Amit a Kvantumbiológiáról tudni kell
Az elmúlt évtizedben egyre többet lehet hallani a kvantumbiológiáról. Úgy gondolhatjuk, hogy ez a biológia tudományának egy modern felfogása. Az érdeklődők, ha napjainkban ismereteket szeretnének gyűjteni arról. hogy mi a kvantumbiológia, akkor értelem szerűen a számítógépüket hívják segítségül. A viszonylag nagy mennyiségű találat zavarba ejti az olvasót. A legtöbb írásból az olvasható ki, hogy a kvantumbiológiai nem tekinthető tudománynak, maximum egy sajátos módszerként fogható fel, amelyet csak egyes “szakemberek” érthetnek meg. Továbbá alapvető tévedés, hogy a Kvantumbiológia az orvostudomány. A kvantumbiológiai az egész élővilágra kiterjeszthető tudomány ág.
A kvantumbiológia mint fogalom a 20. században a kvantumelmélet megszületésével egy időben kért helyet a tudományok tárházában. Sajnálatosan a kvantumbiológiai megközelítőleg sem tudott olyan áttörő eredményeket produkálni, mint a kvantummechanikai, kvantumfizika vagy a kvantumkémia, így a tudományok perifériájára szorult.
Az okokat vizsgálva több olyan kérdés vetődött fel, amelyek megválaszolására nem voltak elég ismereteink. Talán az igazi ok az az volt, hogy a kvantumbiológiának nem volt rendszertana és rendszer elmélete. Az ezredfordulón nyílott lehetőség arra, hogy egy egyetemi kutatóhelyen olyan élettudományi kutatások kezdődjenek, melyek az élővilágot és annak, anyag és élet kőrforgását átfogó (interdiszciplináris) tudományos szemlélettel dolgozza fel. Az eredmény nem váratott magára. A szerteágazó egyedi kvantumbiológiai kutatások eredményeit is figyelembe véve szükségszerűvé vált, hogy ezt a tudományos irányzatot is RENDSZERBE kell foglalni.
A kvantumbiológiai RENDSZER ELMÉLET a “Hármas Elmélet”, értelmezte az anyag és élet kőrforgásának kvantum folyamatait. Egy elmélet mindösszesen irányt mutat arra vonatkozólag, hogy a tudományt milyen módszertannal lehet egységessé tenni. Az elmélet megalkotása lehetővé tette, hogy célzott de rendezett kutatások kezdődjenek az élővilág minden területén. A korai eredmények bizonyították, hogy az életfolyamatok kvantum jelenségei egy, ez idáig még nem ismert természeti törvényen alapszik. A részterületi kutatások kezdeti eredményei nagyon biztatóak voltak.
Az elmélet alapján ki lehet jelenteni, hogy a kvantumbiológiai önáló helyet két a tudományokban. Az elméletre épülő kutatási irányzatok választ adhatnak a mindennapi környezeti, egészségi, ökológiai problémákra.
A rövid dolgozatnak nem feladata a kvantumbiológia tudományának részletes és átfogó értelmezése és leírása.
Az alábbiakban az elmúlt nyolcvan év főbb élettudományi, biológiai irányzatait mutatjuk be, amelyek hivatkoznak a kvantumbiológiára.
Idézet Szent-Györgyi Albert visszaemlékezéseiből, Bay Zoltánnal való találkozását követően Szent-Györgyi a következőt mondta: “igazán boldog vagyok hogy sorsom egy fizikussal hozott össze mert meggyőződésem hogy a biológia fejlődését a Kvantummechanika fogja befolyásolni.” .
Szinte minden fizikus, akik a kvantumelmélet magalkotásában részt vett elgondolkodott azon, hogy a fizika új irányzata milyen módon képes hatást gyakorolni az élettudományokra. A sok jeles tudós közül elsőnek Erwin Schrödingert egyik művét idézzünk (Nobel-díjas osztrák fizikus, a kvantummechanika egyik atyja aki kiemelkedő munkát végzett a statisztikus fizikában, a kvantumelméletben, a relativitáselméletben és a biofizikában.)
Idézet Wikipédia:
"1944-ben megírta a Mi az élet?-et, ami a negentrópiát tárgyalja és egy összetett molekula fogalmát, ami az elő szervezetek genetikai kódját hordozza. James D. Watson emlékiratai (DNS, Az élet titka.) szerint Schrödinger könyve adta neki a lökést, hogy a géneket kutassa, ami a DNS kettős spirál szerkezetének felfedezéséhez vezetett. Hasonlóképpen Francis Crick leírja önéletrajzi könyvében (What Mad Pursuit), milyen hatással voltak rá Schrödinger spekulációi arról, hogy a genetikai információkat esetleg molekulák tárolhatják.”
