在微观的粒子世界中，粒子们有很多奇特的特性，这些特性包括“量子叠加”、“量子隧穿”、“量子纠缠”等。
“量子叠加”是指微观粒子同一时刻可以处于多个状态的叠加态，也就说，在同一时刻能够同时拥有多种不同的状态。量子叠加特性可以用一个形象的比喻来描述。假设一辆汽车正在向前行驶，而路中间恰好有一块石头，汽车要么从石头左边驶过，要么从石头右边驶过。如果同时架设多部摄像机记录汽车驶过石头的这个瞬间过程，事后检查录像时就会发现，有的摄像机显示车从石头左边经过，有的摄像机显示车从石头右边经过。也就是说，汽车在同一时刻里，在不同摄像机中，呈现出了两种完全不同的状态。这种现象在宏观世界自然不会发生。但在微观世界中，却是普遍存在。
而“量子隧穿效应”，则是指微观粒子能够穿入或穿越位势垒的量子行为。简单的说，就是粒子可以穿过一堵比自己还高的墙。在现实中，如果前面有一堵很高的墙，人要想翻墙而过，就必须要有足够的能量才能跳过去。但在微观世界中，即使粒子没有足够的能量跳过高墙，它也有一定的概率像一个幽魂那样直接穿墙而过，到达墙的另一边。这就种现象，就是“量子隧穿效应”。
至于“量子纠缠效应”，是指具有纠缠态的两个粒子无论相距多远，只要一个状态发生变化，另外一个也会瞬间发生变化。这就像我们常说的“心灵感应”。两个相互“缠结”的粒子能维持远距离的即时通讯，无论它们之间有多远，即便是被扔在银河系的两端，它们之间仍然能难以理解地相互“联系”。这种现象是如此的诡异，以至于连爱因斯坦都无法接受它的真实存在，曾说它是一种“鬼魅似的远距作用”。但后来无数的实验已经证明了它的真实性。
近年来，越来越多的研究表明，量子力学不仅仅作用于非生命现象，在生命现象中也起着关键作用。正如量子力学奠基人薛定谔在他的着作《生命是什么》中写道，生命中一些最为基础的砖石，必定会像肉眼看不到的放射性原子一样，是一种量子实体，具有反直觉的特征。新近的许多实验证明，一些最基础的生命活动都确确实实依赖于量子奇特性质的作用。例如，酶的催化反应、基因突变、光合作用等，这些重要的生命现象都被发现与量子效应密切相关。
其中，酶的催化反应与“量子遂穿”效应有关。酶参与了每一个生物细胞中的每一个生物分子的合成与分解。酶在分子内、分子间精确高效地操控着原子、质子和电子的运动，让生物分子的化学反应加快了几万亿倍，使原本要花上数千年才能完成的化学反应过程在几秒种之内完成。酶之所以可以做到这点，正是“量子遂穿”效应在发挥着作用。它令原子、质子和电子穿越位势垒，完成化学反应。
另外，基因突变也同样与“量子遂穿”效应有关。基因突变是推动生物进化演变的重要因素。基因突变就算在没有外部因素作用下，也有自发发生。这种自发的基因突变有可能就是由“量子隧穿”效应造成的。当连接DN核苷酸碱基的质子发生“量子隧穿”行为时，就会影响到碱基对出现变化，进而导致DNA序列产生变异，引发基因的突变。
而光合作用则与“量子漫步”效应有关。植物在进行光合作用时，细胞里的光合天线蛋白会将吸收到的太阳光的95%输送至光合反应中心，从而驱动光合作用。整个过程仅在万亿分之一秒内完成，且几乎没有任何能量损耗。这个完美的高效反应，是通过被光子激发的电子发生“量子漫步”效应，选择最优路径到达光合反应中心来实现的。
除了以上所说的这些生命现象之外，生物的某些内在系统也被证实，是依赖于量子效应的作用而运转的。其中，生物的感官系统就是一个例子。比如已知的一些鸟类和其他动物会通过感知地球上非常微弱的磁场来导航，这些神秘的导航系统也许用到了粒子的“量子纠缠”，缠结的粒子对会对磁场的强度和方向极其敏感。
另外一个例子，就是人类的意识。现在越来越多的科学家认识到，在大脑神经层次上无法真正了解意识，意识是在大脑的微观组织里就出现的，即真正要研究意识，要在微观领域里找，要在量子的层次上进行研究。Orch-OR理论，认为意识是产生于量子水平的时空结构，其生理基础是神经元内部的“微管”结构，即我们的灵魂包含在大脑细胞中的微管结构。有的科学家甚至提出一项不同寻常的理论，认为人类濒死体验是发生于量子物质形成的灵魂离开神经系统并开始进入宇宙的时候。当人体濒死时，神经元内微管中的量子信息以某种更广大的形式存在于宇宙中，并仍保持着纠缠状态。这种理论解释了人们在濒死状态时的各种奇怪经历。”
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