是不是能用量子力学引入生化反应中来讲某些生物学现象？
任浩 6小时前 201 化学反应 科学 科普宏观描述物质的质量(mass)的变化所列出的微分方程实际上都是满足牛顿力学的；到了微观以后，物质量的变化则要满足薛定愕方程。但是现在也有人讨论说：生物体内部发生生化反应的尺寸不足以小到要使用量子力学的观点，因为现有的牛顿力学就可以很好的解释某些问题。现在极少引入量子主要还是源于理论上求解的困难，因为生化过程过于复杂。不知道在某个生化过程引入量子效应以后是否可以更好的与实验相匹配。 --------- 这个问题是…
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先说最简单的结论：
凡是涉及到成键断键的过程，均会与量子力学相关。
因此，题主所问的任何生化现象，从这点出发，基本都可以解释了。所谓成键断键，均指共价键，离子键，配位键等强相互作用。因此，任何生化过程，只要涉及到了以上内容，就只能用量子力学解释。
因为：
成键断键的问题，涉及到了电子的变化，而电子变化过程，只能用量子力学解释。
除了量子力学之外的任何理论，对电子的描述都是简单的。
而弱相互作用，比如范德华力，长程的静电力等等，则用经典力学就可以较好的描述（大分子体系）。
为什么？
因为这些相互作用，由于相距较远，因此基本跟电子的精确变化没太大关系。我们只需要总结一下规律，用经验公式就可以描述了~
用经典力学去描述分子行为，其基础是分子力场。
什么是分子力场？
打个比方，我现在要用理论去模拟一个人的行为，这个人会受到重力，会受到摩擦力，而描述这些各种作用的参数，就是分子力场。
但是，分子力场怎么来的？？？
还是基于量子力学，只不过通过量子力学，我们总结了一下规律，发现大部分情况下，他们都能统一到一个公式下，由此省略了量子力学。
例子：
污染物双酚A（奶瓶中含有，影响婴儿发育），细胞色素P450(一种酶)，酶天然底物B。
正常情况下，P450与底物B结合，然后催化，由B生成新的化合物C，C是我们人体需要的。这是一个酶催化反应，要解释这个生理过程，必须用量子力学，因为：B与C的变化经历了成键断键。
这时候，有打南边跑来了个双酚A，与P450发生了结合，导致B不能与P450结合，引发了后续的一系列问题（人体缺乏C导致发生一系列病变），而解释这个问题，则不需要量子力学，因为：双酚A与P450仅仅是结合，而没有成键断键的化学过程，这个过程，用经典力学就可以很好的解释。
最后，我们总结一下：
1，对生物体系的经典力学解释，本质来源于量子力学
2，量子力学的计算量非常大，非常复杂，限制了他的应用。
3，很多现象用经典力学就解释的很好了，没必要用量子力学，这是一个尺度的问题。
4，有位科学家说过（不可考，不知道是谁~）：量子力学对不对我不知道，但是，好用。
凡是涉及到成键断键的过程，均会与量子力学相关。
因此，题主所问的任何生化现象，从这点出发，基本都可以解释了。所谓成键断键，均指共价键，离子键，配位键等强相互作用。因此，任何生化过程，只要涉及到了以上内容，就只能用量子力学解释。
因为：
成键断键的问题，涉及到了电子的变化，而电子变化过程，只能用量子力学解释。
除了量子力学之外的任何理论，对电子的描述都是简单的。
而弱相互作用，比如范德华力，长程的静电力等等，则用经典力学就可以较好的描述（大分子体系）。
为什么？
因为这些相互作用，由于相距较远，因此基本跟电子的精确变化没太大关系。我们只需要总结一下规律，用经验公式就可以描述了~
用经典力学去描述分子行为，其基础是分子力场。
什么是分子力场？
打个比方，我现在要用理论去模拟一个人的行为，这个人会受到重力，会受到摩擦力，而描述这些各种作用的参数，就是分子力场。
但是，分子力场怎么来的？？？
还是基于量子力学，只不过通过量子力学，我们总结了一下规律，发现大部分情况下，他们都能统一到一个公式下，由此省略了量子力学。
例子：
污染物双酚A（奶瓶中含有，影响婴儿发育），细胞色素P450(一种酶)，酶天然底物B。
正常情况下，P450与底物B结合，然后催化，由B生成新的化合物C，C是我们人体需要的。这是一个酶催化反应，要解释这个生理过程，必须用量子力学，因为：B与C的变化经历了成键断键。
这时候，有打南边跑来了个双酚A，与P450发生了结合，导致B不能与P450结合，引发了后续的一系列问题（人体缺乏C导致发生一系列病变），而解释这个问题，则不需要量子力学，因为：双酚A与P450仅仅是结合，而没有成键断键的化学过程，这个过程，用经典力学就可以很好的解释。
最后，我们总结一下：
1，对生物体系的经典力学解释，本质来源于量子力学
2，量子力学的计算量非常大，非常复杂，限制了他的应用。
3，很多现象用经典力学就解释的很好了，没必要用量子力学，这是一个尺度的问题。
4，有位科学家说过（不可考，不知道是谁~）：量子力学对不对我不知道，但是，好用。
qqq Schr 5小时前 0条评论
