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第7章 科幻新闻发布

能。

然而,无人机的发展也面临一些挑战和问题,如军用作战存在伦理困境,民用飞行的监管困难以及可能侵犯公民隐私等。

在中国,无人机的飞行需要遵守相关规定。例如,根据《无人驾驶航空器飞行管理暂行条例》,民用无人驾驶航空器所有者应当依法进行实名登记。部分地区还提供了便捷的移动端实名“信息核验”服务,如上海市的“随申办”(含支付宝、微信小程序)为市民提供了相关服务入口,市民可以通过该应用完成无人机录入、飞行报告等操作。此外,在进行无人机飞行时,需提前检查无人机状态,遵守属地公安机关地面管理要求,并注意不要在禁飞区或限飞区飞行,以确保飞行安全。

五、量子力学在生命科学领域的应用实例和相关研究方向:

(一)光合作用:

在光合作用过程中,能量从光子吸收到传递到反应中心转化为化学能的效率非常高且速度快。研究表明 :

量子相干性起到了重要作用,被激发的能量以量子相干的方式(类似波的同时走多路径特性)在色素分子网络中传播,这样可以使能量快速找到通往反应中心的最优路径,以极高的效率实现能量传递。

(二)酶催化反应:

量子隧穿效应在酶促反应中较为常见。例如一些酶可以促使电子和质子从生物分子中的一个位置消失,直接跳过了两个位置之间的任何障碍,并立即在分子中的另一个位置出现,极大地加速了化学反应速率,如果没有量子隧穿效应,很多生化反应在常温下难以达到所需的反应速率。

(三)嗅觉感知(存在一定争议和进一步研究空间):

传统理论认为气味分子会被味觉受体探测到,靠的是鼻子内一种钥匙 - 锁结构:气味分子与受体的空隙结合,然后触发反应。但有新的观点认为 :

量子力学机制可能参与其中,比如气味分子的振动频率等量子特性可能是被识别的关键因素之一,不过这一理论还需要更多证据来巩固和完善。

(四)候鸟的导航:

有研究表明候鸟等动物在迁徙过程中可以感知地球磁场来导航。

其体内可能存在一个基于量子纠缠效应的化学“指南针”,眼睛中的某些蛋白质里一对互相纠缠的电子对地球磁场方向的变化十分敏感,从而能“看见”地球磁场并知道飞行方向。

(五)基因和遗传突变:

薛定谔曾指出基因小到不能依赖“无序中诞生的有序”定律来保证其复制的准确性。有观点认为基因突变可能是晶体内的量子跃迁导致的,dna作为一个非周期晶体(薛定谔提出概念),其碱基等结构在量子层面编码遗传信息 。

(六)量子生物学技术在医学等领域的潜在应用:

1. 量子点标记和成像:量子点作为一种纳米级的半导体材料,在生物成像中可以作为荧光标记物,具有独特的光学特性和高灵敏度,用于细胞成像、疾病检测等方面。

2. 量子计算辅助药物研发:利用量子计算强大的计算能力来模拟药物分子和生物靶点的相互作用、预测药物活性和毒性等。

(七)以下是量子力学大致的发展历程:

早期启蒙阶段(20世纪初之前的一些重要铺垫)

在19世纪,一些实验现象和理论为量子力学的诞生做了一定铺垫:

1. 麦克斯韦电磁理论的发展,对光和电磁波等有了较为成熟的理解。

量子论的诞生(1900 - 1913年左右)

2. 1900年,普朗克为了解决黑体辐射问题,提出能量量子化的概念。他假设黑体辐射中的电磁波能量是一份一份的,而不是连续的,这打破了经典物理学中能量连续性的观念,但当时普朗克只是将其视为一种数学技巧。

3. 1905年,爱因斯坦受能量量子启发,提出光量子假说,成功解释了光电效应。光量子具有能量和动量,光不仅具有波动性还具有粒子性(波粒二象性),这一观念极大冲击了经典物理观念。

4. 1913 年,玻尔在氢原子模型中引入轨道量子化,成功解释了氢原子光谱。但这个理论存在局限性,只能解释氢原子等单电子体系。

(八)旧量子论的发展和困境(1913 - 1923年左右)

1. 1916 - 1917 年,爱因斯坦用统计方法在普朗克量子论基础上解释了固体比热随温度变化的规律等。

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