고전 복합 네트워크가 양자 상태 흉내낸다, 프린스턴 숄레스의 '양자 유사 생물학' 제안
- 프린스턴 화학자 그레고리 숄레스는 최근 3년간 논문에서 고전 물체의 복합 네트워크가 양자 객체를 수학적으로 모방하는 현상을 만들었다고 발표함
- 2024년 숄레스는 오실레이터 네트워크를 설계해 군중이 박자를 맞추듯 안정적 동기화 패턴('양자 유사 상태')을 만들고, 이를 힐베르트 공간 벡터로 기술함
- 2007년 광합성에서 코히런스 증거가 나오며 양자생물학이 주목받았으나, 당시 후속 실험에 참여했던 숄레스는 오늘날 생물학에서 진짜 양자 효과의 역할을 의심한다고 밝힘
- 숄레스는 생물이 35억 녴 진화로 양자 시스템의 기능을 모방했을 수 있다는 해석을 제시함
- 빈의 물리학자 마르쿠스 뮐러는 이 결과가 평범한 복합 네트워크에서 양자 유사 행동이 나온다는 점을 보여준다고 평가하고, NC주립대 사브레 카이스도 고전 시스템이 양자 정보의 특징을 모방할 수 있다고 말함
Hacker News opinions
새 비행 순간을 프레임별로 겹친 Xavi Bou 사진 보고 한참 쳐다봤음. '이산 롱노출'이라는 개념은 처음 생각해봤는데 진짜 멋지더라.
동의함. 그 사진작가 TED 강연도 있음.
뇌 안에서 고전 물리로는 설명 안 되는 일이 벌어진다고 봄. 엄마와 아이가 평생 유지하는 서브스페이스 유대 같은 게 있어서 서로 상태를 감지하는 것 같은데, 근거는 없고 그냥 탐구해보자는 것임.
그건 실험으로 바로 확인 가능함. 엄마와 아이를 옆방에 넣고 절반 아이를 때려본 뒤 엄마가 아이 상태를 맞추는지 보면 되는데, 내기해도 통계적 차이는 안 나올 듯.
그러면서도 광합성이 빛을 거의 100% 화학에너지로 바꾸는 건 사실임. 2024년 숄레스가 만든 오실레이터 네트워크 이야기는 결국 정상파와 배음 문제로 보이는데.
양자생물학 게이트가 지나치게 엄격하다고 봄. 분자가 아주 잠깐 상태 중첩에 있다가 환경 때문에 코히런스가 붕괴돼도 진화는 그 붕괴 결과를 이미 활용함. 코통 속 열쇠-자물쇠는 절대 안 끼지만 리간드는 수용체에 맞는 구조로 결합하잖아. 순전히 고전 세계에서는 이건 안 됨.
비슷한 사례로 태양 중심부 온도는 수소 핵융합에 필요한 쿨롱 장벽 돌파 온도보다 훨씬 낮음. 터널링 확률과 태양 질량 덕에 융합이 되는 거임.
열쇠-자물쇠 비유는 조금 수정이 필요함. 3D에서 무작위 걸음으로 잠금장치를 찾긴 어렵지만, 생물은 차원을 줄이고 기질에 붙어서 미끄러지며 해결함. 1D나 2D면 유한 시간 안에 찾을 수 있고.
여긴 정확성이 좀 떨어진다고 봄. 데코히런스는 간섭이 지워지는 거라, 무간섭 광원에서 이중슬릿이 그냥 회색으로 나오는 것과 같음. 나노초 단위로 패턴이 사라지고 나면 이후에 남는 지시 효과는 기대하기 어려움.
그런데 반도체 물리 자체가 양자역학 위에 서 있고 트랜지스터도 뜨겁게 데워서 잘 돌아감. 온도가 문제라는 전제가 약함.
생물학이 양자다라고 밀어붙이는 사람들은 대개 의식이 특별하다는 걸 정당화하려는 게 목표인 경우가 많더라. 분자 상호작용 수준의 양자성은 당연한 얘기고.
열쇠-자물쇠 비유는 그냥 틀렸다고 봄. 그 상호작용은 고전 전기화학으로 모델링해서 아주 잘 맞음. 특이성은 진화가 만든 결과라서 양자역학 필요 없고, 자석 붙인 3D 프린트 단백질을 봉지에 흔드는 교구 시연도 있음.
생물이나 뇌가 뉴턴 물리에 따라간다는 식으로 말하는 글 보면 지침. 우주의 물질과 에너지는 전부 양자역학으로 설명되고 화학도 양자역학 없이는 말이 안 됨. '생물학은 양자가 아닐 수 있다'는 제목 자체가 무지한 것 같음.
정작 궁금한 건 뉴턴 물리(그리고 예전의 '부정확한' 화학 모델)로 설명 못 하는 생물 현상이 언제 발견되느냐임.
저자 시점을 보니 일반 독자를 쓰려던 것 같음. 고전이냐 양자냐 하는 경계도 사실 없고, 플랑크 상수를 0으로 놓으면 고전, 유한값이면 양자인 거임. 제목은 오해를 부르고 인터뷰 내용은 결국 장기 코히런스 얘기임. 새 지자기 감각 같은 진짜 사례를 넣었어야 함.
새가 양자 효과로 항법을 하는지는 별개로, 양자 바이오테크는 이미 공학 중임. Nature 논문들을 보면 됨.
물리와 화학, 생물의 인위적 경계는 언젠가 없어져야 함. 예전엔 국소만 볼 수 있으니 구분이 필요했지만 해상도가 올라가면 구분이 무의미해짐.
서로 다른 추상화 레벨이기 때문에 구분은 남는다고 봄. 완벽한 만물 이론이 있고 계층 간 정확한 대응이 있어도 여전히 해당함.