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神秘的量子生命读后感1000字(3)篇

(2018-09-19 11:32:17) 读后感

神秘的量子生命

作者:吉姆·艾尔-哈利利  约翰乔·麦克法登

在整个科学领域,量子力学是最具影响力的重要理论。没有量子力学,我们就无法解释世界是如何运转的,比如:知更鸟长途迁徙时是如何通过微弱的地球磁场感知方向的?小丑鱼是如何找到回家之路的?光合作用中能量的传递效率为什么那么高?对所有这些问题的解答,都离不开量子力学,离不开量子隧穿、量子相干性和量子纠缠。酶促反应,光合作用,嗅觉,鸟类的磁感应,基因的复制,心智之谜,生命的起源,这种种现象都与神秘的量子世界有关。物理世界有三个层次,第一层是宏观世界,遵循牛顿运动力学法则,第二层次是热力学世界。遵循热力学法则。最深的第三层是量子世界。在这个维度里,原子、分子以及组成它们的所有成分粒子都遵循精确而有序的量子规则。人造生命一定要遵循量子理论,因为没有量子力学,就不会有生命。费曼说过:“凡是我做不出来的,就是我还不理解的。”如果有一天,人造生命真的成为现实,那将意味着我们终于理解了生命的本质。我们将会看到:生命正驾驭着混沌之力,在经典世界与量子世界之间狭窄的边缘上,乘风前行!

