光合作用发生在短短万亿分之一秒，里面蕴藏的奥秘颠覆你我认知！

科学家们已经发现，量子生物学在任何生物中都发挥着魔力，已经见识到的无论是鸟类，还是哺乳动物，昆虫或是两栖动物都被科学中这种奇异的法则所支配。但最惊奇的突破与所有者积累生物赖以生存的过程有关，即阳光与空气对植物的转变。

每一秒地球上就会新生长出16000吨的植物，不可思议的是我们在地球的生存基础完全取决于在接下来一万亿分之一秒内所发生的事。

光合作用的先决条件是植物捕获太阳光的能量，捕获效率接近100%，远比人类的技术先进，而植物完成这个过程的方式是生物学上最大的谜团之一。当发现解决此谜团的关键就在量子力学时，物理学家们都难以相信。

在生物课本上说植物的绿色来自叶绿素，在活细胞体内它们吸收阳光，然后光能极其迅速地被运往细胞中的食品加工厂，这整个过程只需要一万亿分之一秒。

光子撞入细胞在叶绿素中轰击出一个电子，同时产生小部分能量，即激子，随后激子任意反射穿越布满叶绿素的丛林，直至抵达反应核心，在那里能量被用来驱动化学反应，从而产生出对生命至关重要的生物物质。

而问题就在于，激子首先需要找到通往反应核心的道路，生物课本无法解释激子是如何做到的，因为它其实并不知道要怎么走，它就像一个弹力球一样来回弹跳，这个过程成为随机游动，而早晚它会经过细胞中的每个角落，而这并不是最有效率的方式，因为即使激子最终达到了反应核心，也只是完全出于随机。

如果激子只是盲目随机地在叶绿素间奔走，到达反应核心会消耗太多时间，它的能量也会以热能的形式消耗掉。但事实上没有消耗掉，所以肯定有其他什么在起作用。

重要的突破来自于最近一项震惊科学界的实验。化学家们朝植物细胞发射激光，模拟阳光的捕获过程，他们证实了激子在细胞中并不是以随机路线来回奔走，原来的理解不能解释在实验中观察到的现象。

答案就是植物也遵循量子力学中的最著名法则：不确定原理，它表明，你永远也无法确定激子的确切位置，它就像一个量子波在细胞中混沌穿行，激子并不是简单地移动自身位置，以某种奇怪又真实的感觉来说，它同时朝各个方向扩展，以波的形式向外传播，以便能同时探寻所有可能的路径，这直击量子力学中之所有怪异的核心，电子波并不循着某一特定的路径，而是同时循着所有路径，这就是它如此高效的原因！

这里的美妙之处在于，如果激子在探寻通往反应核心的所有路径，那它就肯定会找到最快的方式来传递能量。这个发现对于物理学家来说很难解释，生命细胞中充满了数十亿随机的原子和分子，但不知为何，激子总能维持它们优美完整的量子波形式来传递能量，支持地球生命！

相对论和量子力学是现代物理学大厦的两大基石，这里向大家推荐两本科普书籍：《狭义与广义相对论浅说》（彩图珍藏版）和《走进量子力学》，深入浅出地诠释了相对论和量子力学的前世今生，通俗易懂。需要的伙伴可以点击下方链接：