<생명, 경계에 서다>짐 알칼릴리 외

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‘양자역학, 양자 화학, 그리고 전자 전달의 경계에서’

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왜 물질은 생명체를 이룰 때와 암석을 이룰 때 그렇게 다르게 행동할까?

물체는 입자로 구성되고 입자의 운동은 중력이나 전자기력에 의해 조절된다면, 살아 있는 유기체를 구성하는 생체 물질은 무엇으로 만들어지고 어떻게 움직일까? <생명, 경계에 서다>의 저자이며 양자역학자인 짐 알칼릴리는 우주가 양자역학의 법칙으로 작동한다면 생명도 양자역학의 법칙으로 작동한다고 주장합니다.

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“우리의 생명은 한쪽 발은 일상적인 사물로 이루어진 고전세계에 있고, 나머지 한발은 양자세계라는 양자경계에서 살아가고 있다.

태양의 핵융합에서 일어나는 양자 터널링 같은 양자 현상이 식물이 태양광선을 포획하는 방법으로부터 모든 세포가 생체분자를 만드는 방식에 이르는 다양한 생물학적 현상에서 발견되고 있다“

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핵심은 양자역학의 양자 결맞음, 중첩, 양자터널링, 얽힘이 생물학 분야에도 적용될 수 있는가 입니다.

생물학 분야에도 적용된다면 어떤 근거로 그렇게 주장하는가를 물을 수 밖에 없는데, 원자에서 전자의 움직임을 물리학에서는 양자역학이라 하고, 화학에서는 양자화학이라 하고, 생물학에서는 전자전달시스템으로 표현합니다.

그러다가 저자처럼

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“전자 전달 메커니즘이 고전적인 전자 이동에 의해서만이 아니다. 양자터널링이라는 기이한 과정에 있는 것처럼 보였다.

“효소의 활성부위 안에서 일어나는 진짜 작용을 이해하기 위해서는 기존에 갖고 있던 선입견을 버리고 기이한 양자역학의 세계로 들어가야 한다.”

“호흡연쇄에서 전자가 양자 터널링을 통해 이동한다는 것을 의심하는 과학자는 없다.”

“전자는 양자세계의 기준에서도 ‘파동처럼’ 행동할 수밖에 없다. 전자의 파동구름 확률 구름이다. 소리의 파동이 벽을 통과하는 것처럼 전자의 파동이 에너지 장벽을 통과할 수 있다는 것은 생물학적 계라고 해도 그리 놀라운 일이 아니다.“

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생명의 작용을 전자전달시스템으로 이야기하다가 마지막에는 양자터널링으로 결론을 냅니다. (아직 근거는 미약해 보이는데....)

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그리고 더 햇갈리게 만드는 것은 똑같은 ‘전자의 움직임’을 물리학자들은 양자역학이라 이야기하고 화학교과서에서는 양자화학의 관점으로 전자의 흐름을 이야기하고, 생물학 분야에서는 전자전달시스템으로 이야기하니 ‘전자’가 물리학과 화학, 생물학 사이에서 고생을 하고 있습니다. 그래서 ‘생명’도 경계에 있는 것일까요?

학계와 전문가분들의 견해는 어떤지 궁금합니다.

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