***生命科學閱讀之 4 ***
世界從何而來，生命從何而來，心智從何而來？
量子科學是否能夠解釋這一切？
（有中文版）
“There‘s Plenty of Room at the Bottom" — Richard Feynman
（在最底下的微小的世界中，還有很大的探索空間— 諾貝爾物理學獎得主費因曼）
這是去年第一波疫情期間宅在家買的書，當時覺得如果牛頓在家工作期間可以發展出微積分的概念，那我只是嘗試了解量子科學應該還好吧？可是心裡還是有覺得困難的障礙所以就拖到今年這波疫情，跟著其他生命科學相關的書一起讀。有點難度，但真的好有趣。讀完真的覺得對於感覺困難的東西，不要太快自我設限啊！
這本算是難度比較高的科普書籍，但作者盡量用我們一般人可以理解的現象當成切入點。在我們肉眼可看到的世界牛頓的物理學基本上都是可以充分解釋的。當愛因斯坦把思考的框架拉到整個時空，就發現在那個世界當中古典物理學的概念不能解釋，於是產生出他的相對論。而當我們反向進入極為小的世界當中，發現量子完全不是按照我們平常的邏輯在運作時，感覺又開啟了一個嶄新的世界觀。20世紀初著名的物理學家薛丁格，提出所謂「薛丁格的貓」這個思想實驗，就是已經進入到量子物理學的開端，讓他開始思考是否在更微小的量子級別當中，他們有一套截然不同的運作原理呢？接下來數十年開發出的實驗方式和測量儀器當然就更精準了，看到了量子可以跳動，可以有類似穿牆的能力，甚至可以同時擁有好多不同的狀態（不是只有0和1）。我們真的需要開始跳脫數位的思考，進入量子的世界，才有可能揭開它無窮的潛力。
首先他從候鳥遷徙的故事開始講到基因，這個攜帶生命資訊的程式，到底是如何延續下去以及當中如何產生變化的。我們現代的人比較了解基因和DNA一代一代抄寫下去的概念，可是對於中間變異或是凸槌（例如癌細胞）的部分，卻一直沒有夠好的解釋。記得小時候自然課會講到演化，常常會舉的例子就是那個脖子可以伸最長的長頸鹿才能吃到葉子所以適者生存。從某些角度來講是有它的道理，但脖子在伸長的資訊為什麼這樣的資訊會傳到下一代呢？作者用量子物理學補足了這樣說法當中一些論證不足之處。
再來就是講到能量和動能，即便我們能組合出所有需要的分子，但是所謂的「生命力」是從何而來呢？我很新奇的讀著作者講到大自然中，小學生都知道的「光合作用」，竟然是這麼一個不可思議，效率極高的動能引擎。從工業時代設計的蒸汽機，或是現代的燃油引擎，以及最尖端的發電動能，都無法與光合作用的效能相比。
最後講到人的心識思想和做夢，這是古典物理學完全不能解釋的。作者先帶著我們把人腦和腦細胞想成是類似電路的概念解釋，然後在討入量子物理學驅動實體世界的觀點，才發現原來我們的人腦可能就是一個設計令人讚嘆的量子電腦啊！經他這麼一解釋，我也才稍微明白量子電腦為什麼會有這麼大的潛力，但也明白量子電腦現在為什麼這麼難模擬和製作。
作者最後用一個很有趣的圖來比喻古典物理學和量子力學中間的關係。如果說我們生活的這個實體世界像是航行在海上的一艘船，這艘船受到海面上的浪以及外面的風所影響。但船底下的這個還是深不可測的，他下面有一大部分的底層是由熱力學來支撐的，熱力學底下就是量子物理力學。當上面船隻的航行和節奏與最底層一致的時候，即便有風浪也還算能夠平靜行駛。但是當這樣子的連結被打斷的時候，船就很容易覆沒，而一旦覆沒，也是一個不可逆的現象了 （例如基因突變或是死亡）
探索世界無止境的奧秘，不管是物理，化學，天文，還是生命科學，總會有一種敬畏的心。就像牛頓所說的 :
“我不知道世界怎麼看待我，但我認為我就像沙灘上玩耍的一個男孩，投入在探索中。偶爾會找到一個圓滑的石子，或是一個不尋常的漂亮貝殼。而在我的前方一片像是汪洋大海的真理，等待探索”
