量子力學，在生命的世界裡
（果殼翻譯學習組/譯）量子力學中最著名的那個思想實驗的要旨就是，量子世界完全不同於我們所熟悉的世界。奧地利物理學家埃爾溫•薛定諤（Erwin Schrödinger）讓我們想象一隻貓放在一個箱子裡。這隻貓的命運和量子世界緊密相連，因為箱子裡放有毒藥，但只有當一個放射性原子衰變的時候才會釋放出來。量子力學說，在被觀測之前，這個原子一定處於一個獨特的狀態——“疊加態”，在這個狀態下，原子既衰變了也沒有衰變。更進一步，因為貓是否能存活取決於這個原子的狀態，這同時也表示這隻貓也處於一個既死又活的疊加態——直到有人開啟箱子來觀察它為止。這隻貓的性命取決於原子的狀態，而這個原子的狀態卻懸而未決。
但沒有人真的相信這隻貓可以既死了又活著。原子這樣的基本粒子有奇怪的量子特性（比如同時存在兩種狀態，同時處於兩個位置，穿過本應無法透過的屏障等等），而貓這樣常見的經典物體卻不會有，兩者之間存在極其重大的區別。為什麼呢？簡而言之，這些奇怪的量子特性太脆弱了。
量子力學強調所有的粒子同時也是波。但是如果你想看到奇怪的量子效應，這些波必須要排列整齊，以便波峰和波谷可以對齊。物理學家將這種特性叫做“相干性”，就像是合調的音符。如果波沒有重疊，波峰和波谷就會互相抵消，摧毀相干性，你也不會看到任何奇怪的事。另一方面，如果只有一個粒子的波，它就很容易保持合調——只要和自己列好隊就行了。但要讓幾百、幾百萬甚至幾百億粒子的波排列整齊，幾乎是不可能的事情。這樣一來，這些怪事在大物體內部就被抵消了。這也是為什麼對於貓來說沒什麼事是不確定的。
然而，薛定諤1944年的《生命是什麼》（What Is Life）一書中卻寫道，生命中一些最為基礎的磚石，必定會像肉眼看不到的放射性原子一樣，是一種量子實體，具有反直覺的特徵。實際上薛定諤認為，生命和非生命之所以不同，正是因為生命存在於量子世界和經典世界之間的中間地帶——我們可以稱之為“量子邊界”。
薛定諤的觀點是基於以下這些看起來矛盾的事實。儘管經典定律——從牛頓力學定律、熱力學定律到電磁學定律——看起來都極其有序，但實際上，它們都基於無序。設想有一個氣球，裡面充滿了數萬億進行無序運動的氣體分子，不斷撞擊著彼此和氣球內壁。但是，當你把它們的運動加和再平均後，你就得到了氣體定律，而用這一定律可以準確地推匯出氣球受熱後會膨脹。薛定諤將這種定律稱作“無序中誕生的有序”，以此來說明宏觀上的規律，其實依賴於粒子水平上的混亂和不可預測。
那這和生命有什麼關係呢？其實，薛定諤對遺傳非常感興趣。1944年，當時距沃森和克里克揭示DNA分子的結構尚有10年時間，基因的物理本質還是一個謎。即使如此，人們已經知道了基因要想一代一代傳下去，就必然具有極高的保真度：出錯的機率小於十億分之一。這是個謎，因為當時已經知道基因非常小——薛定諤認為，基因小到不能依賴“無序中誕生的有序”定律來保證其複製的準確性。他提出，這一過程必定有一個“更復雜的有機分子”參與其中，在這個大分子中，“每個原子、每組原子，都扮演著各自的角色”。
薛定諤將這些新結構稱為“非週期晶體”。他聲稱它們一定是遵守量子規律而非經典法則，並進一步提出基因突變可能是晶體內的量子躍遷導致的。他接著提出，生命的許多特徵或許建立在一個新的物理原則上。在非生命的世界裡，如我們所知，宏觀規律通常來自無序的分子：有序來自無序。但也許——薛定諤說——生命世界裡的宏觀規律反映了另一些東西：量子級別的神秘規律。他把這種推測稱為“有序來自有序”。
他是對的嗎？
