

我们的嗅觉能力是我们感官感知的重要组成部分——我们的味觉很大程度上依赖于它,而且作为一种进化的生存机制,它一直是也仍然是一个强大的工具。然而,我们对它的工作原理仍然知之甚少,或者说,尽管我们了解很多,但我们并不完全确定。一项新的研究为一个关于量子效应的争议理论提供了一些支持,该理论认为量子效应实际上控制着我们的嗅觉,这引发了围绕嗅觉科学的新一轮辩论。
我们普遍认为,嗅觉是由于我们吸入空气中分子的形状造成的。根据这一得到广泛科学支持的说法,我们鼻腔中对这些特定分子形状进行调谐的受体能够识别和分辨它们,从而产生嗅觉。但是,还有一个与之竞争的、支持者少得多但却经久不衰的理论。这个理论认为,量子物理学中一种被称为“隧穿”的效应实际上正在发生,鼻腔中的受体实际上是通过分子独特的分子振动而不是分子形状来识别分子的。
尽管形状理论无疑是目前的主流观点,但发表在《PLOS ONE》上的一项新报告显示,在双盲测试中,人类可以区分出形状相同但振动不同的两种分子,这为量子嗅觉理论提供了新的依据。
实验使用的是用氘(氢的较重同位素)取代氢的分子。因此,分子的形状保持不变,但它们的振动却不同。此前进行的一项类似实验曾表明,人类无法区分氢分子及其氘代同位素,但量子嗅觉理论的支持者认为,这些结果可能仅仅是由于人类的敏感度问题,而不是量子嗅觉的失败(之前的实验表明,体型更小、更敏感的果蝇的受体可以区分形状相同但分子振动不同的分子)。也就是说,这些分子太小,数量太少,无论如何都无法被嗅觉系统感知。
如果新研究是可信的,那么他们可能有所发现。在这项研究中,研究人员使用了一组更大的分子,每个分子都含有更多的氢和氘键,以放大这种效应——也就是说,它们仍然是形状相同的,但它们的量子振动更加明显,因此受体更容易识别和分辨它们。事实证明,如果分子的量子振动特征不同,人类确实能够感知到这些分子之间的差异。
也就是说,如果你相信新研究的发现,并且没有其他因素在影响结果。例如,奇怪的量子效应已经被理论上证明以可测量的方式影响生物学——例如,有人提出量子纠缠允许鸟类“看到”地球磁场以用于导航——但很难明确解释这些事物,而且同样难以证伪。这就是嗅觉科学中的问题;许多研究人员认为量子嗅觉理论是伪科学。但他们却无法充分地解释它。