第四百三十五章 量子生物学（生物学） (第1/1页)

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“最好别碰这个专业，自打薛定谔写了《生命是什么》以来，就想用物理学解释生物学。但这个或许听起来是蹩脚的，或许是时候未到，不要轻易的钻进去。”一个老教授劝解Jim Al-Khalili 。这个老教授觉得这个太扯了。

Jim Al-Khalili理解教授的保守，但坚持道：“咱们都是做物理学的，没有碰过生物，这无可厚非。但我们为什么不去碰生物呢，生物也不来碰物理。如果这两者之间有了关联，而且很重要，但我们都没有跨界交流，那科技的停顿该怪谁。”

老教授说：“先不说现在有没有太多人做，也不说这个行业是否成熟。你拿出个有说服力的东西，让我觉得这是值得的。”

Jim Al-Khalili 说：“光合作用的本质，可以考虑考虑把？”

老教授说：“光合作用顶多也只是光电效应而已，这就到尽头了。用不到什么太深的量子力学的东西。”

Jim Al-Khalili 说：“在光合作用中，能吸收光子的光敏分子，如叶绿素叫做发色团。发色团吸收特定波长的光子，其中一小部分光子的能量被转化为热量，也就是分子的振动，而大部分则变成了激子，也就是一种类似于粒子的能量包。激子这种能量包要被传导到一个集中处理站，光合反应中心，才能被用于生命活动。可是，发色团聚集成了一个类似于太阳能板的阵列，天线色素，而某个发色团产生的激子要到达光合反应中心，需要穿越其他发色团。”

老教授听到此处，在回忆自己上学时光合作用的原理，也让Jim Al-Khalili说慢点，然后挨个记光合作用的每个过程。

Jim Al-Khalili继续道：“传统生物理论认为，激子在发色团之间的传递像是随机乱传的击鼓传花，从一个发色团传给另一个，直到最后到达光合反应中心。这个过程叫做 F?rster 耦合。可是问题来了，激子要经历成百上千的发色团才能到达目的地，而每转手一次，就会损失一次能量。也就是说，走的冤枉路越多，光合作用的效率就越低。如果光合作用的能量传输过程真的如此，那么它的理论效率就只有50%。但是，光合作用的效率是95%，超过人类已知的其他能量转化效率，而且发生十分迅速，这是传统理论无法解释的矛盾。”

老教授说：“然后呢，是量子隧穿效应在作祟？”

Jim Al-Khalili说：“经典的跳跃模型不正确也不充分，它对真实过程的描述是错误的，而且缺失了对光合作用无与伦比的效率的解释。激子的传递过程实际上利用的是量子相干性。激子具有波粒二象性，它类似于一个向四面八方传播的涟漪，可以同时探索池塘内，也就是天线色素中的各种通道，找到到达光合反应中心最有效的一条途径。”

老教授说：“那倒也是，如果把生物学往细处分析，也难免会涉及到常人难以理解的量子效应。”

Jim Al-Khalili说：“没错，量子相干性在光合作用的能量传递过程中起到了很大的作用，揭示了能量传输的效率。激子可以同时搜索所有的能量传输通道，找到其中最有效率的那条。”

Jim Al-Khalili继续道：“生物的尽头是化学，而量子相干和量子纠缠决定了共价键的形式。”

老教授说：“生物到达一定层面的时候才会涉及到量子力学，一般情况的话，还未到量子力学这个层面，就算是结题了。或许我的想法是错误的了。”