量子生物学是个什么鬼

相关量子过程被研究的生物学现象主要包括对辐射的频率特异性吸收（出现在光合作用和视觉系统等内）、化学能到机械能的转化、动物的磁感受及许多细胞过程中的布朗马达。该领域还在积极地研究磁场及鸟类导航的量子分析并可能为许多生物体的昼夜节律（生理节律）的研究提供线索。

例如，1938年R.F.施密特就已开始对致癌芳香烃类化合物进行研究，试图说明致癌活性与分子的电子结构之间的关系。以后经过普尔曼等人的工作，现已成为量子生物学的一个重要组成部分。

只要生物分子本身的化学结构或各级结构已经清楚，就有可能研究和这种分子相联系的生物学活性的本质，或者它们之间的相互作用。因此量子生物学所研究的问题实际上涉及分子生物学的全部内容。例如重要生物大分子的物理性质、各级结构与功能；酶的结构与催化机制；酶与底物、酶与辅酶、抗原与抗体之间的特异作用；高能磷酸物的电子构造与能量关系；致癌物质的作用机制；药物作用机制；活体中电子、质子与能量迁移及转化关系等等。为了方便起见，可以把量子生物学的内容归纳为以下四个方面：

分子间相互作用力

分子间的相互作用力主要考虑的是静电力：包括引力与斥力。至于电磁力在生物分子中一般认为可以忽略。静电力又分为强力与弱力两种，所谓强弱是相对而言的，一般都以平均热能kT值作为标准。□为玻耳兹曼常数，□为绝对温度。由作用力所产生的相互作用能大于□□者为强力，反之为弱力。强力不仅在维持分子的基本骨架（一级结构）中起重要作用（包括离子键、共价键等），而且还与识别作用有关。弱力包括氢键、范德瓦耳斯力和偶极作用，它决定了分子的高级结构（二级、三级、四级结构），因而在维持大分子构象和功能活动中起十分重要的作用。

电子结构反应活性

这是60年代前后量子生物学的主要研究领域。以核酸为例，核酸中的5种碱基都是共轭系统，由于结构不同,对辐射的抗性也不同。一般来说，嘌呤的抗性大于嘧啶；同为嘌呤，腺嘌呤又大于鸟嘌呤。按抗性大小可排列成下列次序：

A>G>C>U>T量子生物学计算表明,这5种碱基的每个π电子的共振能的大小（能量指标之一，说明体系的稳定程度）正好符合上述次序。又如3环以上、7环以下的许多芳香烃，其中有不少有致癌活性；能致癌的烃中，其活性又有强弱不同。为了从理论上说明这一问题,普尔曼等提出了K区理论。图中画出了一个芳香烃1,2-苯并蒽的K区和一个L区。K区是进行键反应的部位，L区是进行对位加成反应的部位（见图芳香烃1,2-苯并蒽的K区和L区）。他们认为,致癌烃应具有化学反应能力强的K区,而L区则应较弱。他们计算了几十种芳香烃，并分别用复合指标（包括键本身以及键所涉及碳原子的电子指数和能量指数）说明有无致癌活性及其强弱的判据。结果虽然还不十分满意，但基本上为致癌活性与电子结构关系提出了理论依据。但应指出，对孤立分子结构的研究只是一个方面，只有深入研究分子与其作用对象相互作用时的结构改变，才能得到更为满意的结果。

生物大分子构象与功能

蛋白质与核酸的空间结构及其在功能过程中的意义是这方面的主要研究课题。由于生物大分子涉及大量原子，在研究中遇到许多困难，所以这方面工作开展较晚。但对蛋白质和核酸都已了解到半导体性这一独特性质的存在。这是由于弱力将不同的单元(例如蛋白质的多肽链)连结在一起而形成的。在这种情况下，π电子可以跨越不同的单元而非定域化。原来的能级即组合成为有一定宽度的能带。许多人用不同的方法计算过能带间隙与宽度，目前由于计算方法比较粗糙，和实际结果符合得不很理想。但对这一性质的说明及其在能量传递中的重要性提出了一定的根据。近年来，大分子处于溶液状态下的溶剂化效应很受重视，特别是认识到水不仅作为生命物质的“介质”而存在，而且和大分子通过相互作用结合在一起，形成一个整体。量子力学计算能给出有关水合位置的确切信息(见生物水)。对于某些药物，例如，组胺在两种不同构象中产生不同的生理作用(分别刺激回肠与胃的分泌)，也能从构象能量图加以说明。

