Khalili, Jim Al-

Der Quantenbeat des Lebens

Der Quantenbeat des Lebens
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432 S., geb. 1. Aufl. 2015
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Produktinformationen "Der Quantenbeat des Lebens"
Wie Quantenbiologie die Welt neu erklärt
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Beschreibung

Der Verlag
WORUM GEHT ES?
Leben ist das faszinierendste Phänomen des Universums. Aber wie entsteht es? Wie funktioniert es? Und wieso verändert es sich ständig? Die noch junge Wissenschaft der Quantenbiologie liefert bahnbrechende Erklärungen für diese bislang ungelösten Rätsel. Jim Al-Khalili und Johnjoe McFadden zeigen, wie die unglaublich kleinen Ereignisse in der Quantenwelt eine große Wirkung auf alles Leben haben. Genau wie Richard Dawkins' Das egoistische Gen kann dieses Buch unser Verständnis von Evolution grundlegend verändern.

WAS IST BESONDERS?
Dieses Buch eröffnet uns eine völlig neue Sichtweise darauf, wie Leben entsteht und sich erhält. Die Autoren verbinden aktuelle wissenschaftliche Erkenntnisse mit großartigen Erzählungen über das Faszinosum Leben.

Eines gleich vorweg: Das Buch hat nichts mit Esoterik zu tun. Wer beim Lesen des Buchtitels an Quantenheilung und Ähnliches denkt, liegt daneben. Vielmehr führt das Werk in ein äußerst spannendes Forschungsgebiet ein: in die Quantenbiologie. Deren Vertreter untersuchen, ob in Lebewesen quantenmechanische Effekte zum Tragen kommen, und wenn ja, welche Bedeutung sie für den Organismus haben.

Die Quantenbiologie ist noch recht jung. Doch schon jetzt kann sie faszinierende Erkenntnisse vorweisen, wie aus dem Band hervorgeht. Die Autoren überzeugen sowohl mit Fachkenntnis als auch mit ihrem Talent, gut und verständlich zu schreiben. Jim Al-Khalili ist Professor für theoretische Kernphysik, Johnjoe McFadden arbeitet als Professor für Molekulargenetik, beide an der University of Surrey (England). Aber nicht nur sie, auch der Übersetzer ihres Werks hat hervorragende Arbeit geleistet.

Ohne Physik läuft gar nichts

Quantenmechanische Effekte sind in lebenden Organismen offenbar allgegenwärtig. Mehr noch: Ohne sie wären Schlüsselvorgänge des Lebens nicht möglich – das belegen die Autoren anhand zahlreicher Studien. Die Quantenmechanik sorgt dafür, dass Zellen atmen und Photosynthese betreiben können; sie gewährleistet, dass die Enzyme des Stoffwechsels arbeiten und Lebewesen ihre Erbinformation codieren können; und sie bietet vielleicht sogar eine Erklärung dafür, wie das Leben entstanden ist.

Eines der erstaunlichsten Phänomene der Quantenbiologie ist der Magnetsinn der Rotkehlchen (und anderer Tiere). Diese Vögel orientieren sich mit einem angeborenen Kompass. Lange Zeit war absolut rätselhaft, wie sie das machen, denn das irdische Magnetfeld ist außerordentlich schwach. Niemand kannte eine biochemische Reaktion im Organismus, die auf so schwache Felder reagiert. Und magnetische Kristalle, wie sie etwa in Brieftauben vorkommen, konnte man in Rotkehlchen nicht nachweisen. Wie also bemerken die Vögel das Feld? Den mutmaßlichen Mechanismus beschreiben die Autoren sehr detailliert; hier lässt er sich nur grob umreißen.

Zuerst fällt ein Lichtquant in das Auge des Rotkehlchens. Dort wird es von einem Pigmentmolekül eingefangen, worauf in dem Molekül eine Elektronenlücke entsteht. In diese Lücke hinein begibt sich ein Elektron, das mit einem weiteren Elektron quantenmechanisch verschränkt ist. Jedes der beiden Elektronen besitzt eine Eigenschaft namens Spin, eine Art Drehimpuls. Der Spin kann zwei Richtungen haben, die man als "up" und "down" bezeichnet.

Das verschränkte Elektronenpaar im Auge des Rotkehlchens liegt in einer Überlagerung zweier Zustände vor: "Singulett" (die Spins der Elektronen sind entgegengesetzt) und "Triplett" (die Spins sind gleichgerichtet). Diese Überlagerung existiert nicht lange – nach kurzer Zeit gehen die verschränkten Elektronen eine chemische Reaktion ein, wobei ihr Quantenzustand zusammenbricht und sie entweder den Singulett- oder den Triplett-Zustand annehmen. Und jetzt kommt der Clou: Die Wahrscheinlichkeit, mit der sie sich für das eine oder das andere "entscheiden", hängt von der Richtung des einwirkenden Magnetfelds ab. Im Auge des Rotkehlchens entstehen und vergehen ständig verschränkte Elektronenpaare, und das Mengenverhältnis, in dem sie dabei Singulett- und Triplett-Signale liefern, sagt dem Vogel etwas darüber, wie er im Erdmagnetfeld orientiert ist.

 

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