十年之後，沃森和克里克發現了雙螺旋結構。基因的成分原來是單分子DNA——一條長鏈分子，上面像珠子一樣穿滿了鹼基。它完全就是一個非週期晶體，只是沒叫這個名字而已。並且，就像薛定諤預測的，“每個原子團”的的確確都扮演著“一個獨立角色”，甚至單個質子都發揮它們的量子特性，確定各自的鹼基。整個科學史上恐怕找不出幾個比這更有先見之明的預測了。你眼睛的顏色，你鼻子的形狀，你的性格、智力甚至患病的可能，都在量子級別編碼。
可是，基於沃森和克里克發現而誕生的分子生物學這門新科學，在很大程度上依然執著於經典物理學。這在20世界後半葉運轉的相當好，此時的生物學家和生物化學家專注於新陳代謝這樣的主題，而它正是大量粒子基於“有序來自無序”原理運轉的產物。但21世紀，隨著生物學的注意力轉向越來越小的系統——甚至活細胞裡單獨的原子和分子——量子力學的影響再一次浮現出來。新近的實驗表明，一些生命最基礎的程序確確實實是依賴於自現實的量子暗流中湧出的奇特性質。
讓我們從幾個相對邊緣的例子說起——比如嗅覺。關於嗅覺的傳統理論認為，氣味分子會被味覺受體探測到，靠的是鼻子內一種鑰匙-鎖結構：氣味分子與受體的空隙結合，然後觸發反應，就像鑰匙轉動了鎖。這是一種令人愉快、非常直觀的學說，但是它解釋不了某些現象——例如，外形相似的分子經常會聞起來不一樣，反之亦然。經過修正的學說認為，感受器也許是對分子振動做出迴應。在1996年這個想法在量子學層面得到了進一步的解釋——生物物理學家盧卡•都靈（Luca Turin）提出振動可能會促進電子的量子隧道效應。開啟嗅覺的“鎖”。嗅覺的量子理論也許聽起來很奇怪，但最近出現了支援的證據：果蠅可以分辨形狀完全相同、只是用了同一元素不同同位素的氣味分子，這用量子力學之外的理論很難解釋清楚。
或者考慮一下這個問題：我們已知一些鳥類和其他動物會透過感知地球上非常微弱的磁場來導航，但它們是怎麼辦到的，一直是個謎。很難想象到如此微弱的磁場如何在動物體內產生一個訊號。在另一個關於歐亞鴝的研究中出現了更深層次的問題，這種鳥的導航系統依賴光線，並且不同於常規的指南針，它探測的不是磁感線的朝向，而是磁感線相對於地表的角度。沒有人知道為什麼。
直到20世紀70年代，德國化學家克勞斯•舒特恩（Klaus Schulten）發現一些化學反應產生的粒子對會保持連線狀態，靠的是一種特殊的量子屬性——量子纏結。量子纏結允許遠距離的粒子維持即時通訊，無論它們之間有多遠，即便被扔在銀河系的兩端，它們之間仍然能難以理解地相互關聯。量子纏結是如此詭異以至於提出黑洞和時空扭曲理論的阿爾伯特•愛因斯坦（Albert Einstein）本人說這是“鬼魅似的遠距作用”。但數以百計的實驗證明這是真實的。
舒特恩發現，纏結的粒子對會對磁場的強度和方向極其敏感。他認為神秘的鳥類導航也許用到了粒子的量子糾纏。幾乎沒有人認同這個觀點，但在2000年時，舒特恩和他的學生索斯藤•麗茲（Thorsten Ritz）寫了一篇很有影響力的文章，這篇文章展示了在鳥的眼睛中，光是如何影響量子纏結導航的。在2004年，麗茲與著名鳥類學家沃爾夫岡和羅斯維塔•威爾科奇夫婦合作，他們找到了能令人信服的實驗證據，證明歐亞鴝每年在全球範圍內遷徙時，的確存在愛因斯坦所說的“鬼魅”作用。
毫無疑問，導航和嗅覺非常重要，但這些對地球上的生命來說可能還談不上核心需求。那麼我們來看看更主要的是什麼。
比方說酶。它們是生命世界的老黃牛，能夠加速化學反應，在幾秒內就完成要花數千年才能完成的過程。酶往往能讓反應加快幾萬億倍，但它是怎麼做到這一點的，一直是個謎。不過現在，加州伯克利大學的朱迪思•克蘭曼（Judith Klinman）和曼徹斯頓大學的奈傑爾•斯克魯頓（Nigel Scrutton）等人發現，酶有一個神奇的量子小竅門——隧道效應。簡單來說，酶在生物化學反應中促進了這樣個一過程：電子和質子從生化分子的某處消失，同一瞬間在另一個地方出現，而不必經過中間的任何地方——也就是某種意義上的“傳送”。
