物理學是不是可以解釋所有化學現象?如果是,那物理如何去解釋生物機制?

時間 2021-05-06 07:55:32

1樓:思賢

平面的樂高積木模組有幾個固定的缺口,也有大量的排列組合。它們可以選擇拼湊成直線型的含有更長更多缺口的更大模組,並用來組合成更複雜的二維平面模組。二維平面模組,又可以組合成三維的模組。

物理學就是基本的樂高模組,比如原子和電磁波,化學和生物學可以看做二維和三維模組,他們體積更大結構更複雜,有更多的缺口。

排列組合無窮無盡。

2樓:

不說生物這種複雜的東西。

我們就說電腦。

電腦裡跑的各種程式,本質上是電訊號。

那麼你程式設計的時候有需要諸如「電子工程原理」「電動力學」乃至「量子場論」這些基礎的學科呢?

根本不需要。

而且知道這些對於你實際程式設計而言沒有任何幫助。

遊戲機制雖然生於程式設計原理,但是前者與後者的規律完全不同;同樣的,程式設計原理與基礎的電子工程原理、物理電磁學原理,也是完全不一樣的。

這種「不同」,使得任何層次上都可以產生出不同的規律,形成不同的現象。

它使得電腦雖然依賴的是簡單的電訊號,但是可以執行許多複雜的命令;

它使得生物體雖然依賴的是基本的物理化學變化,但是可以對外界刺激做出有效的反應,可以自主完成生命的複製和繁衍;

它使得足夠複雜的人腦產生出了意識,讓人感受到喜怒哀樂,讓人體會到生活的意義。

從科學上講,這叫做「複雜系統的湧現性」,從哲學上講叫做「量變質變定律」。

試圖從簡單系統規律的簡單疊加去構建複雜系統的規律,是幾乎不可能做到的——你會被海量的引數和計算淹沒。

而對於物理和生物兩個層級和複雜度相差太大的學科,想從底層的物理學或者量子力學出發,計算哪怕是細胞膜上某個很小區域的活動,也最多做到毫秒級別的「模擬」,可以用來佐證某個依靠實驗發現的生物學理論(比如某個離子通道的選擇性的原理),但從頭開始「理論構建」則是基本不可能的事情。

3樓:青竹箴

還是那句話

物理化學生物是同一們科學在不同觀測尺度下的不同表現形式。

就好比,生物是乙個國家

化學就是這個國家裡所有的事業機關單位

物理就是在這些地方工作的人

4樓:pipedream

化學勢,路易斯酸鹼理論,軟硬酸鹼理論,這些理論的存在說明物理很多時候是無力的。

學好物理就能學好化學,就好像你看完24史就能縱橫網路歷史論壇一樣可笑。

5樓:Acetone

物理學是化學的基礎,化學現象依靠物理進行定量計算,所以對於這個問題的回答是肯定的。

但如果你認為這樣化學就沒有存在的意義,那就想得太簡單了。化學現象是物理過程的巨集觀表現,如果非要深究,乙個化學變化實際上是許許多多物理變化的集合。就拿乙個最簡單的例子,電解水,2H2O(l) = 2H2(g) + O2(g),我們計算標準狀態下電解所需要的電壓,只需用實驗得出的標態下熱力學資料套公式計算就可以了。

但實際上這個過程中包含電子的運動,電子的轉移,電子軌道的變化,分子與電子在相中的運動。如果你精確計算每乙個過程所需要的能量或是具體的狀態,解這個問題未必太過於麻煩。化學基於乙個不同的視角觀察複雜的變化,是對問題的簡化,是對規律的總結,是有利於前沿科研工作順利開展的。

就比如你計算999個999相加,你是選擇都加一遍還是選擇用乘法呢?

