Квантовое происхождение жизни

Увидел статью известного физика Пола Дэвиса 'Квантовое происхождение жизни?' Статья является первой в сборнике статей 'Квантовые аспекты жизни', вышедшим в 2008 году.

Поскольку при рассмотрении молекулярных связей квантовой механики избежать невозможно, то жизнь в любом случае завязана на квантовую механику. Поэтому Дэвис специально подчеркивает, что он рассматривает влияние квантовой механики на происхождение жизни не в смысле образования химических связей, а в глобальном смысле. Таковой Дэвис находит в утверждении, что все живые организмы являются информационными процессорами - они обладают генетической базой данной, которая реплицируется.

Дэвис говорит, что представления о квантовых вычислениях и квантовой обработки информации произвели революцию в понимании природы информации. Таким образом, он предлагает искать источник появления репликации информации уже на квантовом уровне. По мнению Дэвиса, ничто в классическом мире не может сравняться со скоростью переработки информации в квантовых процессах (кубит вместо бита).

Дэвис видит три возможных сценария связи квантовой механики с происхождением жизни:

'1. Квантовая механика играла ключевую роль в происхождении жизни, но или утратила ее совершенно, или эта роль стала спорадической и второстепенной. Тем не менее в современных организмах могут сохраниться реликты древних систем переработки информации, такие как биохимические остатки, которые могут дать подсказки о древних биологических или даже предбиологических процессах.

2. Жизнь начиналась классически, но освоила некоторые "квантовые трюки", увеличивающие ее эффективность. Например, если какие-то биологические системы оказывались способны обрабатывать информацию квантовомеханически, они получали определенное преимущество в скорости и мощности ее обработки, так что можно ожидать, что естественный отбор открывал и усиливал такие способности, если это было возможно.

3. Жизнь стартовала как классическая комплексная система, но позже эволюционировала на "квантовый рубеж", где квантовая неопределенность создает границу эффективности биомолекулярных процессов.'

Далее в статье Дэвис спекулирует о возможности квантовой жизни (Q-life), рассматривает проблему декогеренции, предлагает аналогию жизни как 'решения' алгоритма квантового поиска и в заключение обсуждает квантовую хореографию. Посмотрел, кто цитирует статью Дэвиса. Среди сторонников квантового происхождения жизни обнаружились российские ученые, тандем из биолога и физика: академик Ю. Н. Журавлев и член-корреспондент М. А. Гузев. Ниже несколько цитат из их статьи:

'С новым кризисом ожидается кардинальная перестройка всего биологического мышления на основе введения в биологию представлений квантовой механики. Здесь важно понять следующее: преодоление кризиса заключается не в том, чтобы признать, что живые системы используют кое-какие квантовые принципы, давно известные и хорошо описанные в учебниках биофизики. Преодоление заключается в необходимости ввести квантовые представления в самые основания биологии. К сожалению, и здесь изучаемое пространство все так же неприветливо, основания биологии (этой огромнейшей области нынешнего знания!) пока никак не сформулированы.'

'Предварительный рецепт для описания эволюции квантовой частицы можно заимствовать в форме идеи «квантового дарвинизма», предложенной В. Зуреком ровно 10 лет назад. Ведущий в этой области квантовой теории авторитет предлагает понимать в качестве квантового дарвинизма процесс, в котором наиболее полезная информация воспроизводится за счет неподходящей, несовместимой (incompatible) с общим паттерном измерения. Он развивал эти представления для целей квантовых измерений, но они как нельзя лучше подходят для описания начальных этапов эволюции, ведущих к появлению живых систем.'

Paul CW. Davies, A quantum origin of life? In Quantum aspects of life, pp. 3-18. 2008.

Ю. Н. Журавлев, М. А. Гузев, Квантовые аспекты изучения жизни, Вестник Дальневосточного отделения РАН, № 5 (177), c. 5 - 17, 2014.