量子力學(xué)對(duì)生命本質(zhì)的詮釋
汪小波
沒(méi)有量子力學(xué),就沒(méi)有今天的高科技。量子力學(xué)應(yīng)用于其他學(xué)科,涌現(xiàn)出大量的邊緣學(xué)科。量子化學(xué)逐漸成熟,量子生物學(xué)嶄露頭角,量子醫(yī)學(xué)方興未艾。
量子化學(xué)能較精確的計(jì)算分子每個(gè)原子的電荷量,為研究反應(yīng)歷程,發(fā)現(xiàn)新的反應(yīng)規(guī)律創(chuàng)造條件。即在分子結(jié)構(gòu)的微觀層面上,清楚判斷有效碰撞的位置,給化學(xué)動(dòng)力學(xué)提供微觀解釋,從本質(zhì)詮釋化學(xué)反應(yīng)。
量子生物學(xué)將闡明生物分子的結(jié)構(gòu)及其功能、細(xì)胞的分化、新陳代謝的機(jī)理、遺傳和變異、衰老和癌變、藥物的應(yīng)用等,休克爾分子軌道理論(HMO)可描述平面結(jié)構(gòu)的堿基分子中的п電子運(yùn)動(dòng),成為研究量子生物學(xué)的重要工具。量子生物學(xué)在闡明致癌分子的結(jié)構(gòu)特征方面成果頗豐。
量子力學(xué)與計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合,在化學(xué)、生命科學(xué)、電子技術(shù)、材料科學(xué)等的廣泛應(yīng)用,充分證明了各事物的相互聯(lián)系和相互依存。
生命現(xiàn)象表現(xiàn)為某種量子形式。突變是一種量子過(guò)程,連續(xù)的生命過(guò)程是非連續(xù)的量子事件構(gòu)成。人體在宏觀上遵循牛頓力學(xué),微觀上遵循量子力學(xué)。依賴量子力.學(xué)對(duì)醫(yī)學(xué)終極本質(zhì)的理解成為今天的重大課題,將從本質(zhì)上闡明生物分子的結(jié)構(gòu)及其功能、細(xì)胞的分化、新陳代謝的機(jī)理、遺傳和變異、衰老和癌變、藥物的應(yīng)用等,新醫(yī)療技術(shù)與手段將層出不窮,基因治療則是從分子層次深入到量子層次。
量子醫(yī)學(xué)是通過(guò)量子現(xiàn)象對(duì)機(jī)體進(jìn)行綜合、系統(tǒng)、全面、發(fā)展性地預(yù)防、調(diào)節(jié)、診斷、治療、康復(fù)的學(xué)科,使醫(yī)學(xué)研究從宏觀進(jìn)入微觀考察生命,與量子力學(xué)發(fā)生聯(lián)系。
細(xì)胞內(nèi)的生物化學(xué)過(guò)程都是由超分子體系來(lái)執(zhí)行,像DNA與RNA的合成、蛋白質(zhì)的表達(dá)與分解、脂肪酸合成與分解等,涉及許多量子力學(xué)問(wèn)題。疾病的發(fā)生是新陳代謝失去平衡的結(jié)果,而新陳代謝是一切化學(xué)反應(yīng)的總和。
化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)是原子外層電子重新分布的量子行為,只有通過(guò)描述電子行為的量子力學(xué)才能深刻認(rèn)識(shí)新陳代謝和更本質(zhì)闡明疾病發(fā)生的機(jī)理。
量子力學(xué)關(guān)于微觀粒子運(yùn)動(dòng)的描述與中醫(yī)對(duì)氣的認(rèn)識(shí)一致,元?dú)馐怯蓸O小的微粒形成的量子場(chǎng),波函數(shù)可解釋中醫(yī)學(xué)的許多理論。經(jīng)絡(luò)是能量粒子在人體中運(yùn)動(dòng)所經(jīng)的向大腦傳輸信息的量子通道,服從薛定諤方程。細(xì)胞間的量子信息傳輸、生物體光子場(chǎng)在細(xì)胞通信的作用均被實(shí)驗(yàn)證明。
量子力學(xué)對(duì)哲學(xué)中意識(shí)的研究,認(rèn)為人死后還有超越肉體的量子信息(即靈魂)在運(yùn)動(dòng)。感覺(jué)量子是人類認(rèn)知與思維的基礎(chǔ),相同的感覺(jué)量子會(huì)產(chǎn)生相同的細(xì)胞反應(yīng)是記憶和思維的基礎(chǔ)。人對(duì)各種感覺(jué)信息的儲(chǔ)存也是量子化的,大腦這個(gè)黑箱的秘密正在被揭開(kāi),促進(jìn)了對(duì)心理學(xué)的生理機(jī)制的認(rèn)識(shí),為人工智能的發(fā)展提供理論支撐。