6樓:想飛的豬

楊振寧和母親羅孟華,香港中文大學

問:(20世紀)20年代末,海森堡(量子力學建立人)對魏則克說:『』現在無論是誰,如果他沒有相當豐富的當代物理學知識,是不能理解哲學的,你要是不願成為最落後的人,就應該馬上去學物理。

『』楊教授,可否請你對此加以闡述?

楊振寧:關於海森堡所講的物理與哲學的關係,他所講的這句話我倒是沒有注意到,不過他這個話是有根據的。因為2023年到2023年,量子力學的發現,對於人類的認識論,起了巨大的影響。

問:物理學家是否認為,從宇宙到人生,一切現象都是物理現象,如果是的話,有沒有幾條原則可以用來概括和解釋這些現象?

楊振寧:這個問題有一些爭論。有一些物理學家覺得,雖然生物的現象裡面,很多一部分完全基於物理定律的一些發展,可是他們認為,也因為量子力學的關係,意識是超過量子力學以外的乙個現象。

問題到現在還沒有解決,兩方面的說法都有人在做文章。

我個人認為,這可能是目前的物理學家還不能完全掌握的領域。不過,目前生物學家所研究的許多生物化學的現象還完全是在量子力學的範疇之內,是不是最後生物學家會超越現在物理學家對量子力學的了解之外,這個問題我自己沒有固定的意見。我覺得可能是有,也可能是沒有。

7樓:

這問題很膨脹呀,本剛考完有機的生物狗不服。要是物理能解釋化學,照這麼說的話,化學能解釋生物,那物理也能解釋生物。然而物理並不行——生物有太多太多不確定性,「專治各種不服」。

8樓:Dean

生命起源於量子位元和糾纏。人類的生命體是乙個量子多體系統,量子糾纏和量子相干形成DNA的雙螺旋結構,同時也是構建脈衝神經網路的基礎結構。DNA是量子位元的儲存載體,量子位元資訊守恆、質能守恆。

生命的輪迴由DNA來乘載。

9樓:

幫你艾特乙個人, @史瓦西半徑 ,這傢伙之前參與的專案裡有乙個就是試圖從薛丁格方程出發直接分析DNA分子這個規模的系統。我所了解到的最新進展就是他們似乎在嘗試對一條DNA分子進行固定一端而扭轉另一端的可控形變,對一些勢進行研究。

可惜這個大好青年在大半年前一槍把自己崩了,多半是沒法來這兒答題了……雖然我還挺希望再見到他答題的。

嗯,這個回答的意思除了緬懷故人之外,還有就是告訴題主確實有人在做這方面的努力,雖然目前還沒有什麼漂亮的成果。

10樓:Himmel

可以,但是人類的歷史,個人的生命尺度,我們能控制的資源禁不起這樣消耗。

想要發展,或者換句話說,想要生存,必須站在巨人的肩膀上。

舉個簡單的例子,高考物理試卷,你可以只用少於七個基礎公式推導出所有需要的東西,但是如果你每道題都從這幾個基礎形式出發,你沒時間答完題。

11樓:老怪

有一天,題主在家做飯,炒菜中。

經驗不足,就詢問作為生物教授的母親,菜炒熟了嗎?你媽走過來,眼睛一瞅鼻子一聞便知一二。不過你堅持要她做乙個玻片,拿顯微鏡觀察一下,用試劑驗證一下是否變性。

否則就認為你媽是假的教授。

不過你媽媽可能會懷疑自己生了乙個假的孩子。

12樓:公尺蘭舍因卡

很簡單啊

高中知識

13樓:Mr.V

初中就玩過的假說……

問題最重要的是在於首先,人類沒有這麼大的計算能力去完成模擬……

其次,人類對物理學研究沒有達到完全透徹的境地,這樣誤差會被無限放大……最後模擬的結果肯定是不對的

14樓:Calvin

簡單的說,物理是物質世界的唯一規則,可以解釋所有現象。但是人類如果試圖用物理去解釋所有現象會很困難(例如通過計算生物體中的基本粒子的相互作用來解釋生命),效率很低,所以我們有了化學生物等學科,這些學科用更巨集觀和簡潔的方式解釋這些現象。

