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蝌蚪為何能如此迅速變態為青蛙?裡面暗藏的本質影響著每個人!

量子物理這神秘的影響力已經延伸到了自然界的每個角落, 事實上它棲息於地球上每一個有生命的細胞之中。 最近的實驗揭示了自然界最神秘的現象之一, 奇跡般的變態, 被稱為“量子蛙”!

從一隻蝌蚪變成青蛙的過程從未被完整詮釋過, 在短短的6周時間裡, 蝌蚪發生了蛻變, 逐漸長成它成年的樣子, 但未解之謎在於為何變化得如此之快。

仔細想想就會發現, 沒有什麼比一隻蝌蚪變成青蛙更令人驚奇的了, 比如它的尾巴在短短的幾周之內, 就被吸收入蝌蚪體內, 而其中的蛋白質和肌肉纖維被重新拆分組合, 並得到迴圈利用從而重新長成青蛙的四肢, 為此需要協同進行數萬億次的化學反應, 舊鍵斷裂新鍵生成, 它們表演了一場驚心編排的“舞蹈”!

但那支撐著軀體並貫穿全身的肌肉纖維極其堅韌, 可以做這樣的類比, 一隻蝌蚪是由細長的蛋白質繩貫穿,

而由化學鍵相互連接, 這些化學鍵極其堅固並能保持數年, 遠超出蝌蚪的平均壽命, 那它是怎樣在短短幾周之內就變成一隻青蛙的呢?

答案離不開生命中至關重要的一類分子, 也是所有細胞中都必備的工具:酶。 酶是細胞中的機器, 也可以說是驅動細胞中所需化學反應的小機器, 它們至關重要, 因為它們能大幅度提高化學反應的速率, 相信在化學課上大家都有所瞭解。

在變態過程中, 正是酶拆解了蝌蚪的尾巴, 而這意味著要打破一種極其穩定的蛋白質:膠原蛋白, 它是生命領域中最重要的蛋白質之一, 正是這種蛋白質使我們的肌肉皮膚充滿彈性, 而在蝌蚪的尾巴中, 它提供了支撐尾部結構的腳手架,

但蝌蚪變態成青蛙時, 需要的就是一種酶, 膠原酶, 顧名思義它會將膠原蛋白分解成小塊, 進而將“腳手架”拆除。

但問題來了, 酶為何能如此快速地打破化學鍵?或許只有量子生物學能解答這個問題。

想像一條繩子, 繩子上的繩結都相當於亞原子粒子:電子和質子, 它們將分子的各個部位結合在一起, 而要解開繩結, 酶必須移開質子, 這需要時間才能將這些結一一解開。

而物理學家們有個有趣的說法:不斷努力才能辦成事, 也就是必須達到一個能量閾值(個效應能夠產生的最低值或最高值), 要打破化學鍵, 需要足夠多的能量達到閾值, 問題是, 以這個過程所需要的時間來看, 要拆解掉蝌蚪的尾巴所需時間過長,

而這就是質子的發揮奇妙作用之處。

在量子世界中, 質子無須達到能量閾值, 它們能直接穿越過去!隧穿效應直擊量子世界的奇妙核心, 與日常生活中的現象截然不同。 量子即有能量阻斷, 也能從一個地方瞬間隧穿到別處, 它們不像我們日常生活中所見到的實實在在的物體, 比如球, 它們以古怪的方式, 類似波行為向外傳播, 讓它們能穿透能量閾值, 粒子能在能量閾值的一側消失, 而同時在另一側出現。

在核子物理學中, 這個現象已經被證實, 沒有量子隧穿效應, 甚至連太陽也無法閃耀。 但或許我們從來沒想過能在蝌蚪身上見到這種效應。 這個過程實在太怪異, 就好像我們面對著一面實心磚牆, 像魅影一樣從一邊消失而從另一邊重現!

量子隧穿效應最重要的優勢就是它的速度, 發生的極為迅速, 比質子先達到閾值的過程要快很多, 沒有量子的這種詭異特性, 蝌蚪的變態過程就無法發生!

量子的隧穿效應是壓原子世界中很詭異的特性之一,它在放射性衰變中有舉足輕重的作用,並也在太陽中發生,它是太陽和其他恒星能發光的原因。而如今我們卻發現它在地球上的每一種生物每一個細胞中發生,因為每一個細胞中都包含著酶,這是最讓我們人類震驚的!

量子的隧穿效應是壓原子世界中很詭異的特性之一,它在放射性衰變中有舉足輕重的作用,並也在太陽中發生,它是太陽和其他恒星能發光的原因。而如今我們卻發現它在地球上的每一種生物每一個細胞中發生,因為每一個細胞中都包含著酶,這是最讓我們人類震驚的!

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