Schrödinger Mi az élet? című tanulmánya nem csak a genetika tudományát alapozta meg,
hanem a kvantumbiológiai rendszerelmélet kidolgozásának a fő irányát határozta meg.
Az 1950-es évektől számos tanulmány foglalkozott a kvantumbiológiával, igyekeztek azt értelmezni, valamint számos részkutatás eredményeiről is beszámoltak. Érezhető volt, hogy ez a tudomány még nem rendezett, sőt erősen töredezett volt. A kvantumbiológia felbukkan a biokémiában, a biofizikában és a genetikában. Néhány egyértelmű kvantumbiológiai megállapítást elsőként a botanikában írták le (fotoszintézis). A jól kutatható, hosszabb rövidebb tanulmányok, írások és dolgozatok értékes forrást jelentettek a Kvantumbiológia Rendszerelmélet megalkotásában.
Idézzük fel, hogy az 1960-as években hogyan definiálták a Kvantumbiológiát: ( Természettudományi lexikon, Akadémiai Kiadó 1966 III. kötet. 976.oldal:
“ Kvantumbiológia: a biológiának az az irányzat amely a biológiai jelenségek értelmezésére a kvantumfizika elveit és módszereit alkalmazza. A Quantum biológia a biológiai energia változásokat az energia Quantum természetével összefüggésében értelmezi. Az élő szervezetben lejátszódó fotokémiai és fotobiológiai reakció során a molekulák fény Quantumak elnyelése révén aktivizálódnak, így ezek folyamatok sebességét elsősorban a fény intenzitása és nem a molekulák termikus kinetikus energiája szabja meg. A növényi sejtek fotoszintézisre esetén több tényező függ a fényintenzitástól. Így a fotoszintézis sebessége különböző fény intenzitás mellett különböző. A hőmérsékleti koefficiens fény intenzitás esetén kisebb nagyobb intenzitású fényben nagyon nagy fény intenzitás esetében az egész biológiai folyamat menetét a fény energiát hasznosító kémiai reakció sebessége szabja meg, mivel az egymás után (sorozatban) lezajló folyamatok közül ezek a lassúbbak. Az élő szervezeteket általában különféle sugár hatások érik, amelyek a sejtek életműködéseit többé-kevésbé mélyrehatóan befolyásolják. A sugár kvantumos elnyelése által (primer reakció) aktivált gerjesztett atom atomok illetve molekulák keletkeznek. A primer reakciót szekunder reakció követi melynek során az elnyelt energia vissza sugárzódik azonos hullámhossz mellett rezonancia más hullámhosszal fluoreszcencia. Vagy hővé degradálódik. Ezen túlmenően az aktivált molekulák nagy reakció képességűek, s a szervezeten belül új kémiai reakció létrejöttéhez vezetnek. A sugárzásokat (ha megfelelő a hullámhossz) a nukleinsavak is abszorbeálják aminek mutagén hatások a következményei. Az ionizáló sugárzásokat károsító hatásai elsősorban a sugárkvantumok nagy energiájával függnek össze…
A fenti idézet jól szemlélteti, hogy a tudomány terület, a kvantumbiológia, olyan mértékben széttagolt és nincs egységes rendszertana, hogy az csak és kizárólagosan részkutatásokat tesz lehetővé.
Egy másik könyveben ( Ernst Jenő szerkesztése: Biofizika Akadémiai kiadó 1977) átfogó ismeretekre tehetünk szert a biofizika tudományából. A könyv teljes terjedelmében a kor szinte minden tudományos ismeretét felsorakoztatja. Azt, hogy kvantumbiológiai, nem fogalmazza meg és nem értelmezi. Viszont a fejezetek többségében biológiai kvantumfolyamatokat tár fel. Ennek okát ismét a kvantumbiológia rendszertan hiányának tudhatjuk be. Megjelöli a jövő irányzatát az 51.oldalon található fejezetben:
A Kvantumelmélet (kvantummechanika) főbb vonásai: az anyag ama alap tulajdonságát, amely szerint az anyag részecske is, mező is, gyakran röviden a hullámrészecske szóval fejezzük ki. A hullám részecskék nem hasonlíthatók a mindennapi elképzelés szerinti testekhez. Külön-külön mind a hullámszerűség, mind a korpuszkulaszerűség szemléltethető klasszikus modellekkel, a valóságot helyesen tükröző hullám-korpuszkula egység modellizálása hasonló szemléletesség azonban eredménytelen marad. Ennek ellenére sikerült mégis olyan elméletet kidolgozni amely lehetővé teszi hogy leírjuk az anyag legkisebb részeinek viselkedését, de különösen az atomi méretekben végbemenő eseményeket és ezeken keresztül megértsük az anyag számos makroszkopikus tulajdonságát. Ez az elmélet a kvantumelmélet:
Az elmélet elsőként kiépített és alapvető fejezete a Kvantummechanika amely az atomi részecskék mozgásának törvényeivel foglalkozik. Ezt tette lehetővé az atomok molekulák szilárd testek felépítésének megértését és jelentősége egyre nő a biofizika a biológiai folyamatok molekuláris értelmezése szempontjából. Ezért a továbbiakban elsősorban erre a fejezetre hivatkozunk. A kvantumelmélet másik ága az elektromágneses jelenségeket felölelő kvantum-elektrodinamika, a harmadik nagy területe pedig a részecskék keletkezését és átalakulását tárgyaló kvantumtérelmélet…
A két idézet rávilágít arra, hogy az élettudományok, biológia milyen módon volt képes a kvantumelméletet integrálni. Idézhetnénk még számos tudományos kiadványból, de minden élettudományi kutatóhely, a mai napig ezekre az elvekre építik fel módszertanukat. A fő jellemző, hogy a jelenleg is a világban alkalmazott kvantumbiológiai kutatások részterületekre, elméletre, molekuláris, vagy genetikai vizsgálatokra korlátozódnak. Úgy is megfogalmazhatjuk, hogy a kutatók csak részterületeket vizsgálnak és az összefüggésekre és a természeti törvényszerűség megismerésére nem fektetnek hangsúlyt.