這都是非常基本的東西。這個星球上每個生物的每個細胞中的每一個生物分子，都是酶創造的。酶比任何其他成分（哪怕DNA，畢竟有些細胞沒有DNA也能活）都更有資格稱為生命的必備成分。而它們靠浸入量子世界來幫助我們存活下去。
我們還可以把論證再往前推一步。光合作用是地球上最重要的生化反應。它負責將光，空氣，水和少量礦物質轉變成草，樹木，糧食以及以植物或食草動物為食的我們。起初是由葉綠素分子捕獲光能。該光能被轉化為電能，然後這些電能將被輸送到被稱為反應中心的生化工廠，在那裡它們被用來固定二氧化碳並將其轉化成植物物質。長期以來，這種能源運輸的過程讓研究者們著迷，因為它可以如此高效——接近100％ 。綠葉運輸能量的過程是如何做到比我們最先進的技術還要好的？
在加州大學伯克利分校，格雷厄姆•佛萊明（Graham Fleming）的實驗室已經利用“飛秒光譜技術”對光合作用的效率問題進行了十多年的研究。從本質上說，這個研究小組就是在極短的時間內往光合作用複合物上照射鐳射，以找出光子抵達光合反應中心的路徑。早在2007年，這個小組就研究了細菌中的FMO複合物。在這個複合物中，光子的能量需要透過一簇葉綠素分子。人們曾認為在這個過程中，光子會如同帶電粒子一樣從一個葉綠素分子跳到另一個葉綠素分子上，就好比薛定諤的貓在橫渡溪流時可能會從一塊石頭跳到另一塊上一樣。但這種解釋並不完全說得通。光子可沒有方向感，大多數光能應該會漫無目的地往錯誤的方向傳遞，最終一頭栽到“溪水”裡。可是，在植物和能進行光合作用的細菌中，幾乎全部光能都傳到了光合反應中心。
當研究小組向FMO系統發射鐳射時，他們觀察到了古怪的光回波——像是打著節奏一般的波。這些“量子鼓點”意味著光子的能量不是透過單一路徑傳入光合系統的，而是利用量子相干性同時從所有可能的路徑進行傳遞。想象一下，薛定諤的貓咪在面對溪流時，不知怎的將自己分成了眾多完全一樣的、具有量子相干性的小貓咪。它們從所有可能的路線跳過一個個葉綠素礫石，來探尋最快捷的路線。現在，量子鼓點已經在多種不同的光系統中被偵測到，像菠菜這樣的普通植物的光系統也不例外。這樣看來，為了讓我們有吃的，生物界最重要的反應都在動用量子世界的資源了呀。
如果對你來說，這樣都還不夠的話，我們最後來看看演化機制本身吧。薛定諤認為突變可能與一種量子躍遷有關。在沃森和克里克那篇經典的DNA文章中，他們提出基因突變可能牽扯到核苷酸鹼基的“互變異構”——互變異構過程被認為與量子隧穿效應有關。在1999年，吉姆•艾爾-卡里利（Jim Al-Khalili）和我覺得質子隧穿可能解釋一種特別的突變型別——所謂的“適應性突變”。當這種突變能為個體帶來好處時，這種突變似乎就會更加頻繁地發生。我們當時的論文完全是理論性的，但我們現在正在試圖為DNA中的質子隧穿找到實驗證據。所以，請拭目以待。
儘管有了這麼多量子解釋來闡述令人費解的生命現象，我們卻發現自己陷入了更深的謎團中。量子相干性是個極度脆弱的現象，依賴於粒子波的步調一致。為了保持量子相干性，物理學家們通常不得不將系統置於幾乎完全真空的狀態，並且將系統降溫至接近絕對零度，以停止任何熱驅動的分子運動。分子振動是量子相干性的死敵。
那如果是那樣的話，為什麼生物能夠設法在足夠長的時間裡保持自己的分子秩序，以在溫暖潮溼的細胞環境中也能上演量子戲法？這仍舊是個深奧的謎題。最近有研究提供了一項誘人提示：生物不但沒有試圖避免那分子的“風暴”，反而接受了它們。生物就像是利用疾風狂潮來保持船體直立著駛往正確航向的船長一樣。正如薛定諤所預言的那樣，生命是沿著量子邊界——經典世界與量子世界間的狹窄“溪流”——在悠然航行。
量子力學，在生命的世界裡
