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量子力学已经发展一百多年了 , 在我们的日常生活中发挥着越来越大的作用 。 如今科学家们发现 , 量子力学不仅仅体现在量子世界 , 在宏观世界同样支配着我们的生活 , 发挥着神奇的魔力 。 地球上的很多物种 , 无论是哺乳动物 , 两栖动物 , 还是鸟类等都被这种神奇的法则所支配 。
不仅如此 , 科学研究还发现 , 量子力学同样支配着植物的生长 , 比如说光合作用 。
地球上的植物不停地进行光合作用 , 在这个过程中每秒钟可生长出16000吨的植物 , 而你肯定想不到的是 , 光合作用竟然只是发生在万亿分之一秒的神奇事件 。
那么 , 光合作用是如何在如此短的时间内完成的呢?答案就隐藏在诡异的量子力学里 。
植物的光合作用核心就在叶绿素 。 当光子撞击叶绿素时会轰出一个电子 , 同时产生微小的能量 , 也就是激子 。 之后激子会随意穿越满是叶绿素的环境 , 一直到达反应核心 , 然后驱动化学反应 , 产生对植物非常重要的生命物质 。
问题就在于 , 激子是如何找到通往反应核心的路程呢?实际上激子本身也不知道如何通向反应核心 , 它就是那样漫无目的地随机穿越 , 从概率上讲 , 总会找到通常反应核心的路 , 这个过程完全是随机的 。
【解读发生在万亿分之一秒的光合作用,我们的传统认知土崩瓦解!】就像一个封闭的房间内只有一个出口 , 我们即使闭着眼睛来回走 , 最终也能找到出口 。 只要留给我们的时间足够长就可以做到 。
但如果激子的行为就是单纯的随机 , 势必会花费很长的时间才能找到反应核心 , 在这个过程中 , 激子的能量早就以热能的形式消耗完毕了 , 也就不可能有接下来的化学反应了 。
但实际上激子的能量并没有被消耗掉 , 那么肯定有其他原因在起作用 。
科学家曾经用激光模拟太阳光照射植物细胞 , 验证了激子行走的并不是完全随机的路线 , 之后有了更惊人地发现:激子的行为竟然遵循了量子力学中的不确定性原理 。
也就是说 , 我们根本无法确定激子的位置 , 它更像一个量子波那样朝着四面八方同时穿越 , 向各个方向扩展 , 简单说就是以波的形式传播 。
如此一来 , 激子就能同时查找所有可能的路线 , 然后以最快的速度找到反应核心 , 这也是光合作用能如此高效的原因所在 。
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