0:00:17.000,0:00:18.976
在有机化学的早期，

0:00:19.000,0:00:21.976
化学家们明白分子是由原子构成的，

0:00:22.000,0:00:23.976
由化学键相互连接。

0:00:24.000,0:00:26.976
但是，分子的三维形状

0:00:27.000,0:00:30.976
却鲜为人知，因为他们不能被直接观察到。

0:00:31.000,0:00:34.806
分子用简单的连接图表示，

0:00:34.806,0:00:36.976
就像你现在看到的这样。

0:00:37.000,0:00:40.796
19世纪中期，精明的化学家们明白

0:00:40.800,0:00:43.976
这样的扁平模型不能解释

0:00:44.000,0:00:45.976
他们观察到的很多现象。

0:00:46.000,0:00:49.196
但是化学理论没能提供一个令人满意的解释

0:00:49.196,0:00:51.871
来说明分子的三维结构。

0:00:51.905,0:00:58.016
在1874年，化学家范特霍夫发表了这个伟大的假说：

0:00:58.016,0:01:00.976
一个饱和碳原子的四根键

0:01:01.000,0:01:03.996
指向一个四面体的角。

0:01:03.996,0:01:07.026
25多年之后，

0:01:07.026,0:01:10.666
量子革命才从理论上证实了他的假说。

0:01:10.666,0:01:15.266
但是范特霍夫用旋光效应来支撑他的理论。

0:01:15.266,0:01:18.033
他注意到只有具有中心碳原子

0:01:18.033,0:01:20.976
并连接到四个不同原子或原子团的化合物

0:01:21.000,0:01:23.976
才能旋转平面偏振光。

0:01:24.000,0:01:27.196
很明显，这类化合物有独特的性质。

0:01:27.196,0:01:30.256
仔细观察这里的两个分子。

0:01:30.256,0:01:33.976
每一个都具有四面体形的中心碳原子

0:01:34.000,0:01:35.976
分别连接四个不同的原子：

0:01:36.000,0:01:38.976
溴，氯，氟和氢。

0:01:39.000,0:01:41.572
我们很可能会得出结论，这两个分子

0:01:41.596,0:01:45.796
是一样的，如果我们只考虑它们的组成成分。

0:01:45.796,0:01:49.676
但是，我们来看看能否通过完全重叠两个分子

0:01:49.676,0:01:51.456
来证明它们真的是一样的。

0:01:51.456,0:01:56.636
我们可以随意旋转和翻转这两个分子。

0:01:56.636,0:01:57.976
但值得注意的是，

0:01:58.000,0:01:59.976
不管我们怎样移动这些分子，

0:02:00.000,0:02:04.456
完全重叠都是不可能完成的。

0:02:04.756,0:02:07.486
现在看看你的手。

0:02:07.486,0:02:11.136
注意你的两只手有着相同的部分：

0:02:11.136,0:02:13.976
拇指，手指，手掌，等等。

0:02:14.520,0:02:16.976
像我们研究的两个分子一样，

0:02:17.000,0:02:19.976
你的两只手是同样的成分组成的。

0:02:20.000,0:02:25.096
更进一步，你两只手上各部分间的距离也是相同的。

0:02:25.270,0:02:27.401
食指临近中指，

0:02:27.421,0:02:29.976
中指靠着无名指，以此类推。

0:02:30.000,0:02:32.976
我们所假设的分子也是这样的。

0:02:33.000,0:02:34.976
它们的所有内部距离

0:02:35.000,0:02:37.976
都是相同的。尽管它们有很多共同点，

0:02:38.000,0:02:40.396
你的手，和我们的分子，

0:02:40.396,0:02:42.976
显然不是相同的。

0:02:43.000,0:02:45.976
试试把你的手重叠到一起。

0:02:46.000,0:02:47.976
就像我们之前的分子一样

0:02:48.000,0:02:50.976
你会发现它们不能完全重叠。

0:02:51.000,0:02:53.976
现在，把你的手掌相对。

0:02:54.000,0:02:56.376
晃动你的两只食指。

0:02:57.956,0:02:59.976
你会发现你的左手好像

0:03:00.000,0:03:01.976
在通过镜子看你的右手。

0:03:02.000,0:03:05.256
换言之，你的两只手是镜面图像。

0:03:05.926,0:03:07.976
我们的分子也是一样的。

0:03:08.000,0:03:10.976
我们把它们转过来，所以一个看着另一个

0:03:11.000,0:03:13.976
就像镜子里一样。你的手，和分子，

0:03:14.000,0:03:17.976
拥有同样的一种空间特性，叫做手征，

0:03:18.000,0:03:19.976
也叫手性。

0:03:20.000,0:03:22.976
手性就是指我们刚刚描述过的特性：

0:03:23.000,0:03:25.477
一个手性物体和它的镜像并不同。

0:03:25.501,0:03:30.586
手性物体在化学和日常生活中都和特殊。

0:03:30.586,0:03:32.976
螺丝钉，打个比方，就是手性的。

0:03:33.000,0:03:36.976
所以我们才需要区分左手和右手螺钉。

0:03:37.000,0:03:39.976
不管你信不信，某些种类的光

0:03:40.000,0:03:42.516
也像手性螺丝一样。

0:03:43.096,0:03:46.976
在每一束线性的平面偏振光中

0:03:47.000,0:03:49.976
都有左手和右手部分

0:03:50.000,0:03:54.976
共同旋转来产生平面偏振。

0:03:55.000,0:03:57.976
手性分子，当放在这样的光束中时，

0:03:58.000,0:04:01.676
对两个手性部分产生不同的反应。

0:04:02.386,0:04:05.976
作为结果，光的一部分相对另一部分

0:04:06.000,0:04:08.976
被暂时减缓。对光线的影响

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就是相对初始平面的平面旋转，

0:04:13.000,0:04:15.976
也被称作旋光。

0:04:16.000,0:04:20.976
范特霍夫和后来的化学家认识到

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四面体碳的手性可以解释这个奇妙的现象。

0:04:24.024,0:04:28.976
手性也导致了其他很多化学

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和日常生活中的奇妙影响。

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人类喜欢对称

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所以如果你看看周围，你会发现

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人类制造的手性物体非常罕见。

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但是手性分子确实哪里都有。

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很多独立的现象类似旋光，

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钉家具，

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和拍手，

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都包含着这个引人入胜的空间特性。