（果殼翻譯學習組/譯）量子力學中最著名的那個思想實驗的要旨就是，量子世界完全不同於我們所熟悉的世界。奧地利物理學家埃爾溫•薛定諤（Erwin Schrödinger）讓我們想象一隻貓放在一個箱子裡。這隻貓的命運和量子世界緊密相連，因為箱子裡放有毒藥，但只有當一個放射性原子衰變的時候才會釋放出來。量子力學說，在被觀測之前，這個原子一定處於一個獨特的狀態——“疊加態”，在這個狀態下，原子既衰變了也沒有衰變。更進一步，因為貓是否能存活取決於這個原子的狀態，這同時也表示這隻貓也處於一個既死又活的疊加態——直到有人開啟箱子來觀察它為止。這隻貓的性命取決於原子的狀態，而這個原子的狀態卻懸而未決。
但沒有人真的相信這隻貓可以既死了又活著。原子這樣的基本粒子有奇怪的量子特性（比如同時存在兩種狀態，同時處於兩個位置，穿過本應無法透過的屏障等等），而貓這樣常見的經典物體卻不會有，兩者之間存在極其重大的區別。為什麼呢？簡而言之，這些奇怪的量子特性太脆弱了。
量子力學強調所有的粒子同時也是波。但是如果你想看到奇怪的量子效應，這些波必須要排列整齊，以便波峰和波谷可以對齊。物理學家將這種特性叫做“相干性”，就像是合調的音符。如果波沒有重疊，波峰和波谷就會互相抵消，摧毀相干性，你也不會看到任何奇怪的事。另一方面，如果只有一個粒子的波，它就很容易保持合調——只要和自己列好隊就行了。但要讓幾百、幾百萬甚至幾百億粒子的波排列整齊，幾乎是不可能的事情。這樣一來，這些怪事在大物體內部就被抵消了。這也是為什麼對於貓來說沒什麼事是不確定的。
然而，薛定諤1944年的《生命是什麼》（What Is Life）一書中卻寫道，生命中一些最為基礎的磚石，必定會像肉眼看不到的放射性原子一樣，是一種量子實體，具有反直覺的特徵。實際上薛定諤認為，生命和非生命之所以不同，正是因為生命存在於量子世界和經典世界之間的中間地帶——我們可以稱之為“量子邊界”。
“有序中誕生有序”薛定諤的觀點是基於以下這些看起來矛盾的事實。儘管經典定律——從牛頓力學定律、熱力學定律到電磁學定律——看起來都極其有序，但實際上，它們都基於無序。設想有一個氣球，裡面充滿了數萬億進行無序運動的氣體分子，不斷撞擊著彼此和氣球內壁。但是，當你把它們的運動加和再平均後，你就得到了氣體定律，而用這一定律可以準確地推匯出氣球受熱後會膨脹。薛定諤將這種定律稱作“無序中誕生的有序”，以此來說明宏觀上的規律，其實依賴於粒子水平上的混亂和不可預測。
那這和生命有什麼關係呢？其實，薛定諤對遺傳非常感興趣。1944年，當時距沃森和克里克揭示DNA分子的結構尚有10年時間，基因的物理本質還是一個謎。即使如此，人們已經知道了基因要想一代一代傳下去，就必然具有極高的保真度：出錯的機率小於十億分之一。這是個謎，因為當時已經知道基因非常小——薛定諤認為，基因小到不能依賴“無序中誕生的有序”定律來保證其複製的準確性。他提出，這一過程必定有一個“更復雜的有機分子”參與其中，在這個大分子中，“每個原子、每組原子，都扮演著各自的角色”。
薛定諤將這些新結構稱為“非週期晶體”。他聲稱它們一定是遵守量子規律而非經典法則，並進一步提出基因突變可能是晶體內的量子躍遷導致的。他接著提出，生命的許多特徵或許建立在一個新的物理原則上。在非生命的世界裡，如我們所知，宏觀規律通常來自無序的分子：有序來自無序。但也許——薛定諤說——生命世界裡的宏觀規律反映了另一些東西：量子級別的神秘規律。他把這種推測稱為“有序來自有序”。
他是對的嗎？