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神秘的量子生命读后感1000字 第(1)篇

本书翻译内容十分精彩。自从2004年自然杂志发表了,一项“关于知更鸟的研究,为“鸟类利用量子纠缠来进行环球导航”的理论提供了第一份实验证据,它像开了实验量子生物学的先河。尽管1932年,《量子力学与生物学和心理学的根本问题》(Die Quantenmechanik und die Grundprobleme der Biologie und Psychologie)的论文,被学者们视为“量子生物学的第一篇科学论文”。这本书名也真好,像标题党一样吸引人。如同书中描述,“量子隧穿和量子叠加态,它们都既存在于太阳的核心,也存在于电子设备中,比如电子显微镜和核磁共振成像扫描仪之中。那么,发现大批量子现象在生物学中又有什么值得我们大惊小怪的呢”?n例如,在仿生学或者诠释光合作用的机制中,及胜过电子或者量子计算机网络之大脑神经元系统网络,还有在诠释人的意思,灵魂的本质是什么等时,都不能不想到……。特别“意识是一种量子力学现象。这个观点最著名的支持者是牛津大学的数学家罗杰·彭罗斯(Roger Penrose)。他在1989年出版的著作《皇帝的新脑》(The Emperor’s New Mind)里提出,人类的大脑就是量子计算机”。神经元细胞膜上的离子通道,就是大脑中存在量子力学现象的可能位置。在发现发现了DNA分子的双螺旋结构之前,薛定谔曾经认为,“生命是量子的,生命的秩序属于“来自有序的有序””。并且,在发现DNA 之后,科学家总体上心安理得地忽视了在数学上具有挑战性的量子世界。因此,薛此定义的确像有很强量子的味道,记得一位大量子物理学家费曼的名言说:没有人真知道量子……。可喜的是,现在生物学领域,“胡汉三又回来了”!n例如,书中介绍:“提高身体的温度会增加分子冲撞的能量和速度,因此,退相干现象在较高的温度下更为常见。但你可别以为“较高的温度”指的是我们认为“热”的温度。事实上,即使在常温下,退相干也无时无刻不在发生。这就是为什么“温热的生命体可以保持微妙的量子状态”至少在一开始时让人觉得不合情理的原因。只有当物体温度降到接近绝对零度——-273℃——随机分子运动才会完全静止,并使退相干现象消失,量子力学的作用才会显现出来”。所以,上文刚引用过薛定谔的话,现在我们明白了他的意思。此大物理学家的行话是,“生命设法按照一套特殊的规则行事,而这套规则通常只有在比任何生物都低273℃左右的环境中才能运行。……”。书中还用比较多篇幅,讨论胶原蛋白链与一个水分子。这是酶的活化中心(active site)……底物与酶之间的共用电子对,或者说用量子思维中量子隧穿效应,移动质子,动态同位素效应等,来认识酶的关键。因为“酶是生命的引擎,这个星球上每一个活细胞中的每一个分子都是由酶催化合成的。有益的震荡可能对维持我们的生命至关重要”。当然书中还有不少分析,像与人感觉系统有关分子传递有关研究等,例如,解释群体生物学中动物的迁移中导航网络图(感知地磁场的能力及自由基和方向感)等,在此就不一一透露剧情了。另外,人基因组学中,基因总数非常小,因此作者认为它一定会受到量子规则的影响。但量子力学是否在基因突变中扮演了重要而直接的角色,还是一个待解之谜?这对于经典遗传学应该也是一种非常新的思维方式,因为它认为基因突变本质是量子跃迁规律保证。另外,现代医学研究发展,疾病预防一定重于治疗。对于疾病的认识也从 疾病(表现型)P = G(基因型)+E(环境)+ G*E(G与E的相互作用)发展到:P=G+E+G*E+e。其中e 就是与线粒体能量有关。这应该是生命科学认识上革命性突破!因为有关基因突变在不同组织,器官中的病变与线粒体关系,构成治疗方案之革命。其中对于小小e 的诠释、可以有热力学到量子力学的升华,这为新生命科学开了一扇大门。书中金句摘要:1. “量子范畴内发生的变化引起宏观世界的效应是生命独有的特征,正是生命宏观现象对量子世界的敏感性,让诸如隧穿、相干性和纠缠态等量子现象造就了宏观的我们”。2. “生命就像一台复杂的分子机器。生命有序性的自我维持需要依靠酶、色素、DNA、RNA和其他生化分子的协同合作,而这些生化分子的性质则多数建立在诸如隧穿、相干性和纠缠态等量子现象上”。3. “量子力学就是原初生命体中缺失部分,它也是合成真正生命的关键。量子力学的介入不仅提供一种革命性的技术,同时也为那个古老问题(生命是什么)提供了新的洞见”。本书尽管没有像其它教科书一样,来解释量子生物学的原理,研究方法及其技术开发之应用等方面。但是,它从经典哲学,生物学等之角度,讨论并且重新定义思考生命的本质。它将对其思维方式引进量子信息学思考范畴。特别是,在可见光世界及生命世界的认识中,就可以不再只局限于,物质的或者精神的世界之二元论的框架中。它一定还可以是量子的或者说是“Logos”的三个维度。例如,对于碳水化合物之遗传密码本质的诠释可能就将会是如此?n今天,正好赶上今年第一次Manchester String Quartet(MSQ)的义演。演奏的是Schubert’s Opus 114”Trout”。当其钢琴与小提琴热情对话,加上中,大提琴的烘托,将一个不复杂音乐结构,激发出人十分兴奋的美感。不能不想到:音乐如何在大脑电磁场中能够影响神经元的兴奋,给人带来美妙的思绪万千,同时还在作曲家与听众之间产生心灵感应?它一定只能是有量子规律保证?在美及平安,喜乐,感恩中,不能不思想:人生之“道路,真理,生命”的源泉?

