量子力学对生命本质的诠释
汪小波
没有量子力学,就没有今天的高科技。量子力学应用于其他学科,涌现出大量的边缘学科。量子化学逐渐成熟,量子生物学崭露头角,量子医学方兴未艾。
量子化学能较精确的计算分子每个原子的电荷量,为研究反应历程,发现新的反应规律创造条件。即在分子结构的微观层面上,清楚判断有效碰撞的位置,给化学动力学提供微观解释,从本质诠释化学反应。
量子生物学将阐明生物分子的结构及其功能、细胞的分化、新陈代谢的机理、遗传和变异、衰老和癌变、药物的应用等,休克尔分子轨道理论(HMO)可描述平面结构的碱基分子中的п电子运动,成为研究量子生物学的重要工具。量子生物学在阐明致癌分子的结构特征方面成果颇丰。
量子力学与计算机技术相结合,在化学、生命科学、电子技术、材料科学等的广泛应用,充分证明了各事物的相互联系和相互依存。
生命现象表现为某种量子形式。突变是一种量子过程,连续的生命过程是非连续的量子事件构成。人体在宏观上遵循牛顿力学,微观上遵循量子力学。依赖量子力.学对医学终极本质的理解成为今天的重大课题,将从本质上阐明生物分子的结构及其功能、细胞的分化、新陈代谢的机理、遗传和变异、衰老和癌变、药物的应用等,新医疗技术与手段将层出不穷,基因治疗则是从分子层次深入到量子层次。
量子医学是通过量子现象对机体进行综合、系统、全面、发展性地预防、调节、诊断、治疗、康复的学科,使医学研究从宏观进入微观考察生命,与量子力学发生联系。
细胞内的生物化学过程都是由超分子体系来执行,像DNA与RNA的合成、蛋白质的表达与分解、脂肪酸合成与分解等,涉及许多量子力学问题。疾病的发生是新陈代谢失去平衡的结果,而新陈代谢是一切化学反应的总和。
化学反应的本质是原子外层电子重新分布的量子行为,只有通过描述电子行为的量子力学才能深刻认识新陈代谢和更本质阐明疾病发生的机理。
量子力学关于微观粒子运动的描述与中医对气的认识一致,元气是由极小的微粒形成的量子场,波函数可解释中医学的许多理论。经络是能量粒子在人体中运动所经的向大脑传输信息的量子通道,服从薛定谔方程。细胞间的量子信息传输、生物体光子场在细胞通信的作用均被实验证明。
量子力学对哲学中意识的研究,认为人死后还有超越肉体的量子信息(即灵魂)在运动。感觉量子是人类认知与思维的基础,相同的感觉量子会产生相同的细胞反应是记忆和思维的基础。人对各种感觉信息的储存也是量子化的,大脑这个黑箱的秘密正在被揭开,促进了对心理学的生理机制的认识,为人工智能的发展提供理论支撑。
如果从无生命的原子分子合成DNA、蛋白质等,实现生物物质合成与组装,是否会合成有意识的生命体?如果不能,则意识很可能来自于父母的遗传物质,通过信息传递的量子纠缠效应来产生意识;或者是漂浮在宇宙空间的那些承载意识的粒子与地球生命之间产生的量子纠缠,这可以解释前世记忆,也可以解释拉马努金在梦中那个神秘女郎传递的信息,而写出的大量复杂奇怪的数学公式。相信总有一天,意识之谜终会解开。
药物合成遵循唯物主义逻辑。中草药能治疗疾病,使人们坚信中草药中一定存在有活性作用的物质。这种唯物主义观念,促使人们不断寻找或人工合成具有药用价值的物质。如果药物分子与有磁性的分子结合在一起,在外磁场的定向引导下可成为靶向药物,提高病灶组织的药物浓度,减缓药物的副作用;借助于纳米技术制成分子机器人药物来治疗人类的疾病;开发出具有自主知识产权的新药物是药物化学的重要研究领域。
以量子力学出发开发出来的新医疗技术与手段将层出不穷。医学研究也要用到大量仪器分析设备,其原理大多数也是基于量子力学原理。仪器分析检测到的信号,是世界物质性的间接证明世界是由物质构成的。自然科学中的重力场、电场、磁场、温度场等比较容易通过实验感知到,宏观物体也易观察,但微观粒子只有通过特殊的实验手段才能知晓。仪器分析手段所检测到的信号,是世界物质性的间接证明,也是物质不停运动的结果。能级是能量量子化直观描述。原子发射光谱和原子吸收光谱是电子在原子能级中跃迁的结果;核磁共振氢谱是核自旋与外加磁场方向不同产生能级,核发生跃迁的结果;紫外可见光谱是分子中电子跃迁的结果;红外光谱是分子振动和转动量子化的结果。仪器分析方法应用领域极其广泛,加之电子技术和信息技术的渗透,逐渐形成分析科学,成为众多学科共同参与形成的综合性学科,这正是事物间相互联系相互依存的具体体现。
汪小波,四川省夹江中学退休教师,四川省特级教师。曾任多届夹江县政协常委、夹江中学教科室主任。曾获乐山市优秀人才、乐山市优秀教师、夹江县首届名教师等称号。发表论文论著80多篇(部),有多个教育科研课题获省市成果。
赵文碧,四川省青神县河坝子人,三苏文学社社长、主编,擅长写散文与地方传说,代表作品有《火烧玉蟾寺》、《丞相敬师》等,作品常见于《三苏文学》微信公众号、江山文学网、都市头条、金榜头条、美篇、百度等。
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