生物学は量子ではない、しかしその数学は量子に似ている
Biology might not be quantum, but its math is quantumlike
量子生物学は、光合成における量子コヒーレンスの証拠が再解釈されて以来、長らく停滞している。Princeton大学の化学者Gregory Scholesは、生命が真の量子効果を利用しているのではなく、複雑な古典的ネットワークが量子と数学的に同じ振る舞いをする「量子様」状態を生み出している可能性を提唱。この新たな視点は、量子生物学の定義を根本から問い直すものだ。
「今では、変革的な効果は得られるだろうが、それは量子システムでできることを模倣する古典的システムから来るのだと確信している」とScholesは言う。「違いがわからなければ、問題なのだろうか？」
HNでの議論
60- __MatrixMan__
「生物学は量子か？」という問いへのゲートは、必要以上に厳しく設定されている気がする。
生物学的システムは温かすぎて、量子コヒーレンスが意味のある効果を及ぼすほど長く持続しない、と彼らは言う。しかし、ある分子のコンフォメーションが状態の重ね合わせにあるとして——どんなに短くても——その後、環境によってデコヒーレンスが起こり、完全に確定した非量子的な形をとったとしよう。その実際の形は、それにデコヒーレンスしなかった多数の可能な形のうちの一つにすぎない。環境は依然として確率をハックして、他の形ではなくこの形へとデコヒーレンスを引き起こしており、進化はこれに依存している。
古典的な袋を古典的な錠と古典的な鍵で満たし、しばらく振り回したとしても、どの鍵も錠にはまることはないだろう。しかし、この量子の潤滑油のおかげで、リガンドが受容体に結合するとき、たとえ低濃度であっても、シグナル伝達を促進する適切なコンフォメーションを見つけることができる。これがまったく機能していること自体、驚くべきことであり、完全に古典的な世界では、袋をしばらく振っても鍵が錠にはまらないのと同じ理由で機能しないだろう。
生物学は十分に量子的であり、そうではないと言いに来る人々は、相互作用の豊富さを量子ではない証拠として引用しているが、その量子性はまさにそうした多くの相互作用を通じて発現しているのだ。
たぶん、これは不気味な遠隔作用スタイルの量子ではない。たぶん、これが量子であるためには不確定性が十分ではない[…]
- dataviz1000
昨日のNeil deGrasse TysonのStarTalkでも似たような話が出ていた。[0]
Neil deGrasse Tysonは、8という数字をアナロジーに使って、二つのシステム間の数学的類似性は物理的なつながりを意味しないと説明していた——宇宙と人間の脳の両方がフラクタル数学で記述できるという話をしていたのだ。彼は、太陽系には8つの惑星があり、部屋には8人の子供がいると数えられるが、数が同じだからといって子供が惑星であるわけではない、と指摘した。
類似性は、宇宙や人間の脳、あるいは惑星や子供についてよりも、数学について多くを語っている。
- smashers1114
著者はかなり一般向けに書こうとしていたか、量子力学の広範な適用可能性を理解していなかったかのどちらかだと思う。物事が「古典的」か「量子」かという閾値は存在しない。古典力学で満足に記述できるシステムとは、プランク定数がゼロの値をとりうるものにすぎない。一方、量子力学を使ってシステムをモデル化する場合、プランク定数は有限の値を持つ。
計算化学は、分子と別の分子との相互作用を評価するためのさまざまな近似法に基づいている。これらの方法はうまく機能し、ご想像のとおり生化学の大部分を占めている。タイトルに「生物学は量子ではないかもしれない…」とあるのは、せいぜい誤解を招く表現だ。
インタビューの引用のほとんどは、生物 organism で使われる何らかの長期的コヒーレンスについて研究者が話しているものだ。記事はこれに簡単に触れているが、リンクは見当たらなかった。生物学が量子の限界を押し広げる本当にクールな例としては、鳥の磁場「視覚」をチェックしてほしい[0]。
- gabia
鳥が量子効果を使ってナビゲートしているかもしれないし、そうでないかもしれない。それは私たちが量子バイオテクノロジーを工学的に作ることを妨げない。
https://www.nature.com/articles/s41586-025-09971-3
https://www.nature.com/articles/s41586-025-09417-w
- tesnorindian
ではこういうのはどうだろう
現在のAI + 量子力学 = AGI？
これは、Ask HNで「数学は私たちの問題の解決策を持っているか」と尋ねたときに、まさに私の頭にあった疑問だ。
今、私にはわかる。数学が生物学にとって量子的であるように、AGIのためにはまず量子を解決する必要があるのだと。