15樓:

理論上可以,現在人類做不到,關鍵不在物理理論,關鍵在工具-數學的不足。

目前缺少一門對大量複雜運動動態變化的規律進行總結和研究分析的數學工具,甚至不知道從何下手。

這裡面估計不止是一門,是很多很多門數學理論有待發掘。

不僅僅是計算機的線性計算能力不足而已,而是缺少標準化衡量和運算大數量複雜程度的數學理論,乃至人類還缺少這方面的思維方式。

通俗的解釋,人類現在知道眼前的河,河對岸已經能看見了,但是缺少過河的橋,甚至建造過橋的工具都還沒找到;

看見了前面的山,但是沒有快捷的路,走上去要無數無數年,而製造捷徑的材料還沒發現。

16樓:冰室

噫,這個話題容易被引導到危險的方向。

我只想指出即使物理學家談到complexity的時候,他們還是比大多數生物學家更加reductionist:因為大多數生物學家根本就不reduction。

不reduction怎麼會有科學?Anderson的意思應該是對過度的reductionism的糾正(比如試圖還原到最基本和統一的理論上)而不是說就放著現象不管了。

(話說知乎這審查機制簡直藥丸,還讓不讓人說話了)

17樓:

為什麼要隨著學歷的公升高不斷細化分離理科,因為一己之力不可能完成隨著科技發展,越來越複雜的計算,當然未來也許計算機可以,這就是人工智慧的乙個相對於人的優點吧,人和人合作容易發生矛盾等等,有些科研人員很招人討厭,不長篇大論,就說幾句,一物理就是所有理科的真實表現,物理可以做到解釋一切化學,一切化學反應發生於物理世界中,白話說一下,生物和化學密不可分,所以同理,且我們生活於物理世界中。預言,物理是未來唯一解釋一切科學的學科,數學也是服務於物理。至於未來物理,只會分化出越來越多的延伸於並且融匯於其他方面理科的學科,其發展並不影響入門對基礎物理的學習,但是放心,其他學科也很有用,其實學深了會發現,這就是一群數字一群理論,純粹的理科,拋開融匯了一切分開的學科,單純的理論研究,所以理科不分高低,只有你學的深淺。

很淺顯易懂吧。

18樓:

生物學其他理論需要用數學解釋

數學han物理都無法解釋的是中醫理論這種古老的東方智慧型只能很牽強的用西方當代物理學解釋

比如用量子中醫學裡乙個著名理論:薛丁格的精氣當我們要檢測精和氣的時候它們的實體就坍縮了以概率波的形態瀰漫在空間中當沒人檢測它們的時候它們就作為實體物質影響人體

非常神奇

19樓:拉普拉斯大魔王

我們在發現細胞以前不認為治病需要用到顯微鏡,我們在發現細胞之後不認為治病需要用到分子,我們發現基因之後就成了另一回事兒,現在電子和磁場進入醫療行業許多年了吧。

要說解釋。。因為資訊不足和解釋難度,我們只能解釋一部分。。很小的一部分。。

20樓:浮草

我曾經也想到這個問題,在這裡看到了還原論的觀點。深有同感,高票答案提出,每個層次有每個層次的規律。這是毋庸置疑的。

可是?未來科學一切的發展的可能,是否會被「不能打通的層級之間的障礙」所限制?

因為每個層級之間相差的數量級過大,所以導致了運算浪費?可是,難道就沒有一種規律專門解釋層級之間的差異麼?是否存在一種處理手段,能夠讓低層級完美建構高層級的理論?

當然我也只是好奇而已,我並沒有接觸過哲學。

物理-化學-生物-心理-社會

前面幾個在各自領域發展已經頗為極致。現在擺在眼前的,大概就是各個層級之間的量級壁壘。

吐槽吐槽而已,會持續關注這個問題!

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