生命现象可能并未利用真实的量子效应，而是通过复杂的演化网络，在数学层面完美模仿了量子的叠加与干涉特性。
20年前，科学家曾认为自己即将从量子角度破解生命的奥秘。在光合作用中，植物与细菌能以近乎100%的极高效率吸收光子并转化为化学能。当时的研究推测，这是由于分子间维持了量子相干性，使能量可以同时探索多条路径。然而随着实验的深入，普林斯顿大学的Gregory Scholes等学者逐渐发现，在温暖潮潮且充满热噪效应的细胞内部，真正的脆弱量子态根本无法长期维持。此前观察到的实验信号，实际上只是分子键振动产生的经典共振，而非长程量子相干。
既然真实的量子效应难以在宏观生物体中存续，生命又是如何实现如此高效功能的？Gregory Scholes提出了一种全新视角：生命经过35亿年的演化，或许学会了用复杂的经典网络去模仿量子。当大量互相作用、周期振动的经典部件组合在一起时，整个系统展现出的集体行为，在数学上竟然能够完美遵从量子力学的数学法则。这种现象被称为仿量子效应。
回溯历史，寻找生命中的量子痕迹并不是新鲜事。早在1929年，物理学家Niels Bohr就曾指出量子力学可能对理解生物学具有决定性意义。随后Pascual Jordan与J.B.S. Haldane等学者也主张生命能够将微观量子不确定性放大到宏观尺度。后来还有学者推测鸟类导航依靠量子纠缠，甚至如Roger Penrose在1989年提出人类意识源于脑微管中的量子效应，但这些假说始终缺乏确凿的实验证据。
与试图寻找物理量子态不同，仿量子研究关注的是数学上的相通性。林奈大学的Andrei Khrennikov在1990年代发现，认知和经济学中的概率干涉现象可以用量子数学建模。2024年，Gregory Scholes证实，同步振动的经典网络所产生的涌现态，可以在希尔伯特空间中用向量精确描述，其数学结构与量子比特完全一致。普渡大学的Ethan Dickey和北卡罗来纳州立大学的Sabre Kais指出，这种仿量子特性直接源自复杂图论网络的固有结构。
当然，渥太华大学的Ebrahim Karimi提醒道，数学上的相似并不等于物理本质相同，就像飞行的棒球弧线和仙人掌刺的弯曲弧线遵循同一种二次方程，但背后受到的物理力却截然不同。尽管如此，这种数学联系依然带来了巨大的启示。马克斯·普朗克学会恩斯特·斯特朗曼研究所的Wolf Singer在2025年的研究中表明，在神经网络中引入振动干涉可以开辟时间维度，利用相位关系编码信息，从而显著提升网络的效率和鲁棒性。
如今，研究人员正尝试利用仿量子原理设计新型电路和计算网络。虽然随着规模扩大，完美模拟量子逻辑门所需的物理资源会急剧增加，但它依然揭示了一个深刻的规律：当经典生命的复杂网络演化到一定高度时，支配微观量子世界的优雅数学，将在宏观世界中再次浮现。
原文：https://www.quantamagazine.org/biology-might-not-be-quantum-but-its-math-is-quantumlike-20260923/https://www.quantamagazine.org/biology-might-not-be-quantum-but-its-math-is-quantumlike-20260923/