量子生命：生命起源之谜

量子相干性，生命起源中的重要角色

上文中叙述的观点当然只是猜测。但寻找第一个自复制体的工作如果在量子世界而非经典世界中进行，这一问题确实更容易得到解决。

为了使这套方案奏效，原始自复制体这个原始生物大分子，必须要能通过自身粒子的量子隧穿，试验大量不同的结构。那我们怎么知道什么分子会玩这种把戏呢？从某种程度上讲，我们可以知道。之前我们已经发现，酶中的电子和质子，结合相对宽松，使酶类可以轻松地隧穿进入不同的位置。DNA和RNA中的质子同样如此，至少可以实现跨越氢键的隧穿。因此，我们可以设想原始自复制体的结构应该与蛋白质或RNA分子类似，原子由氢键或弱电子键宽松地结合在一起，使自身的粒子，包括质子和电子，能够自由地在自身结构中穿梭形成数以兆计不同结构的叠加态。(www.xing528.com)

有没有支持这套方案的证据呢？阿普瓦·帕特尔（Apoorva D.Patel）是一位物理学家，供职于位于班加罗尔的印度科学理工学院高能物理研究中心。帕特尔是研究量子算法的世界级专家——量子算法是量子计算机的软件。帕特尔发现，遗传密码（编码氨基酸的DNA碱基序列）的某些性质与其作为量子密码的出身相悖。此处不赘述任何技术细节，因为这会让我们陷入量子信息理论的数学推演中，但他的想法其实不应该让我们感到震惊。在第3章中，我们已经知道，在光合作用中，光子的能量通过量子随机游走，可以同时沿着多条路径转移到反应中心。之后，在第7章中，我们曾讨论过量子计算的概念以及生命是否在利用量子算法提高某些生物过程的效率。与之类似，生命起源的答案所涉及的量子力学，虽然还只是猜测，但无非是上文中那些想法的延伸：正如在活细胞中起着重要的作用一样，生物学中的量子相干性可能在生命起源中也扮演着相同的角色。

当然，对30亿年前的生命起源，任何包含量子力学的解释依然只是猜测。但我们已经讨论过，即使是生命起源的经典解释也有自己的问题：想从无到有地造出生命谈何容易！而通过提供效率更高的搜寻策略，量子力学可能会使制造自复制体的工作变得简单一点。几乎可以肯定，这不是故事的全部，但量子力学会让生命出现在格陵兰岛古岩中的概率变大很多。