Ez a szemlélet a mai napig tartja magét. Az angliai Surrey Egyetem 2014-től jelentős tudományos munkát végez a kvantumbiológia tudományterületén. Az Angol egyetem szakmai dolgozatai és a színvonalas tudományos ismeretterjesztő műsorai jól szemléltetik, hogy a kvantumbiológiát a kvantumfizikából vezetik le és továbbra is maradnak az atomi jellegű kvantumfolyamatok értelmezésénél.
A Műegyetemi élettudományi kutatások a kezdeti időszakban megfogalmazták, hogy az anyag és az élet végtelen időbeli és térben történő kőrforgását, a már ismert kutatási eredmények integrálásával sem lehet, akár csak elméleti alapon leírni. Szükséges volt egy rendező elv kidolgozása, amely hasonlatos a periodikus rendszerhez, vagy a taxonomiához.
Az alap és alkalmazott kutatási módszerek igazolták a felvetéseket ( hipotézist). A kvantumbiológiai rendszerelmélet, a Hármas Elmélet” tézisei kísérletesen is igazolhatóak. Ez nagy áttörést jelentett a Kvantumbiológia mint tudományterület fejlődéséhez.
Összefoglaló: A Kvantumbiológiát (Quantumbiológia), a kvantumelmélet kidolgozásával egy időben, a biológia tudomány új irányzatának vélték. A kezdeti biológiai kvantum kutatások, hasonlatosan a kvantumfizikai vizsgálatokhoz elsősorban atomi szinten vizsgálták az élővilágot úgy, hogy az anyag és az élet kőrforgását komplex módon nem értelmezték. Minden esetben az élet valamilyen jelenségének a részletét vagy kvantum összefüggéseit igyekeztek feltárni. Ezek egy kémiai (biokémiai), vagy biofizikai jelenségek egyedi, vagy eseti értelmezését jelentették. A élet kőrforgásának alapvető lényegét, amit csak kvantumbiológiai komplex ismeretekkel lehet értelmezni, azzal nem foglalkoztak. A Műegyetemi kutatócsoport nem az atomi részből és azok folyamataiból igyekezett az élővilágot megismerni. Az alapkutatások első fázisában kialakult az a nézet, hogy a részből kiindulva az élővilág egészét nem lehet megismerni. A élet körforgásra jellemző, hogy minden szervetlen anyagból és sugárzásból indul ki, amely első lépésként szerves anyagot eredményez, ami élő strukturális atomi halmazzá alakul át. A teljes kőrfolyamat szervetlen-sugárzás, szerves, élő, szerves és ismét szervetlen. A szervetlen anyagok is ismertek, a természetben előforduló 92 atom (elem) alkotja a teljes élővilágot. A szerves átalakulás kifejezetten a szén (C Carbon) körforgására vonatkozik, karbon ciklus. A kvantumbiológiai rendszertanának kidolgozásánál elsősorban Schrödinger elméletében megfogalmazott biológiai sajátos kristály szerkezetekben előforduló elemek, ionok térszerkezeti formáit kellett vizsgálni.
A több tényezős értelmezés szükségessé tette, hogy az élővilág teljes egységét, az anyag és az élet körforgásának kvantum szabályait le lehessen írni. Így lehetőség nyílott arra, hogy a kvantumbiológiát, mint új diszciplínát, a 21. század új tudományaként határozzuk meg.
A kvantumbiológiáról további írások, tanulmányok, dolgozatok találhatók:
dr. Szacsky Mihály
www.pannonpalatinus.hu