神秘的量子生命读后感1000字 第(2)篇


一本拉开生命全新知识链的专业升级版书籍。第一遍的阅读会有些繁杂和艰涩。《神秘的量子生命》是世界上第一本介绍量子生物学的著作。学科的交叉缘起在于分子遗传学家约翰乔·麦克法登认为某些种类细菌发生突变的逻辑离不开量子力学,促成了与量子力学家吉姆·艾尔哈利利地合作。生物学,其实只是一种应用化学,而化学又是一种应用物理学。薛定谔认为,生命是量子的,生命的秩序属于“来自有序的有序”。


“酶是生命的引擎,所有的生命都依赖酶。我们体内的每一个细胞中都填充着数百甚至数千个这样的分子机器,无时无刻不在帮助细胞组装和回收利用生物分子,使之持续不停地运转下去。这个过程,就是我们所说的活着”。比如洗涤剂中的蛋白酶能洗去污渍,果酱中的果胶酶能使果酱凝结,牛奶中的凝乳酶能让牛奶凝结成为奶酪。酶对生命至关重要,它是探索量子生物学的第一站。


酶的关键活动之一就是在底物分子内转移电子。以呼吸为例,酶为什么能以如此快的速度和如此高的效率使电子跨越如此大的分子间隔呢?原因在于量子隧穿。所有的酶,其工作原理是使处于空间中某一点的粒子去物质化,然后几乎同时在空间中的另一点重新物质化。


光合作用中能量从光子到反应中心的传递效率算得上是最高的,传递效率几乎是100%。如果能量不是取道最短进行传递,大部分乃至全部能量都会在传递中殆尽。光合作用的能量为何能如此擅长寻找捷径,一直以来都是生物学领域的一大谜题。而量子力学的量子相干性参与的光子捕获可以解释如此高效的原因。


“DNA复制的错误率往往小于十亿分之一,极高的复制精度,得以让生命一代一代传下去。但是,如果遗传密码的复制过程一直完美无缺,生命便不可能进化,也不能应对种种挑战。复制过程的少许错误,能让子代更好地适应环境并繁盛起来。基因非常小,一定会受到量子规则的影响。但量子力学是否在基因突变中扮演了重要而直接的角色,还是一个待解之谜。”


薛定谔在1944年认为遗传过程高得惊人的精确度无法用经典物理定律来解释——他认为,基因太小了,基因的规则性不可能基于“来自无序的有序”原理。现代科学发现以质子为媒介进行配对的核苷酸碱基就是在一代又一代生命之间复制和传递的遗传密码。而质子的位置又是由量子而不是经典物理定律所决定的。因此,使生命成为可能的遗传密码毋庸置疑是量子密码。


新达尔文进化论认为随机出现的基因突变是可遗传变异的来源,而进化的方向由自然选择确定,所谓“适者生存”。但是,约翰·凯恩斯于1988年在《自然》上发表的论文与新达尔文进化论相悖,既基因突变倾向于在其占优时出现。基因会根据环境的挑战产生了可遗传的修饰:基因突变。其他几位科学家很快证实了凯恩斯的实验发现。本书两位作者做了凯恩斯发现的模型,量子隧穿是适应性突变的可能解释。


“人造生命一定要遵循量子理论,因为没有量子力学,就不会有生命。费曼说过:“凡是我做不出来的,就是我还不理解的。”如果有一天,人造生命真的成为现实,那将意味着我们终于理解了生命的本质。我们将会看到:生命正驾驭着混沌之力,在经典世界与量子世界之间狭窄的边缘上,乘风前行!”本书的学术基石大量来自薛定谔的著作《生命是什么》,可以结合阅读。

神秘的量子生命读后感1000字 第(3)篇


科学家尝试用量子力学来解释生命与非生命体,但此路艰辛,仍未果。

科学,就是对已发生或已存在的事物做总结归纳和推演,对未来做预测假设。然后通过实验或实践去证明它,证明它是真的还是伪的。最好能用数学公式来表达它。

科学,是自然现象和社会行为的知识。我们目前所看所听所嗅所尝所受的,用经典物理都可以解释。但是量子物理表达的又是另外一个形态,而且还没有被充分证明。

科学在认知领域还是相当狭窄。我们持开放的心态,什么认知都应该用不批判的态度去学习,才有可能更接近真实的。正如有人说“你又没见过,怎么能说它是真的呢?”也有人说“你又没见过,怎么能说它是假的呢?”

我说:“你连他它是真是假都不知道,见到又算什么?”

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