Life on the Edge. The Coming Age of Quantum Biology

Jim Al-Khalili & Johnjoe McFadden – Life on the Edge (2014)*

Quantumnatuurkunde bestaat al een eeuw, maar nog altijd denken de meeste mensen dat het een onbegrijpelijk onderdeel van de wetenschap is, alleen weggelegd voor genieën. Niets is minder waar. Quantumeffecten zijn geweldig! Bizar, spookachtig, zonder reden, en de deelnemende deeltjes willen niet bekeken worden. Kijk je wel, dan worden het de braafste jongetjes van de klassieke natuurkunde. Welkom in deze wondere wereld waarin WAAROM? niet bestaat. Hier geldt alleen DAAROM!

Bovendien zijn die effecten overal, en misschien is er wel niets dat daarzonder zou werken. Sterker nog, zonder één bepaald verschijnsel zou er na de oerknal alleen maar lusteloze waterstof zijn ontstaan, en dat was het dan. Niks heelal.

Volgens de klassieke natuurkunde zou de zon niet eens kunnen schijnen, bij voorbeeld. En er is nog veel meer waarvan de werking alleen te verklaren is met quantumtheorie. De klassieke berekeningen stroken niet met de realiteit die wij om ons heen zien.

Dat quantumverschijnselen zich zouden kunnen voordoen in de levende wereld werd tot voor kort nog ernstig betwijfeld. Het domein van het quantum is het domein van elektronen en ander klein grut. Op grotere schaal gelden de wetten van de klassieke natuurkunde (dat is alles vanaf Newton – 1687 – tot en met de relativiteitstheorieën van Einstein – 1905 en 1915). Volgens de destijds gangbare opinie zouden quantumverschijnselen verdrinken in het geweld van de grote moleculen die het leven regelen.

De auteurs van Life on the edge laten glashelder zien dat een aantal cruciale levensprocessen bestaat bij de gratie van quantumeffecten. Zoals de fotosynthese van planten, waarbij kooldioxyde wordt omgezet in zuurstof, zoals de ademhaling, de reuk en alles waarbij enzymen te pas komen.

Zonder quantumeffecten geen leven.

Het laatste hoofdstuk gaat in op de vraag wat leven is en hoe het ontstaan zou kunnen zijn. Buitengewoon interessante theorieën.

Je hoeft nog niets van deze spannende tak van natuurkunde te weten om dit boek te kunnen begrijpen en ervan te genieten. Onderweg wordt helder, spelenderwijs uitgelegd wat je moet weten om het verhaal te volgen. In die zin is dit boek ook een korte handleiding quantumtheorie.

Voor wie meer quantum wil: John Gribbins In Search of Schrödinger’s Cat is een uitstekend leesbare geschiedenis van het onderzoek op dit gebied vanaf het begin tot 1985. Zie elders op deze site.

— Mark Carpenter