閱讀由Jim Al - Khalili /吉姆艾爾卡利里和Johnjoe Mcfadden /約翰喬伊麥克法登合著的《Life On The Edge/解開生命之謎》這本書,閱讀者需具備高中生物和理化知識,雖然從量子力學發展至今近五十年卻依然算是高等科學,更不用說以量子的角度去切入生物學研究的「量子生物學」,大概九成以上的人摸不著頭緒。但這兩位作者把一項極度精密且艱難的科學研究,解釋的讓高中生也能看懂,這能力還真是滿厲害的。
從知更鳥的群體遷移,信鴿的方向感聊起,大概大家理解的是候鳥有著世代相傳固定的遷徙路線,但令人好奇的是它們如何辦到的?其實是和地球的磁場有關,但再深入研究,是牠們腦內有個如同羅盤般的小器官存在,藉由感知磁場的變化而循著正確旅途抵達目的地。如果再更微觀之下,就是地球磁場影響這個器官的量子運作而產生不迷途方向感。
作者也舉出好幾個例子從昆蟲到人類的嗅覺形成,逐漸解釋主題:量子生物學如何解釋生命的起源。地球生命起源說的學派好幾個,包含外來生物說,也就是因為隕石夾帶著某些微生物將落在地球上逐漸演化而成現在的物種紛呈;或者也有說是咱們本來就移居自外星球。但是最主流的當然以「大霹靂」理論為首。在地球形成之初表面富含氫氣、甲烷和水,又暴露在雷電和太陽輻射等條件之下,因此形成了原生物質(又稱為「原生湯」),這是生命最初的型態,而這也在實驗室以相仿條件進行下成功被證實。
但是生命之所以能延續,大家會想到基因傳遞,也就是DNA和RNA。原生物質要如何進程到成為可複製的基因,之前遇到困境便是這裡,依照生物演化的推論,原生物質要成為RNA的機率幾乎沒有,更遑論要成為一個可複製的單細胞。但是量子生物學的理論卻可以解釋,儘管目前還難以實證,但確實提出可能說法來假設生物出現最重要的一步。
因為量子是目前已知最小單位,它超越我們已知的電子、質子、中子縮遵循的古典物理法則,有著更特殊的鏈結屬性,這可能在之後順利證實未完成生命起源拼圖的一塊。為何要研究生命起源?其實這有助於未來提供更多疾病新的治療方針,諸如RNA病毒型疾病,或是目前難以解決的愛滋病和癌症。
書裡也提到量子電腦目前發展的困境,雖然對於量子運作方式有了理解,也知道量子電腦會造成更有效率的運算用途,但是實際運用的技術門檻仍然很高。油量子電腦再延伸到人腦,可否視為一個超級量子電腦,再到人類為何有「意識」的形成,這些討論都充滿讓人想更深入探究的趣味。我們一直都有意識地做生活裡的每一件事,但是除了理解腦部會經由發送電流訊息來只是肢體肌肉骨骼運作外,似乎很少人想過,為何會產生意識這件事。人類的一切意識最原本的都是基於「活下去」,但隨著生活型態越來越複雜,社會分工以及大量訊息流通,意識這件事反而成為不需重視的自然發生。人類有意識會思考,但是動物也有啊,那麼植物有沒有意識呢?植物行光合作用是最早被證實為量子運作模式的型態之一,這麼說其實植物也應該有意識,總之,這本書還是提出某些令人思考的問題,隨著科技進展,也許幾年後真的能夠把拼圖湊整,人類可以更細緻更完整窺見生命的發生與演進,同時可以遠窺到更遙遠的宇宙。
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