キラリティとは｜Chirality

キラリティ（Chirality,または「カイラリティ」）とは、「ある対象が、その鏡像と重ね合わせることができない性質」のことである。これは物理学、化学、生物学をはじめ広い分野で重要な概念となっており、日本語では「掌性（しょうせい）」とも呼ばれる。

日常的な例としては、人間の左右の手が挙げられる。左右の手は鏡像関係にあるが、どれだけ回転してもぴったりと重なり合わない。このような性質を持つものが「キラル（chiral）」であり、そうでない（重ねられる）ものは「アキラル（achiral）」と呼ばれる。

キラリティの歴史的成立過程

キラリティの概念は、主に19世紀以降の化学と物理学の発展を通じて形成されてきた。ここではその歴史を順を追って説明する。

これが、「分子の構造に起因した光学的活性（光旋光性）」がキラリティという概念として認識される最初の出来事である。

1874年、オランダのヤコブス・ファント・ホッフとフランスのジョゼフ・ル・ベルが独立して、炭素原子が4つの異なる基と結合しているときに生じる立体異性現象を理論的に説明した。
炭素原子の正四面体構造を仮定し、その構造が鏡像異性体（エナンチオマー）を生み出すことを示した。
これは「立体化学（Stereochemistry）」という新たな化学分野の創始をもたらした。

これにより、キラリティは単なる経験的な現象から、分子の立体的構造によって決定される基本的性質であるという認識が生まれた。

20世紀半ば、ロバート・コーン（R.S. Cahn）、クリストファー・インゴルド（C.K. Ingold）、ウラジミール・プレローグ（V. Prelog）らによって「絶対配置（Absolute Configuration）」を決定する体系的な命名法が提唱された。
「R/S表記法」として知られるこの方法は、原子の優先順位を規則的に決定し、立体配置を厳密に定義する方法として現代化学の標準となった。

生体を構成するアミノ酸はほぼすべてが「L型」、糖は「D型」というキラルな構造を持っていることが判明した。これを「ホモキラリティ（Homochirality）」という。
なぜ地球上の生命が特定のキラル構造だけを選択的に使用しているのかという謎は、生命の起源や宇宙化学における最重要テーマとなり、現在も研究が続いている。

19世紀にパスツールによる光学活性の発見を契機に、ファント・ホッフらによって立体化学が確立され、キラリティの科学的定義が形成された。
20世紀中盤以降は、キラリティは物理学（特に素粒子物理）や生物学の基本的な性質として拡張され、現在は自然科学全般において極めて重要な基本概念の一つとして広く浸透している。

キラリティは単なる「左右の違い」ではなく、分子から素粒子、生物に至るまで宇宙を支配する根源的な非対称性（asymmetry）の原理として認識されるに至っている。