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前所未见 有机生命中的量子现象

科学家们首次在光合作用中观察到了量子学现象,即粒子在同一时间点存在两种完全不同的状态。(ShutterStock)
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【大纪元2018年06月05日讯】(大纪元记者张妮编译报导)5月21日发表在《自然-化学》(Nature Chemistry)期刊上的一篇论文称,科学家们在光合作用中观察到了量子学现象——粒子在同一时间点存在两种完全不同的状态。这是科学家们第一次在有机体内观察到量子现象。

说到量子力学现象,不得不提到著名的“薛定谔的猫”理论。这是奥地利物理学家埃尔温.薛定谔(Erwin Schrodinger)于1935年提出的一个思想实验。假设有一个盒子,里面放一些放射性物质,连接到某个装有毒气的机关上。如果放射性物质发生衰变,会触发机关,毒死猫;如果放射性物质不衰变,猫则活着。但物质衰变与否是不确定的,是概率性事件。薛定谔想陈述的思想是,如果你不打开盒子,就不知道猫的死活,换句话说猫可以同时是“生”和“死”的状态;如果你打开盒子,猫的生死状态才是一个确定的状态。

这个理论抛砖引玉般地为物理界打开了全新的认知世界的方式。一些科学家开始思考,这个实验中概率和观察成了非常重要的决定性因素,或者说观察的一瞬间猫的生死两种状态才“合为一体”,但是如何定义“观察”这个概念呢?用何种仪器“观察”,还是用人的肉眼“观察”,不同的人观察到的结果一样吗?只有有意识的生物“观察”才算观察吗?那“意识”又是什么……

在这篇论文之前,这些都是锻练科学家脑力的理论活动。然而这次,这个国际科学团队真的观察到了。

他们利用一种叫“二维电子光谱”分析的方法,观测光合作用中绿色硫磺菌的一个重要成分——FMO捕光复合物,真的看到了粒子在同一时间存在两种不同状态的现象,这一现象大约持续一个皮秒(10¯¹²秒)。

这个发现有什么作用呢?《发现》杂志网站的一篇博文介绍说,这将有助于工程业未来制造出更高效的太阳能板、蓄电池和量子计算机……当然,它还会改写人类子孙后代的教科书。◇

责任编辑:朱涵儒

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2018-06-05 2:13 PM
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