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受邀回答，扔点砖出来~
首先声明，不懂生物，只能就能看到的几个具体例子来说
简单的说，可以，并且很多人已经在这么做了。但具体问题需要具体分析，首先就是对某种生物现象需要解释到什么程度。在@提到的例子中，如果我们只是满足于某些唯象、定性的分析，其实不需要直接用到量子力学。但如果需要了解到分子尺度以及以下的反应机理的话，目前来看量子力学原理是不可避免的。比较简单的例子，比如光合作用，实际上是一种光化学反应，具体机理还没有完全搞清楚；比如神经信号的传递，包含了钠离子，钾离子通过神经元细胞膜的输运；比如消化，实际上是一个物理研磨+酶催化的过程；比如很多病症，比如帕金森等，现在的看法是某些蛋白质出现纤维化异常，也是目前研究的前沿。
很多生物现象在某个层面上貌似比较清楚来，但实际上还处于一个定性的，唯象的，经验的描述阶段。如果定量精确描述的话，至少要在分子水平上讨论。
既然牵扯到分子层面了，就说明这个现象中至少包含化学变化。就现今的学科框架和知识体系来说，量子力学是精确描述化学反应的唯一途径。而目前的研究现状还是比较令人感到沉重的：无论是实验还是理论计算，真正搞清楚化学反应不是很多，并且都是比较简单（小）的分子。这是因为我们需要追踪化学反应过程中的每一个细节，对于理论描述来说，这相当于加入了时间这一维度，理论上的推导是直接的，计算上的技术细节是令人崩溃的。。。比如说，张增辉教授在1999年就出版了“Theory and Application of Quantum Molecular Dynamics”，但我们一直算不动，据我所知，现在能算的比较大的分子是环己二烯，嘧啶啊之类的分子，二十个原子以上的分子基本上暂时不用想了。不过随着大规模高性能计算的发展，这方面前途还是很光明的。
在这个意义上说，过渡态理论之类只是一个定性的描述，不过确实有用。这样我们只需要把初态，末态以及几个中间态拿出来做精确的量子化学计算，大概可以得到某些反应的细节，对于某些简单化学反应，这些细节就可能基本表征这个反应了，但问题是，我们仍然不知道分子是怎么从某个态到另一个态上面的。但这样做也有好处，就是我们可以算比较大的体系了，结合经验的分子力学方法，可以处理像蛋白质之类的大分子。
再回到原来的问题，如果需要定量精确描述一个生物化学反应，引入量子力学的描述方法是必须的。但至于怎么引入，用多高的近似，跟计算方法和计算机硬件的发展关系更大一些
首先声明，不懂生物，只能就能看到的几个具体例子来说
简单的说，可以，并且很多人已经在这么做了。但具体问题需要具体分析，首先就是对某种生物现象需要解释到什么程度。在@提到的例子中，如果我们只是满足于某些唯象、定性的分析，其实不需要直接用到量子力学。但如果需要了解到分子尺度以及以下的反应机理的话，目前来看量子力学原理是不可避免的。比较简单的例子，比如光合作用，实际上是一种光化学反应，具体机理还没有完全搞清楚；比如神经信号的传递，包含了钠离子，钾离子通过神经元细胞膜的输运；比如消化，实际上是一个物理研磨+酶催化的过程；比如很多病症，比如帕金森等，现在的看法是某些蛋白质出现纤维化异常，也是目前研究的前沿。
很多生物现象在某个层面上貌似比较清楚来，但实际上还处于一个定性的，唯象的，经验的描述阶段。如果定量精确描述的话，至少要在分子水平上讨论。
既然牵扯到分子层面了，就说明这个现象中至少包含化学变化。就现今的学科框架和知识体系来说，量子力学是精确描述化学反应的唯一途径。而目前的研究现状还是比较令人感到沉重的：无论是实验还是理论计算，真正搞清楚化学反应不是很多，并且都是比较简单（小）的分子。这是因为我们需要追踪化学反应过程中的每一个细节，对于理论描述来说，这相当于加入了时间这一维度，理论上的推导是直接的，计算上的技术细节是令人崩溃的。。。比如说，张增辉教授在1999年就出版了“Theory and Application of Quantum Molecular Dynamics”，但我们一直算不动，据我所知，现在能算的比较大的分子是环己二烯，嘧啶啊之类的分子，二十个原子以上的分子基本上暂时不用想了。不过随着大规模高性能计算的发展，这方面前途还是很光明的。
在这个意义上说，过渡态理论之类只是一个定性的描述，不过确实有用。这样我们只需要把初态，末态以及几个中间态拿出来做精确的量子化学计算，大概可以得到某些反应的细节，对于某些简单化学反应，这些细节就可能基本表征这个反应了，但问题是，我们仍然不知道分子是怎么从某个态到另一个态上面的。但这样做也有好处，就是我们可以算比较大的体系了，结合经验的分子力学方法，可以处理像蛋白质之类的大分子。
再回到原来的问题，如果需要定量精确描述一个生物化学反应，引入量子力学的描述方法是必须的。但至于怎么引入，用多高的近似，跟计算方法和计算机硬件的发展关系更大一些
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