“I do not know what I may appear to the world, but to myself I seem to have been only like a boy playing on the seashore, and diverting myself in now and then finding a smoother pebble or a prettier shell than ordinary, while the great ocean of truth lay all undiscovered before me”
全文與中文版鏈接在部落格中
https://dushuyizhi.net/life-on-the-edge-%e8%a7%a3%e9%96%8b%e7%94%9f%e5%91%bd%e4%b9%8b%e8%ac%8e/
#lifeontheedge #quantumbiology #quantumphysics #量子科學 #量子物理學 #量子生物學 #解開生命之謎
古典物理學 在 Re: [問題] 可以跳過牛頓，從量子物理學起嗎？？ - 看板Physics 的推薦與評價
現在沒事做來賺點P幣XD
以我的觀點來看，我不建議這樣做
首先，很多東西都需要基礎，妄想一步登天，只會什麼都沒有
古典力學(有人稱理論力學，簡單來說就是物理系大二學的那一套)學了
對你知識累積有益無害，你對古典力學的一些重要概念清楚了
之後碰到其他東西你也可以類推
有人經常說學了這東西反而會對你之後學到近代物理造成妨礙
我認為這是不成立的:如果你很清楚這之間的重要概念差異
那只會讓你更好上手，不會更辛苦
而且，我覺得真的讓你觀念被定死的，絕對不會是正統的物理書籍
而是你平常的"感覺"，或是一些亂說話的書籍，情報
這裡舉個例子，在量子力學中，經常會談到classical limit，古典極限
如果你連古典物理中會發生什麼事都不知道，那古典極限會變成怎樣自然難以想像
此外，量子力學中一些做法和想法並不見得真的完全脫離古典力學的概念
他已經算是比較接近古典力學了
https://en.wikipedia.org/wiki/File:Modernphysicsfields.svg
這張圖你可以大略知道各自適用的範圍
(題外話:就算是很巨觀的現象，也有需要量子力學處理的，譬如中子星)
另外，按照順序學下去，往往可以比較清楚"為什麼需要這東西"
知道發展的脈絡，我是覺得感覺會比較扎實一點XD
至於數學，需要的基本程度是大一微積分，以及一些微分方程式，和線性代數
如果不懂我覺得會忽略掉很多重要的東西
物理的確不是純粹的數學，但是沒有數學，物理也會變得很空泛
也可以說，數學是物理的重要語言之一
這裡回到主題，究竟直接學量子力學好不好?
以我來看，對一般人來說，知道一點古典力學基本上就足夠了
量子力學...我是感覺如果只知道皮毛，或是一些奇怪概念，那還不如不要知道
因為這反而會在你心中形成非常不正確的概念
真的想學好，在沒基礎下，需要很大的決心和努力...
不過，知道一些重要實驗結果，我覺得是很不錯的
簡單來說，一般人想認識量子力學，我建議可以選擇知道一些重要實驗的結果
然後配合這實驗知道他們是選擇怎麼解釋的
但絕對不要只看理論而不清楚實驗發生了什麼事!
但從另一方面來看，不認識古典力學，也不會知道那些實驗為什麼重要，有影響性...
所以，我還是建議要對古典力學有基本了解
如果你真的有決心想弄懂，那慢慢來我想不是壞事情
書籍也建議選擇正統的教科書，內容正確性比較可靠
======================以下是題外話======================
個人非常害怕那些自學，或是沒按照正規管道去學科學的人
因為100個人中，我想大概只有1,2個資質不錯，或是肯下努力的人可以學到正確概念
其他不是部份概念錯誤，要不然就是變成我流解釋法
我之所以說"害怕"，是因為裡面又有很多人，會向別人宣揚他們的錯誤概念
最後就變成一大堆人都擁有著錯誤概念
如果想知道實例，請打開電視，或是離開PTT物理版，到其他版看一看就知道了...
但可以自學出正確知識，我覺得真的值得欽佩XD
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