第三百八十八章 量子生物学 (2 / 3)
        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。

        加州大学伯克利分校劳伦斯伯克利国家实验室的物理学家GrahamFleming如此驳斥传统模型：“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。”

        可是长久以来，大家认为这个过程中没有量子力学什么事儿。但是在2007年，这种看法被打破了。Fleming的团队利用能进行光合作用的绿硫细菌Chlorobiumtepidium发现，激子的传递过程实际上利用的是量子相干性。

        原来，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。

        在量子理论中，激子可以同时计算各种路径，找到到达光合反应中心（橙色）最有效的那一条。来源：LUCYREADING-IKKANDA

        Fleming解释：“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。”

        2010年，多伦多大学的化学研究者GregoryScholes和同事发现，海洋中隐藻门藻类也具有类似的量子相干性。

        就这样在短短的20年里，量子生物学的名词被创造了出来，并成了一个欣欣向荣的学科分支。研究者们也发现了越来越多的传统理论无法解释，但可由量子力学解释的生物现象，比如酶的催化效率、嗅觉的机制、鸟类对地球磁场的感受。

        欧亚鸲（Erithacusrubecu）能感受地球的磁场，但却无法分辨南北，这个现象很难用经典理论解释，但却可以用量子力学说明。

        其中，量子力学能解释的一个重要问题，就是DNA突变。

        DNA的双螺旋结构类似于一个旋转上升的梯子，梯子的每个“台阶”实际上是氢键。氢键其实就是连接左右两个碱基的一个质子，而这个质子通常略微更靠近台阶的某一边。

        1963年，诺贝尔物理学奖委员会成员、瑞典物理学家佩尔-奥洛夫·勒夫丁（Per-OlovL?wdin）在发表在ReviewsofModernPhysics上的一篇文章中提出一种理论设想：在DNA复制的过程中，氢键上的质子可能处于某些量子态之中，如果这个质子靠近“台阶”错误的一边，那么DNA就会发生变异，而质子的这种错误可由量子隧穿实现。

        具体来说，在DNA复制时，碱基之间的氢键断裂，可以和新的核苷酸组合。正常情况下，碱基A（腺嘌呤）和T（胸腺嘧啶）结合，C（胞嘧啶）和G（鸟嘌呤）结合。

        但是，核苷酸可能因为质子隧穿而发生改变，A就会变成A*，T变成T*。让勒夫丁感到担忧的质子的这种乱来就叫做互变异构化（tauterization）。

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