十年之後，沃森和克里克發現了雙螺旋結構。基因的成分原來是單分子DNA——一條長鏈分子，上面像珠子一樣穿滿了鹼基。它完全就是一個非週期晶體，只是沒叫這個名字而已。並且，就像薛定諤預測的，“每個原子團”的的確確都扮演著“一個獨立角色”，甚至單個質子都發揮它們的量子特性，確定各自的鹼基。整個科學史上恐怕找不出幾個比這更有先見之明的預測了。你眼睛的顏色，你鼻子的形狀，你的性格、智力甚至患病的可能，都在量子級別編碼。
可是，基於沃森和克里克發現而誕生的分子生物學這門新科學，在很大程度上依然執著於經典物理學。這在20世界後半葉運轉的相當好，此時的生物學家和生物化學家專注於新陳代謝這樣的主題，而它正是大量粒子基於“有序來自無序”原理運轉的產物。但21世紀，隨著生物學的注意力轉向越來越小的系統——甚至活細胞裡單獨的原子和分子——量子力學的影響再一次浮現出來。新近的實驗表明，一些生命最基礎的程序確確實實是依賴於自現實的量子暗流中湧出的奇特性質。
從量子嗅覺到量子導航讓我們從幾個相對邊緣的例子說起——比如嗅覺。關於嗅覺的傳統理論認為，氣味分子會被味覺受體探測到，靠的是鼻子內一種鑰匙-鎖結構：氣味分子與受體的空隙結合，然後觸發反應，就像鑰匙轉動了鎖。這是一種令人愉快、非常直觀的學說，但是它解釋不了某些現象——例如，外形相似的分子經常會聞起來不一樣，反之亦然。經過修正的學說認為，感受器也許是對分子振動做出迴應。在1996年這個想法在量子學層面得到了進一步的解釋——生物物理學家盧卡•都靈（Luca Turin）提出振動可能會促進電子的量子隧道效應。開啟嗅覺的“鎖”。嗅覺的量子理論也許聽起來很奇怪，但最近出現了支援的證據：果蠅可以分辨形狀完全相同、只是用了同一元素不同同位素的氣味分子，這用量子力學之外的理論很難解釋清楚。
或者考慮一下這個問題：我們已知一些鳥類和其他動物會透過感知地球上非常微弱的磁場來導航，但它們是怎麼辦到的，一直是個謎。很難想象到如此微弱的磁場如何在動物體內產生一個訊號。在另一個關於歐亞鴝的研究中出現了更深層次的問題，這種鳥的導航系統依賴光線，並且不同於常規的指南針，它探測的不是磁感線的朝向，而是磁感線相對於地表的角度。沒有人知道為什麼。
直到20世紀70年代，德國化學家克勞斯•舒特恩（Klaus Schulten）發現一些化學反應產生的粒子對會保持連線狀態，靠的是一種特殊的量子屬性——量子纏結。量子纏結允許遠距離的粒子維持即時通訊，無論它們之間有多遠，即便被扔在銀河系的兩端，它們之間仍然能難以理解地相互關聯。量子纏結是如此詭異以至於提出黑洞和時空扭曲理論的阿爾伯特•愛因斯坦（Albert Einstein）本人說這是“鬼魅似的遠距作用”。但數以百計的實驗證明這是真實的。
舒特恩發現，纏結的粒子對會對磁場的強度和方向極其敏感。他認為神秘的鳥類導航也許用到了粒子的量子糾纏。幾乎沒有人認同這個觀點，但在2000年時，舒特恩和他的學生索斯藤•麗茲（Thorsten Ritz）寫了一篇很有影響力的文章，這篇文章展示了在鳥的眼睛中，光是如何影響量子纏結導航的。在2004年，麗茲與著名鳥類學家沃爾夫岡和羅斯維塔•威爾科奇夫婦合作，他們找到了能令人信服的實驗證據，證明歐亞鴝每年在全球範圍內遷徙時，的確存在愛因斯坦所說的“鬼魅”作用。
毫無疑問，導航和嗅覺非常重要，但這些對地球上的生命來說可能還談不上核心需求。那麼我們來看看更主要的是什麼。
會傳送的電子和長眼睛的光比方說酶。它們是生命世界的老黃牛，能夠加速化學反應，在幾秒內就完成要花數千年才能完成的過程。酶往往能讓反應加快幾萬億倍，但它是怎麼做到這一點的，一直是個謎。不過現在，加州伯克利大學的朱迪思•克蘭曼（Judith Klinman）和曼徹斯頓大學的奈傑爾•斯克魯頓（Nigel Scrutton）等人發現，酶有一個神奇的量子小竅門——隧道效應。簡單來說，酶在生物化學反應中促進了這樣個一過程：電子和質子從生化分子的某處消失，同一瞬間在另一個地方出現，而不必經過中間的任何地方——也就是某種意義上的“傳送”。
