对称性破缺的含义

生命起源中的对称性破缺——生物分子手性均一性，是长期的未解之谜。为什么在自然界中氨基酸有L 和D 两种对映异构体，而组成蛋白质的a-　氨基酸却几乎都是L 型（少数低级病毒有D 型）。天然糖有D 糖，也有L 糖，但核糖核酸（RNA）、脱氧核糖核酸（DNA）中的核糖却全都是D 糖，蛋白质和核酸的这一特性称为分子的手性均一性。

生命分子RNA 和DNA 只由D 核糖组成，蛋白质只由L 型氨基酸组成。核糖的正确复制取决于L 型氨基酸构成的蛋白质的活性，两者的手性是密切相关的。D-核糖的比旋为-23.7°，D-2-脱氧核糖的比旋为-60°，是左旋光分子。值得注意的是19种L 型氨基酸分子并不都是左旋光分子，氨基酸的旋光符号和大小取决于侧链R 基团的性质，并与测定时溶液的pH 值有关。在无人为外加不对称因素时，天然的或实验室化学合成的产物中，L 型和D 型分子出现的概率是相同的，但在生物体尤其是高等动物中这种选择是特有的。是什么力量在所有生物体内，从D、L 分子中挑选出一半呢？

有人将上述现象归之于自发的对称性破缺，并比喻为萨拉姆（AbdusSalam，1979年诺贝尔物理学奖获得者）设宴请客。吃饭前，服务员将餐具布置于圆桌，各碟子间和相邻碟子间的刀叉都严格等距离,入席时客人坐在碟子后，距两边刀叉等距。假定所有客人无偏爱某只手拿刀叉的习惯，那么开宴前该圆桌体系是左右对称的。如果某人突然先拿起左（或右）边的刀叉，邻座的人不得不也拿起左（或右）边的刀叉，该过程迅速影响全桌，最后人人都拿左（或右）边的刀叉，那左右对称性就被打破了。这一过程的开端是偶然的，向左或向右也是偶然的，称为自发的对称性破缺。但自发的对称性破缺具有随机性，无法解释地球上各个蛋白质和核酸都具有同一手性的事实。看来必须存在一种不对称的驱动力，才有可能解决这一难题。(https://www.daowen.com)

1995年3月，美国《科学》杂志报道在洛杉矶召开的“生物分子手性均一性起源”的国际会议上，与会的物理、化学、天文学家大多数认为“没有手性就没有生命”“手性起源先于生命”。目前世界上多数学者否认神秘的生命选择力，不同意“自发的对称性破缺”，主张寻找物理缘由。其中最有吸引力的看法是，宇称不守恒的弱相互作用通过中性流联合电磁相互作用，使手性分子两对映体的电子键产生差别，并计算出左、右分子的能量差约为10-19eV，然后通过非平衡相变和自催化机制逐步放大，最后形成手性分子。