asoud Mohseni

在宏觀條件下，生物系統(tǒng)受環(huán)境波動的影響，它們的量子特征一般都被抑制了，因為環(huán)境的波動比較慢，來不及影響生物過程。但是在分子和蛋白質(zhì)量級，主要生物過程大多在皮秒或納秒的時間范圍內(nèi)發(fā)生，因此它們的量子現(xiàn)象顯現(xiàn)出來了。譬如生物體系中的電子隧道以及酶中的質(zhì)子隧道效應(yīng)等等。量子力學(xué)能精細(xì)地描述我們周圍的世界。2009年以來量子生物學(xué)發(fā)展很快，相關(guān)的國際學(xué)術(shù)會議及論著數(shù)量猛增。目前研究的熱點是量子力學(xué)與生物學(xué)之間的界面問題。本書采用實驗與理論相結(jié)合的方法，探討了受量子現(xiàn)象強烈影響的一些生物學(xué)領(lǐng)域。這些領(lǐng)域包括：光合作用中光捕獲時的相干能量轉(zhuǎn)換，禽流感中的自旋相干，以及嗅覺中的分子識別問題等。

本書分成三大部分共15章：第一部分 引言，包括第1-4章：1.量子生物學(xué)：引言；2.用開放量子系統(tǒng)來探討生物系統(tǒng)；3.廣義Frster共振能的轉(zhuǎn)換；4.多維電子光譜的原理。第二部分 在微生物光合成能量轉(zhuǎn)換中的量子效應(yīng)，包括第5-7章：5.顏料—蛋白質(zhì)復(fù)合物的結(jié)構(gòu)、函數(shù)和量子動力學(xué)；6.量子相干性的直接觀測；7.在環(huán)境輔助下的量子輸運。第三部分 高級生物體中的量子效應(yīng)及其應(yīng)用，包括第8-15章：8.光合作用中激發(fā)能的轉(zhuǎn)換及能量守恒；9.蛋白質(zhì)中的電子傳輸：根據(jù)量子力學(xué)的隧道效應(yīng)，生物體內(nèi)的電子能直接穿過蛋白質(zhì)的骨架，這種電子隧道是生物體內(nèi)能量傳遞的主要途徑；10.用于鳥類導(dǎo)航的化學(xué)指南針；11.視網(wǎng)膜的量子生物學(xué)；12.嗅覺的量子振動效應(yīng)；13.從某個視角來看生物體系中可能出現(xiàn)的糾纏；14.仿生量子材料的設(shè)計和應(yīng)用；15.碳納米管中的相干激發(fā)。本書目錄的后面有各章作者的簡介。書的末尾有參考書目和主題索引。

本書第一編著Masoud Mohseni是谷歌公司資深的研究科學(xué)家，他開發(fā)了以量子動力學(xué)為理論基礎(chǔ)的機器學(xué)習(xí)算法。他在研究量子輸運、量子測量以及開放量子體系在生物學(xué)中的應(yīng)用方面做出了突出貢獻(xiàn)。

本書是一本適合物理系、生物系和化學(xué)系高年級大學(xué)生以及研究生用來了解量子力學(xué)在生物學(xué)中應(yīng)用的理想的參考書，也是對量子生物學(xué)感興趣的青年科學(xué)家和博士后的有益參考書。

劉克玲，退休研究員

（中國科學(xué)院過程工程研究所）