量子生物學前景如何?

感覺現在的生物學是個坑,而本人就在坑中,對這是一點信心都沒。而今日發現量子生物學,對生物來了點興趣。要是以後有了這門課,要有哪些知識儲備呢?


搞量子生物學的一般都離不開結構生物學。

像我現在研究的單分子操控領域,有一批人在研究分子馬達。而分子馬達的運動機制不用量子力學就不好解釋。還有一些酶的催化機制涉及量子隧穿效應。這些研究都必須先知道研究對象的立體構象。

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所以需要的知識儲備包括

生物化學 分子生物學

有機化學 光譜學

X射線晶體學、核磁和冷凍電鏡解析大分子結構怎麼也要會至少一種

量子力學

做數理方面的研究編程技能一般少不了

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那些說用量子力學研究生物體系是浪費資源是偽科學的可以看看我在這個問題的回答里

https://www.zhihu.com/question/29609467/answer/47038808

里提到的文獻:

Z. Liu, X. Guo, C. Tan, J. Li, Y.-T. Kao, L. Wang, A. Sancar, and D. Zhong, J. Am. Chem. Soc.134, 8104 (2012).
Electron tunneling pathways and role of adenine in repair of cyclobutane pyrimidine dimer by DNA photolyase.

其中就涉及電子隧穿效應。你問研究這個有什麼用?如果人類的DNA photolyase像蜥蜴那麼給力,我們就不會有皮膚癌了好不好!


google了一下感覺好渺茫。

目前來看最靠譜的研究方向好像是能量轉化(比如光合作用中吸收能量的過程),然而這和生物本身並沒有什麼關係。

以目前人類的計算能力來看,至少在我的有生之年,我看不到能把量子層面的計算應用到生物模型上的可能性,也看不到這個必要。畢竟生物(即使是分子生物)跟物理相比,屬於宏觀現象科學,用物理/數學方法從量子層面模擬簡直就是。。。資源浪費。

不過其實非要說的話,MRI也可以算是量子生物吧。。。

感覺要做這個至少需要學習:

數學建模

微分方程

編程(比如python)

分子生物

細胞生物

微生物學

經典動力學

量子力學

電動力學

等等。


量子糾纏和量子相干形成DNA的雙螺旋結構。


路徑積分(量子場論)


還處在社會主義初級階段。。。。。。並且長期處在


提醒一下,我在普林斯頓的物理系裡找到了這個方向的program。感覺能說明一些問題


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