如果從無(wú)生命的原子分子合成DNA、蛋白質(zhì)等,實(shí)現(xiàn)生物物質(zhì)合成與組裝,是否會(huì)合成有意識(shí)的生命體?如果不能,則意識(shí)很可能來(lái)自于父母的遺傳物質(zhì),通過(guò)信息傳遞的量子糾纏效應(yīng)來(lái)產(chǎn)生意識(shí);或者是漂浮在宇宙空間的那些承載意識(shí)的粒子與地球生命之間產(chǎn)生的量子糾纏,這可以解釋前世記憶,也可以解釋拉馬努金在夢(mèng)中那個(gè)神秘女郎傳遞的信息,而寫(xiě)出的大量復(fù)雜奇怪的數(shù)學(xué)公式。相信總有一天,意識(shí)之謎終會(huì)解開(kāi)。
藥物合成遵循唯物主義邏輯。中草藥能治療疾病,使人們堅(jiān)信中草藥中一定存在有活性作用的物質(zhì)。這種唯物主義觀念,促使人們不斷尋找或人工合成具有藥用價(jià)值的物質(zhì)。如果藥物分子與有磁性的分子結(jié)合在一起,在外磁場(chǎng)的定向引導(dǎo)下可成為靶向藥物,提高病灶組織的藥物濃度,減緩藥物的副作用;借助于納米技術(shù)制成分子機(jī)器人藥物來(lái)治療人類的疾?。婚_(kāi)發(fā)出具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的新藥物是藥物化學(xué)的重要研究領(lǐng)域。
以量子力學(xué)出發(fā)開(kāi)發(fā)出來(lái)的新醫(yī)療技術(shù)與手段將層出不窮。醫(yī)學(xué)研究也要用到大量?jī)x器分析設(shè)備,其原理大多數(shù)也是基于量子力學(xué)原理。儀器分析檢測(cè)到的信號(hào),是世界物質(zhì)性的間接證明世界是由物質(zhì)構(gòu)成的。自然科學(xué)中的重力場(chǎng)、電場(chǎng)、磁場(chǎng)、溫度場(chǎng)等比較容易通過(guò)實(shí)驗(yàn)感知到,宏觀物體也易觀察,但微觀粒子只有通過(guò)特殊的實(shí)驗(yàn)手段才能知曉。儀器分析手段所檢測(cè)到的信號(hào),是世界物質(zhì)性的間接證明,也是物質(zhì)不停運(yùn)動(dòng)的結(jié)果。能級(jí)是能量量子化直觀描述。原子發(fā)射光譜和原子吸收光譜是電子在原子能級(jí)中躍遷的結(jié)果;核磁共振氫譜是核自旋與外加磁場(chǎng)方向不同產(chǎn)生能級(jí),核發(fā)生躍遷的結(jié)果;紫外可見(jiàn)光譜是分子中電子躍遷的結(jié)果;紅外光譜是分子振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)量子化的結(jié)果。儀器分析方法應(yīng)用領(lǐng)域極其廣泛,加之電子技術(shù)和信息技術(shù)的滲透,逐漸形成分析科學(xué),成為眾多學(xué)科共同參與形成的綜合性學(xué)科,這正是事物間相互聯(lián)系相互依存的具體體現(xiàn)。
汪小波,四川省夾江中學(xué)退休教師,四川省特級(jí)教師。曾任多屆夾江縣政協(xié)常委、夾江中學(xué)教科室主任。曾獲樂(lè)山市優(yōu)秀人才、樂(lè)山市優(yōu)秀教師、夾江縣首屆名教師等稱號(hào)。發(fā)表論文論著80多篇(部),有多個(gè)教育科研課題獲省市成果。
趙文碧,四川省青神縣河壩子人,三蘇文學(xué)社社長(zhǎng)、主編,擅長(zhǎng)寫(xiě)散文與地方傳說(shuō),代表作品有《火燒玉蟾寺》、《丞相敬師》等,作品常見(jiàn)于《三蘇文學(xué)》微信公眾號(hào)、江山文學(xué)網(wǎng)、都市頭條、金榜頭條、美篇、百度等。
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