特异作用与识别机制

生物学领域的一个重要特征是相互作用的特异性。药物能和细胞表面的特异受体相互作用。一个抗体分子可以从105个分子中识别出能与之结合而起反应的抗原分子。对于这种特异作用的机制过去只从分子大小、形状和能否密切配合的所谓“锁与钥”的关系去理解。显然,这种单纯“形态学”的观点还必需进一步从“功能”的角度加以深化，也就是研究特异作用力及其引起的构象变化。这方面工作目前不多，有待发展。但对许多生命现象的阐明（酶作用、免疫作用、药物作用等）显然具有关键性的作用。

应用领域

编辑

量子生物学还是一门十分年轻的学科，国际量子生物学会（简称ISQB）于1970年成立。它的发展不仅需要电子计算机的协助和计算方法的改进，还需要与实验结果密切配合。到目前为止，量子生物学还只限于对较小分子的研究，特别是药物的作用。对于复杂生物学问题的探讨，还有待深入。

量子生物学应用领域

一：生物武器。二：化学武器。三：细菌武器。四：生态医学。五：基因变异。六：基因进化。七：生物病毒进化。八：物种改造。九：人种改造。十：物种进化。十一：超自然进化。十二：超生态生物。

量子生物学之生态医学研究

生态医学是以原子生物学、生物化学、生物结构力学、生物磁场力学、生态学、电磁物理学、生物进化学、中医药理学、分子生物学、基因变异等等为基础的综合研究科学。

生态医学实验室的建立，将解决现在所有的医学难题，治疗所有的疑难杂症，比如：艾滋病。

生态医学实验室的建立，将节省大量的医学耗材，低成本治疗所有的疑难杂症，具有很广阔的发展前景。

生态医学实验室的成功建立，对航天医学等领域起到核心作用，当然在提高综合国力方面也发挥着举足轻重的作用。

量子生物学之生物病毒进化

生物病毒进化是一种超级进化。它并不是经历漫长的时间进化而成，一般情况下，生物病毒进化只需要几秒钟到几十个小时的时间，因此称为一种超级进化。

量子生物学之超级恐怖主义

恐怖主义的性质改变了：与以往几个世纪以来人们普遍关注的炮d袭击和人质扣押相比，如今使用先进的技术手段来袭击整个国家、攻击大量的人群和整个国家的基础设施都将变为主流恐怖主义活动。

由于生物武器、化学武器和生化武器容易制造、成本较低、易于携带等等优点，恐怖主义使用生物武器、化学武器或生化武器将轻而易举。

恐怖主义组建三部曲：《恐怖主义组建于生存》、《恐怖主义组建于战争》、《恐怖主义组建于谋略》。

生化（细菌）武器研究成果：仿生液，共生液，仿生环境，共生环境，反生态生物，超生态生物，超级病毒等等。

量子生物学研究成果：自杀式灭亡体，根源性灭亡体，根源性创造体，生物形态力场，生物形态磁场，根源性复合体等等。

生物计算机：

生物计算机也称仿生计算机，主要原材料是生物工程技术产生的蛋白质分子，并以此作为生物芯片来替代半导体硅片，利用有机化合物存储数据。信息以波的形式传播，当波沿着蛋白质分子链传播时，会引起蛋白质分子链中单键、双键结构顺序的变化。运算速度要比当今最新一代计算机快10万倍，它具有很强的抗电磁干扰能力，并能彻底消除电路间的干扰。能量消耗仅相当于普通计算机的十亿分之一，且具有巨大的存储能力。生物计算机具有生物体的一些特点，如能发挥生物本身的调节机能，自动修复芯片上发生的故障，还能模仿人脑的机制等。

量子计算机：

量子计算机是一类遵循量子力学规律进行高速数学和逻辑运算、存储及处理量子信息的物理装置。当某个装置处理和计算的是量子信息，运行的是量子算法时，它就是量子计算机。量子计算机的概念源于对可逆计算机的研究。研究可逆计算机的目的是为了解决计算机中的能耗问题。

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