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前所未見 有機生命中的量子現象

科學家們首次在光合作用中觀察到了量子學現象,即粒子在同一時間點存在兩種完全不同的狀態。(ShutterStock)
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【大紀元2018年06月05日訊】(大紀元記者張妮編譯報導)5月21日發表在《自然-化學》(Nature Chemistry)期刊上的一篇論文稱,科學家們在光合作用中觀察到了量子學現象——粒子在同一時間點存在兩種完全不同的狀態。這是科學家們第一次在有機體內觀察到量子現象。

說到量子力學現象,不得不提到著名的「薛定諤的貓」理論。這是奧地利物理學家埃爾溫.薛定諤(Erwin Schrodinger)於1935年提出的一個思想實驗。假設有一個盒子,裡面放一些放射性物質,連接到某個裝有毒氣的機關上。如果放射性物質發生衰變,會觸發機關,毒死貓;如果放射性物質不衰變,貓則活著。但物質衰變與否是不確定的,是概率性事件。薛定諤想陳述的思想是,如果你不打開盒子,就不知道貓的死活,換句話說貓可以同時是「生」和「死」的狀態;如果你打開盒子,貓的生死狀態才是一個確定的狀態。

這個理論拋磚引玉般地為物理界打開了全新的認知世界的方式。一些科學家開始思考,這個實驗中概率和觀察成了非常重要的決定性因素,或者說觀察的一瞬間貓的生死兩種狀態才「合為一體」,但是如何定義「觀察」這個概念呢?用何種儀器「觀察」,還是用人的肉眼「觀察」,不同的人觀察到的結果一樣嗎?只有有意識的生物「觀察」才算觀察嗎?那「意識」又是什麼……

在這篇論文之前,這些都是鍛練科學家腦力的理論活動。然而這次,這個國際科學團隊真的觀察到了。

他們利用一種叫「二維電子光譜」分析的方法,觀測光合作用中綠色硫磺菌的一個重要成分——FMO捕光複合物,真的看到了粒子在同一時間存在兩種不同狀態的現象,這一現象大約持續一個皮秒(10¯¹²秒)。

這個發現有什麼作用呢?《發現》雜誌網站的一篇博文介紹說,這將有助於工程業未來製造出更高效的太陽能板、蓄電池和量子計算機……當然,它還會改寫人類子孫後代的教科書。◇

責任編輯:朱涵儒

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2018-06-05 2:13 PM
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