這都是非常基本的東西。這個星球上每個生物的每個細胞中的每一個生物分子，都是酶創造的。酶比任何其他成分（哪怕DNA，畢竟有些細胞沒有DNA也能活）都更有資格稱為生命的必備成分。而它們靠浸入量子世界來幫助我們存活下去。
我們還可以把論證再往前推一步。光合作用是地球上最重要的生化反應。它負責將光，空氣，水和少量礦物質轉變成草，樹木，糧食以及以植物或食草動物為食的我們。起初是由葉綠素分子捕獲光能。該光能被轉化為電能，然後這些電能將被輸送到被稱為反應中心的生化工廠，在那裡它們被用來固定二氧化碳並將其轉化成植物物質。長期以來，這種能源運輸的過程讓研究者們著迷，因為它可以如此高效——接近100％ 。綠葉運輸能量的過程是如何做到比我們最先進的技術還要好的？
在加州大學伯克利分校，格雷厄姆•佛萊明（Graham Fleming）的實驗室已經利用“飛秒光譜技術”對光合作用的效率問題進行了十多年的研究。從本質上說，這個研究小組就是在極短的時間內往光合作用複合物上照射鐳射，以找出光子抵達光合反應中心的路徑。早在2007年，這個小組就研究了細菌中的FMO複合物。在這個複合物中，光子的能量需要透過一簇葉綠素分子。人們曾認為在這個過程中，光子會如同帶電粒子一樣從一個葉綠素分子跳到另一個葉綠素分子上，就好比薛定諤的貓在橫渡溪流時可能會從一塊石頭跳到另一塊上一樣。但這種解釋並不完全說得通。光子可沒有方向感，大多數光能應該會漫無目的地往錯誤的方向傳遞，最終一頭栽到“溪水”裡。可是，在植物和能進行光合作用的細菌中，幾乎全部光能都傳到了光合反應中心。
當研究小組向FMO系統發射鐳射時，他們觀察到了古怪的光回波——像是打著節奏一般的波。這些“量子鼓點”意味著光子的能量不是透過單一路徑傳入光合系統的，而是利用量子相干性同時從所有可能的路徑進行傳遞。想象一下，薛定諤的貓咪在面對溪流時，不知怎的將自己分成了眾多完全一樣的、具有量子相干性的小貓咪。它們從所有可能的路線跳過一個個葉綠素礫石，來探尋最快捷的路線。現在，量子鼓點已經在多種不同的光系統中被偵測到，像菠菜這樣的普通植物的光系統也不例外。這樣看來，為了讓我們有吃的，生物界最重要的反應都在動用量子世界的資源了呀。
如果對你來說，這樣都還不夠的話，我們最後來看看演化機制本身吧。薛定諤認為突變可能與一種量子躍遷有關。在沃森和克里克那篇經典的DNA文章中，他們提出基因突變可能牽扯到核苷酸鹼基的“互變異構”——互變異構過程被認為與量子隧穿效應有關。在1999年，吉姆•艾爾-卡里利（Jim Al-Khalili）和我覺得質子隧穿可能解釋一種特別的突變型別——所謂的“適應性突變”。當這種突變能為個體帶來好處時，這種突變似乎就會更加頻繁地發生。我們當時的論文完全是理論性的，但我們現在正在試圖為DNA中的質子隧穿找到實驗證據。所以，請拭目以待。
儘管有了這麼多量子解釋來闡述令人費解的生命現象，我們卻發現自己陷入了更深的謎團中。量子相干性是個極度脆弱的現象，依賴於粒子波的步調一致。為了保持量子相干性，物理學家們通常不得不將系統置於幾乎完全真空的狀態，並且將系統降溫至接近絕對零度，以停止任何熱驅動的分子運動。分子振動是量子相干性的死敵。
那如果是那樣的話，為什麼生物能夠設法在足夠長的時間裡保持自己的分子秩序，以在溫暖潮溼的細胞環境中也能上演量子戲法？這仍舊是個深奧的謎題。最近有研究提供了一項誘人提示：生物不但沒有試圖避免那分子的“風暴”，反而接受了它們。生物就像是利用疾風狂潮來保持船體直立著駛往正確航向的船長一樣。正如薛定諤所預言的那樣，生命是沿著量子邊界——經典世界與量子世界間的狹窄“溪流”——在悠然航行。