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翁羽翔 编译. 光合原初过程存在量子相干态传能途径吗?[J]. 物理, 2018, 47(4): 249-251.
引用本文: 翁羽翔 编译. 光合原初过程存在量子相干态传能途径吗?[J]. 物理, 2018, 47(4): 249-251.
Philip Ball. Is photosynthesis quantum-ish?[J]. PHYSICS, 2018, 47(4): 249-251.
Citation: Philip Ball. Is photosynthesis quantum-ish?[J]. PHYSICS, 2018, 47(4): 249-251.

光合原初过程存在量子相干态传能途径吗?

Is photosynthesis quantum-ish?

  • 摘要: 光合系统原初传能过程到底是否存在类似量子计算中的长寿命电子相干态,是近十年内极具争议的热点问题。英国自由撰稿人Philip Ball 对这场旷日持久的学术争论发表了这篇调研报告,简要罗列了正反两方面的实验事实和观点。尽管做到了相对公平,但所采信的某些观点不可避免地会引起一些误解和偏见。在这一重要的研究领域,国内科学界并没有作壁上观,从理论(孙昌璞院士等)和实验两方面都开展了相关研究,尽管起步较晚。为此笔者有责任在此陈述个人的认识和观点:(1)量子拍频的实验结果非常可靠,分歧在于对实验结果的解释;(2)早先Fleming 等认为的由单纯电子态引起的长寿命相干态基本上已经被新的实验事实所否决;(3)最新的实验结果支持电子相干态与振动相干态的共振耦合,即生物系统中的电子—声子耦合;(4)凝聚态物理中电声耦合能够形成相干态电子是不争的事实,如超导系统中的电子库珀对,在BCS理论框架下,所有的电子对在运动过程中能够保持“步调一致”,实现位相相干。光合系统中参与相干态的激子波函数的位相极有可能通过与核振动的同步,对抗恶劣环境(室温、溶液等)导致的退相干(位相失谐)过程,延长电子相干态寿命,足以实现高效的传能过程(数百飞秒)。这也是这场争论最大的收获之一,极大地丰富了人们对自然界量子效应的认识,可谓是:证是不易,证否亦难。科学争鸣,当如是观。

     

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