光合作用中的主要反应——植物将太阳能转化为碳水化合物中储存的能量的最初几个步骤——效率极高。在《自然》杂志上发表的一项新研究中，化学家们揭示了他们可能找到了部分原因：量子力学。几年前，科学家们首次在细菌蛋白中表明，电子的运动遵循一种称为相干的量子力学现象，而不是遵循经典物理定律。但早期实验
是将温度冷却到 77 开尔文（–196 摄氏度）——而这项实验是首次在室温 294 K 下进行的，以复制此类效应 [《科学美国人》]
。因此，这项对海洋藻类进行的新研究表明，这种现象可以在活的生物系统中发生。量子相干发生在电子同时与多个分子相互作用时，进入一种多状态的存在方式。研究负责人 Greg Scholes 以一种稍微简单的方式解释了这种量子技巧：
“我喜欢的类比是，如果你有三种方式可以开车穿过高峰时段的交通回家。在任何一天，你只选择一种。你不知道其他路线是否会更快或更慢。但在量子力学中，你可以同时走这三条路线。你直到到达时才确定你在哪里，所以你总是选择最快的路线” [《Wired.com》]
。为了确定这是否发生在他们测试的藻类中，科学家们将激光瞄准了天线蛋白，这些蛋白起着将植物接收到的太阳能引导到光合反应发生的地方的作用。极其短暂的激光脉冲使电子旋转，团队可以进行追踪。正如团队所说，能量确实同时通过了多个路径，表明相干性在起作用。研究人员尚不能确定这种技巧在植物界中的普及程度。但如果相干性发生在许多不同的植物中，它可能有助于解释为什么光合作用如此高效。
“那个振动的电子可以伸出一些触角，看看走哪条路，”Scholes 说 [《科学新闻》]
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