生命是什么?站在物理的角度全新解释生命现象(刷新你的认知)

2023-04-27 来源:飞速影视
当我着手去写这篇文字的时候,我的眼睛正盯着窗外的公路旁晒着阳光的树木,那绿色的植被有些被晒的疲软,此时,我思绪万千,不经想象烈日下父母劳作的身影,描绘喜欢的人此刻在干嘛,路上的行走过匆忙的众生又在奔往何处?我又为何存在于此?所有的构思和问题最终还是落在了我常常思考的问题上:“生命到底是什么?有意义吗?这也是我们每个人类思考的问题。
因为了解过植物或者微生物的光合作用机理,所以此刻你也可能和我一样注视着一个大多数人都忽略的自然现象:太阳辐射的光子正以全宇宙最快的速度砸向植物每一片树叶。而此刻作为地球上生产者的植物其叶肉细胞正在利用阳光、水分、二氧化碳创造着几乎供所有生命活着的养分以及氧气。
此刻,你的思维一定和我一样再往下去想,因为你在书上看到过科学家们预测可能量子力学参加了生命活动,书中的量子物理学家像极了你最迷恋的导师,他曾经告诉你这样一个美丽的故事:
一个光子以光速打在类囊体薄膜的叶绿素分子上,将一颗电子打了出去,形成所谓的激子,而那颗高能电子为了防止能量的散失,它必须尽快到达反应中心,而两个电子受体复合物之间的那几纳米距离对于电子传送来说,是相当于两个分别站在地球南极与北极的人在相互扔乒乓球,那电子正是那颗乒乓球。由于植物光合作用的效率要接近百分之百,所以“乒乓球”的传递是高精确度,且是快速的……
我相信这时你求知的欲望是急切的。因为你听到这太想知道植物到底如何实现电子这样的传递,因为这样长的路程使得电子的能量会很快殆尽,植物不可能实现光合作用。然后你顾不得吃晚饭继续追问导师,仿佛这无形间成为让你寝食难安的问题。而导师没有再说下去,只是提示你用波粒二象性去解释。
你后来将这个故事继续延续了下去,如果电子以经典物理学的粒子态一直乱撞,显然不可以,那样的概率趋近于数学概率上的无穷小,而当其化作量子波时似乎一切问题都迎刃而解,现在需要你放弃你脑子里固化的印象:电子是个小球。完全可以将它想象成想四面八方流逝的平静水波。这样的话,总有一个方向电子可以遇到下一个复合物,然后波函数坍塌成一个粒子,这样将概率变为了1,可以说是所有随机的组合变为了必然事件。
于是,你想到了伟大的科学家薛定谔,他早就预言量子现象参与了生命现象。实际上你印象最深的当属科学家泡利提出的“泡利不相容原理”吧,费米子(电子)的自旋是二分之一,这就预示着在一组由全同粒子组成的体系中,在体系的一个量子态(即由一套量子数所确定的微观状态)上只允许容纳一个粒子,这是整个化学界的基石,更是生命物质结构的基石。
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