解開生命之謎：運用量子生物學，揭開生命起源與真相的前衛科學

英文書名（life on the edge）比中文書名更能反映作者的生物觀點。無機物和生命體在肉眼可見的範圍皆遵循牛頓力學，但其差異在於部分粒子的變動能否影響整體的行為。無機物的特性（熱漲冷縮、結晶、……）源於數量龐大的粒子分攤掉個別粒子的隨機特性，因此個別粒子無法影響整體。但是生命卻可以營造合宜環境，隔離或駕馭不規則擾動，保持個別粒子的特性，進而擴增到整個生命體驅動大大小小的反應，而這種特性可以用量子力學描述。換句話說，生命是在量子力學或古典力學支配的兩種秩序中間的微妙平衡，死亡意味著這平衡被打破，喪失微觀秩序和巨觀秩序的連結。

薛丁格在《生命是什麼》中提及基因包含的原子數量不足以用熱力學原則（秩序源於大量不規則行為的平均）說明其遺傳精確性，因此得援用量子力學解釋。繼承此信念的物理學家在生物體內找尋能應用量子力學的場合，因為量子效應僅出現在微觀尺度，又容易受細胞內隨機運動的粒子影響而失效，所以這類反應系統應該只涉及數目少、質量小的粒子，而且能藉由孤立空間或其他方法排除干擾。此外，反應系統需在維繫生命運作的關鍵位置上維持平衡，使微觀層次的變動得牽動巨觀層次。

此書前半部討論的酵素活性位、植物光系統、嗅覺受器以及磁導航器官皆屬此例，它們是維持生命的重要反應，又僅涉及電子或質子等小粒子轉移。作者用大量篇幅回顧這些領域的研究成果，接著點出傳統理論的缺陷，再舉出量子效應在其中扮演重要角色的證據，最後用比喻的方式引介量子生物學詮釋，幫助讀者理解抽象概念。

為了呼應其生物觀點，作者在後半部將量子理論應用到生物演化、大腦意識和生命起源等議題上，試圖將之推廣為為生命運作的基石。不過相較於前半段內容有較多實驗和文獻支持，這部份把量子理論套用在巨觀階層的種種模型仍屬推測。

雖然含有大量物理術語，但沒有必要讀通（即使作者嘗試讓我們更容易理解），畢竟這是介紹如何應用量子力學解釋生物現象的科普作品，不是量子物理課本，重點應該放在了解這方法有何優點和限制，並且留意以下幾個問題：

• 書中提到的是經實驗佐證的理論還是大膽的猜測？
• 這些有證據的理論是挑戰了傳統學說，還是其解釋含糊的細節？
• 是生物體依賴量子效應，還是量子效應出現在生物體中？
• 微觀尺度的量子效應是否影響巨觀層次？
• 量子效應是反應的先決條件，還是從眾多選擇演化而來的結果？

對生命起源有興趣的讀者只需讀第一、二、九和十章，當中介紹的生命起源機制仍奠基於RNA世界說，只是傳統理論難以解釋該如何從有機分子中產生自我複製體，所以想像了一個能利用量子效應同時展現各種結構的「原酶」，能比化學重組更有效率地測試可能結構。當某個結構出現自我複製功能時，原酶就會喪失量子效應，維持穩定並持續複製下去。然而傳統理論的挫敗無法證明這個理論是對的，而且這想法只停留在模型階段還沒有任何證據支持，因此應謹慎看待。

作者在最後對建造人工細胞的提議類似《再創世紀》裡面提到的方法，沒有推翻以往研究者的成果，：湊齊已知生命需要的功能元件、酵素和分子，安裝在脂肪隔間裡。不過強調要考慮量子效應，否則人工生命體沒辦法運作。

題外話：簡中版的書名叫《神秘的量子生命》，乍看之下讓人聯想到劉慈欣小說《球狀閃電》裡的量子幽魂，一眼之下還以為是什麼靈修著作，和正體版一樣都沒有凸顯此書前半部嚴謹的敘述，反而把重點放在較具爭議後半部，還過度延伸些作者一直澄清不該和科學混淆的靈魂、哲學、神學概念，這點實在讓人匪夷所思。