几乎没有什么能区分的孪生体
到现在，你已经能认出一个手性中心，并画出一对对映体——彼此不能重叠的镜像。麻烦之处就在这里：把它们称重、煮沸、熔化，测它们的密度或在水中的溶解度，每一个数字都完全一样。两个对映体拥有相同的键、相同的能量、相同的一切——一切能被对称仪器感知到的东西。在一个寻常的、对镜像视而不见的世界里，它们根本无法分辨。
那么化学家当初是怎么知道有两个的呢？答案是：你必须用某种本身就具有手性的东西去探测一个手性分子——一只左手，只有当它遇到另一只手、而不是一堵平墙时，才会感觉到与右手的不同。最早的这种探针，远在任何人能画出四面体碳之前就被发现了，那就是一束只沿单一方向振动的光。这一个小把戏，就是本篇要讲的全部内容，而这个性质就叫旋光性。
偏振光，以及它感受到的扭转
普通光是一大群同时朝各个方向振动的波。让它穿过一片偏振滤光片——就是好太阳镜里用的那种材料——只有沿单一平面振动的波能存活下来。出来的就是[[plane-polarized-light|平面偏振光]]：一束整齐的、（比方说）只上下摆动、不朝任何其他方向摆动的光。想象你把一根绳子穿过栅栏上一道竖直的缝去抖动；只有上下方向的波能穿过去。
现在让这束偏振光穿过一根试管，管里是单一对映体溶解在无色液体中的溶液。这些分子与光的某一个圆偏振分量的相互作用，比与另一个稍稍强那么一点点，净效果就是振动平面出来时被转过了某个角度。这个分子真的把光的振动平面扭转了。一种对称的（非手性的）物质却什么都不会做——它的镜像就是它自己，所以它没有任何手性可以去抓住这束光。
它往哪个方向扭？这取决于手性。一个把振动平面向顺时针方向（当你迎着光源往回看时）转的分子，叫[[dextrorotatory-levorotatory|右旋的]]，记作 (+) 或 d。把它向逆时针方向转的，叫左旋的，记作 (-) 或 l。这里有一个干净而漂亮的事实：一对对映体把振动平面转过的角度大小完全相同，方向却相反。一个转 +13.5，它的镜像孪生体转 -13.5。光感受到了这个差别，尽管任何天平或温度计都永远感受不到。
比旋光度：把一个读数变成指纹
旋光仪报出的原始角度还不是分子的性质——它取决于光遇到了多少样品。让光程里塞进更多分子，无论是提高浓度还是用更长的试管，观测到的扭转都会成比例地增大。要得到一个属于物质本身的数，你就把这两个因素除掉。结果就是[[specific-rotation|比旋光度]]，一个真正的材料常数，你可以像查沸点一样查到它。
[alpha] = alpha_observed / (l * c) alpha_observed = measured angle, degrees l = path length, decimetres (dm) c = concentration, g/mL Reported as [alpha]_D^20 (D = sodium light, 20 = degrees C)
由于旋光还会随光的颜色和温度漂移，化学家也把它们都钉死——那个小小的 D 表示黄色的钠谱线，上标 20 表示 20 摄氏度。把这些都注明，比旋光度就成了一个可重复的指纹。比如，普通的食用蔗糖比旋光度约为 +66；氨基酸丙氨酸的一个对映体读数接近 +14，而它的镜像读数接近 -14。大小相同、符号相反——恰如对映体必然的表现。
外消旋混合物：两个相互抵消的声音
现在把这两个对映体按完全相等的量混合——一份各占一半的混合物。这就是[[racemic-mixture|外消旋混合物]]（常写成 (±) 样品，或加前缀 rac- 或 dl-）。让偏振光穿过它，指针纹丝不动：读数为零。这个混合物是没有旋光性的，尽管其中每一个分子都是手性的、都在忙着扭转光线。
这种沉默的机理纯粹是相互抵消。每有一个分子把平面转 +13.5，就有一个镜像孪生分子把它转 -13.5，两份贡献加起来等于零——就像一屋子人都在低声说话，一半人用同样的力气说“左”，一半人说“右”，于是整群人合起来什么也没说出来。这就是那个关键而诚实的要点：读数为零并不意味着样品是非手性的。它同样可能是一种强烈旋光的手性化合物的外消旋体。没有旋光性有两个截然不同的原因——要么没有手性，要么两种手性恰好平衡。
为什么重要，以及怎样把这对孪生体拆开
如果对映体如此相同，何必这么计较？因为一旦一个手性分子遇上另一个手性环境，魔咒就破了——而你的身体完全由单一手性的分子构成。酶的口袋是一只右手手套；一个对映体能滑进去并起作用，它的镜像孪生体却塞不进去，正如你的左手卡在右手手套里。这正是药物的一个镜像能治病，而它的孪生体却毫无作用甚至有害的深层原因，也是为什么一个对旋光仪“沉默”的外消旋体，对一个活细胞却可能既喧闹又危险。
所以我们常常需要把一个外消旋体分离成纯净的对映体——这个过程叫[[resolution-of-enantiomers|拆分]]。但你不能直接用蒸馏或结晶，因为这两个的物理性质完全相同；普通的分离手段没有任何可以抓住的把柄。经典的妙招，由巴斯德发明、至今精神犹存，是从外部借来手性：让外消旋体与另一种手性分子的单一纯对映体（一种“拆分剂”）反应。
- 从一个外消旋体出发：你的目标物的 (R)- 与 (S)- 各占一半，照原样无法分离。
- 让两者都与拆分剂的一个纯对映体反应，比如 (R)-胺。现在你得到 (R)(R) 和 (S)(R) 两种产物。它们彼此并不是镜像——它们是非对映体。
- 非对映体的物理性质不同——溶解度和熔点都不同——所以现在用普通的结晶或色谱就能把它们分开。把它们收集到不同的瓶子里。
- 最后把与拆分剂的连接拆开，并把拆分剂回收。你就得到了那两个原本的对映体，如今分装在不同的容器里——拆分完成。
整套策略都依赖于你上一篇遇到的一个想法：一旦你接上一块固定的、单一手性的部件，一对对映体就变成了一对非对映体，而非对映体在化学家能加以利用的那些性质上确实不同。现代实验室更常把外消旋体倒过一根装有手性材料的色谱柱，这种材料对一个对映体的“黏附”比对另一个稍久一点——但原理完全一样：要区分这对孪生体，就引入一只手。