷醇有好闻的香味，右手性的则没有。
生命体的许多功能都靠蛋白质来完成。蛋白质是大分子，由氨基酸的“砖瓦”构成，这些砖瓦共有20种。除一种氨基酸没有手性，其余19种都可以有左手和右手两种形式。非生物反应产生的左手型和右手型氨基酸是等量的，它们也差不多同样稳定。但生命体中的氨基酸几乎全是左手型的。某些低级病毒含有右手型氨基酸，那是极少数无关紧要的例外，生命无疑对左手型氨基酸有强烈偏爱。另一方面，天然的糖可以是左手或右手型的，但参与生命过程的糖，都是右手型的，包括组成生命遗传物———DNA的脱氧核糖。
右手型糖的单一性，使DNA的双螺旋朝单一方向旋转，称为右旋。关于右旋的定义，想像豪华建筑里那种巨大的旋转楼梯，如果你往上走的时候总是在向左转，那么这个楼梯就是右旋的。左旋DNA只是近年来在实验室里被合成过，并不存在于生命体里。但是，无数书籍插图、街头雕塑、闲言絮语乃至学术文章，都曾弄出左旋DNA的错误，包括曾经首次发表双螺旋结构论文的英国《自然》杂志。某个版本的《双螺旋》———DNA结构发现者之一詹姆斯·沃森的自传———封面和封底上印着左旋的双螺旋，这想必并非因为沃森本人是左撇子。
人类喜欢认为对称表示完美，不对称的东西即使好看也要称为“缺憾美”。我们还觉得许多自然现象“应该”是对称的，如果发现了不对称，就管它叫“对称残缺”。生命对左手型氨基酸和右手型糖的偏爱、DNA固执地右旋，被称为生命的对称破缺。一些科学家认为这种对称破缺的起源是物理上的，比如宇称不守恒导致左右分子的稳定性有差别。另一些人则提出，生命左右倾向性的起源，是由于某些天文事件发出的偏振光，有选择地毁坏了“生命种子”中的某一部分。
右手只能与右手很好地相握。对称破缺一旦产生，维护与扩大是很容易的，无须精心安排。生命的盛宴上，最先动手的客人偶然拿起了左手边的筷子，他的邻桌也就自然地拿左边的筷子，规则就这样产生，并传递了下去。说不定有一天，我们会在宇宙间遇到右旋氨基酸系统的智慧生命，饶有兴味地共同探讨左右的问题。