濟合作向 量子力學 它是如何開始的？ 如果馬克斯普朗克沒有忽視一個不好的建議，他就永遠不會開始原子論的革命。 當年輕的普朗克問他的一位教授是否從事物理學職業時，關鍵時刻是1878。 Philip von Jolly教授告訴普朗克找到另一份工作。 他的年輕保護者教授確信，物理學中的所有重要發現都已經完成。

正如普朗克後來回憶的那樣，馮·喬利說，

“物理學甚至可以勉強繼續，調查或投入順​​序和tamtoho這一點，但該系統作為一個整體被錨定和理論物理的顯著已接近尾聲。”

通過將其中一個小東西付諸實踐，結果證明他最終得到了它 普朗克諾貝爾獎 她出生了 量子力學。 令人不安的小事涉及一個非常普遍的現象： 為什麼物體會在熱身期間以它們的方式出現？ 所有材料，無論由什麼材料製成，在升高的溫度下都具有相同的性能-它們發出紅色，黃色，最後發出白色。 19世紀沒有一個物理學家可以解釋這個看似簡單的過程。

問題似乎是“紫外線災難”，因為最好的理論預測在非常高的溫度下加熱的物體應該發出最短的波長能量。 因為我們知道強電流不能將燈泡帶入19的物理能量束中。 這裡顯然沒有最後的說法。

能量可以被吸收

普朗克已經在1900中找到了答案，現在已成為現代熱門。 事實上，他認為能量只能以離散量或數量吸收或傳播。 它與經典物理學徹底背離，聲稱能量流經連續的連續流。 那時，普朗克沒有理論上的理由，但事實證明它也有效。 它的量子有效地減少了加熱物品在任何溫度下釋放的能量。 最後，沒有致命的紫外線！

量子革命

這就是量子革命的開始。 它花了幾十年的愛因斯坦，海森堡，玻爾和物理等悍將的理論工作，所以它改變了普朗克靈感進行了全面的理論，但是這僅僅是個開始，因為沒有人真正理解與物體發生加熱時。

量子力學和理論，這從我們的日常經驗得出的最小顆粒的境界與粒子和能量傳輸的所有交易是看不見我們的感覺中樞笨拙。 並非一切都是完全隱形的！ 一些量子效應隱藏在視線中，雖然它們是明亮而美麗的，如太陽光和閃閃發光的星星，是量子力學到來之前無法完全解釋的其他東西。

我們在日常生活中可以體驗到量子世界中有多少現象？ 我們的感官可以在現實的真實本質中發現什麼信息？ 畢竟，正如最初的理論所表明的那樣，量子現象可以在我們的鼻子底下。 事實上，它們可能發生在我們的鼻子裡。

量子保險槓

當你醒來時，在你不朽的烤麵包機裡感受到咖啡或一片麵包的氣味，你的鼻子會發生什麼？ 對於臉上的感覺器官來說，這只是一種印象。 正如世界上第一座核反應堆建造的Enrico Fermi曾經炸過洋蔥一樣，了解我們的感官器官是如何運作的將是很好的。

量子力學（©Jay Smith）

所以你躺在床上，想著準備新鮮烤吐司。 香味分子在空氣中流動。 你的呼吸會將一些分子吸入眼睛正上方的鼻腔之間。 分子附著在鼻腔表面的粘膜層上，並被捕獲在嗅覺受體中。 嗅覺神經像水母一樣懸掛在大腦中，它們是中樞神經系統中唯一不斷暴露於外界的部分。

接下來發生的事情並不完全清楚。 我們知道，氣味分子結合到粘膜表面上400不同的受體之一，我們不知道到底是什麼以及如何接觸會產生我們的嗅覺。 為什麼理解氣味這麼難？

倫敦帝國理工學院的科學家Andrew Horsfield說：

“部分原因是難以進行實驗來檢查嗅覺感受器內部的情況。”

氣味如何起作用

關於氣味如何起作用的常規解釋似乎很簡單：受體具有非常特殊的分子形狀。 它們就像只能用正確的鑰匙打開的鎖。 根據該理論，進入鼻子的每個分子都適合一組受體。 大腦解釋了分子激活受體的獨特組合，例如咖啡的氣味。 換句話說，我們感受到了分子的形狀！ 但是，“鑰匙開放”模型存在一個基本問題。

霍斯菲爾德說：

“你可以擁有不同形狀和成分的分子，這些分子都會給你同樣的感覺。”

似乎不僅要涉及形狀，還需要涉及什麼，但是呢？ 該模型的一個有爭議的替代方案表明，我們的意識不僅受到分子形狀的影響，而且還受到這些分子振動的方式的激活。 所有分子都根據其結構以一定的頻率不斷振動。 我們的鼻子能以某種方式揭示出這些振動頻率的差異嗎？ 希臘亞歷山大·弗萊明（Alexander Fleming）生物醫學研究中心的生物物理學家盧卡·都靈（Luca Turin）相信他們可以做到。

氣味的振動理論

都靈，誰也成為了世界上領先的香水專家之一被激發振動理論香味，首次提出化學家馬爾科姆·戴森在1938。 在都靈在九十年代首次捕捉到戴森的想法後，他開始尋找分子來測試這一理論。 他專注於具有獨特氣味和特徵分子振動的硫化合物。 然後，都靈需要確定一種完全不相關的化合物，其分子形狀不是硫，但具有相同的振動頻率，以確定是否存在硫磺等物質。 最後，人們發現了一種含硼分子。 她一定聞起來像硫磺。 “我在這裡，”他說，“我認為這不是巧合。”

自從他發現這種嗅覺以來，都靈就收集了實驗證據來支持這一想法，並與霍斯菲爾德（Horsfield）合作制定理論細節。 五年前，都靈和他的同事設計了一個實驗，用一種氘代替氘中的一種芳香劑中的氫分子，氘是原子核中帶有中子的氫同位素，發現人類可以感覺到這種差異。 因為氫和氘具有相同的分子形狀，但振動頻率不同，所以結果再次表明我們的鼻子實際上可以檢測到振動。 對果蠅的實驗顯示了相似的結果。

我們還感覺振動嗎？

都靈的想法仍然存在爭議-他的實驗數據將嗅覺研究人員的跨學科群體劃分開來。 但是，如果它們是正確的，並且除了形狀，我們還會感覺到振動，我們的鼻子該怎麼做？ 都靈推測可以包括量子效應，即所謂的隧道效應。 在量子力學中，電子和所有其他粒子具有雙重性質-每個粒子既是粒子又是波。 有時，這會允許電子通過像隧道一樣的材料移動，這種移動會按照經典物理學的規則被粒子禁止。

氣味的分子振動可以提供一種能量，使能量從電子從氣味接收器的一部分跳到另一部分所需的能量跳下來。 跳躍的速度隨著分子的變化而變化，從而引起神經衝動，使大腦產生對不同氣味的感知。

所以我們的鼻子可以是一個精密的電子探測器 我們的鼻子怎麼能發展到利用這種量子特性呢？

都靈說：

“我認為我們低估了這項技術，說幾行。 40億年的研究和開發以及無限的資金投入是一個很長的時間。 但我不認為這是生活中最神奇的事情。“