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量子物理:解釋生命起源的關鍵

量子物理:解釋生命起源的關鍵

超微觀世界決定微觀世界,微觀世界決定宏觀世界。人宏觀世界裡的一個個體,所以生命的本質一定是由微觀世界決定,再由超微觀世界決定。

人不是一堆原子的隨意拼湊,而是一堆粒子有意識的聯合。原子通過共價鍵形成分子,分子聚在一起形成分子聚集體,然後形成小的細胞器、細胞、組織、器官,最後形成一個整體。

量子理論已經滲透到了我們生活的方方面面,如果你不懂量子力學,就無法理解其中的奧妙。量子力學不僅作用於非生命現象,在生命現象中同樣起著關鍵作用。沒有量子力學,就無法解釋酶的催化、光合作用、鳥的導航、魚的嗅覺、基因突變等生命現象。

量子物理:解釋生命起源的關鍵

生命有序性的自我維持需要依靠酶、色素、DNA、RNA 和其他生化分子的協同合作,而這些生化分子的性質則多數建立在諸如隧穿、相干性和糾纏態等量子現象上。量子範疇內發生的變化引起宏觀世界的效應是生命獨有的特徵,正是生命宏觀現象對量子世界的敏感性,讓奇特的量子現象造就了宏觀的我們。量子計算機的運算能力以指數級的方式隨著量子位數目的增加而增長。如果大腦中萬億個神經元之間真的存在神秘的遙控力量,那麼原本獨立的每條神經中所包含的信息就可能通過這種方式被整合起來,「捆綁問題」也就迎刃而解了。大腦成了一台原理神秘但是異常強大的量子計算機。

生命力實質上就是一種「催化反應」。酶參與了每一個活著的和死去的細胞中的每一個生物分子的合成與分解。與其他生命要素一樣,酶之於生命,生死攸關。酶在分子內或分子間操控著單個的原子、質子和電子。酶可以精確操縱基本粒子的運動,並藉此深入到量子世界中利用其奇異的法則。酶的作用機理正是「量子隧穿」。依量子力學觀點,無論粒子能量是否高於勢壘,都不能肯定粒子是否能越過勢壘,只能說出粒子越過勢壘概率的大小。量子隧穿效應也可以存在於某些化學反應中。此類反應中,反應物分子的波函數從反應勢壘穿過即可使反應發生,而在經典的化學反應中,反應物分子只有獲得足夠能量,越過活化能的能壘,反應才可以發生。化學反應中的量子隧穿效應是宇宙中眾多有機分子得以合成的基礎,也有可能是合成早期生命所需的有機化合物的重要機制。外太空中,溫度極低,並且存在著大量的氫元素和氦元素,和大量的甲醛分子作合成原料,這些因素,都有利於量子隧穿效應的發生。通過很多類似的反應,可以由簡單的無機原料,突破傳統化學反應的禁阻,合成很多複雜的有機化合物。

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