所有生物体都会发出一种微弱的光辐射，即"生物光子"，但其来源和功能在很大程度上仍无法解释。在基础问题研究所（FQxI）的支持下，一个由物理学家组成的国际研究小组采用了一种新方法来研究这种现象，即对发射的光进行统计分析。
他们的目的是测试生物光子是否能在生物体内部和生物体之间的信息传输中发挥作用，以及监测生物光子是否有助于开发早期诊断各种疾病的医疗技术。
他们对小扁豆种子发出的微弱光亮的测量结果进行了分析，结果支持一种植物"智能"的出现模型，即生物光子发射携带信息，因此植物可能将其作为一种交流手段。研究小组于 2024 年 6 月在《应用科学》（Applied Sciences）杂志上发表文章，报告了这一研究成果，并回顾了生物光子的历史。
大约一个世纪前，俄罗斯生物学家亚历山大-古尔维奇（Alexander Gurwitsch）意识到，洋葱会发出微弱的电磁场，这与细胞生长有关。FQxI成员、意大利弗拉斯卡蒂国家核物理研究所（INFN）实验核物理和量子物理学家卡塔利娜-库尔恰努（Catalina Curceanu）说："从那时起，科学家们就发现细菌、植物、动物甚至人类都会发出生物光子。"
卡塔利娜-库尔恰努博士在大萨索 LNGS-INFN 地下实验室的实验现场。图片来源：Catalina Curceanu (2024)
"一些科学家认为，这些生物光子可能参与了信息交换，但到目前为止，还没有一个模型能够解释它们的来源和用途，"INFN 负责数据分析的 Maurizio Benfatto 补充说。
多年来，科学家们一直试图监测发芽种子的生物光子发射，以此来衡量种子的质量，研究杀虫剂和化肥对植物的影响，同时也作为检查食品质量的一种手段。组织切片实验甚至显示，肿瘤细胞和非恶性细胞的生物光子发射率不同。Benfatto说："人在生气时甚至会释放出更多的生物光子。"
进行确定性实验的一个困难是，生物光子信号非常微弱，很容易被周围的光线和噪音淹没。库尔恰努和她的同事利用高灵敏度的量子光子探测器，测量了76颗扁豆种子在发芽室中发出的生物光子。
研究小组在 10 到 60 个小时的时间窗口内对种子进行了监测。发射模式支持这样一种观点，即生物光子的释放与萌芽过程中不同细胞群的激活有关。每个单元都可以被看作是网络中的一个节点，每个节点在发射生物光子之前都会与邻近的节点相互作用。这可以解释为"合作和智能"的出现，因为这些单元对最近的邻居和很远的单元都很敏感。这种全球智能有助于确定释放生物光子会增加还是减少植物的全球利益。
这项工作得到了旨在促进基础科学研究的基础问题研究所（FQxI）的部分资助。Curceanu说："了解这一现象不仅能揭示生命物质的新机制，还能为治疗人类和非人类病症提供新思路。我很感谢 FQxI 让我们有机会发现生物光子与一种植物智能之间的潜在联系。"
库还需要做更多的工作来揭示生物光子的起源（可能在线粒体内），并确认它们是否携带信息。如果是，是什么样的信息？我们能以某种方式改变它们携带的信息吗？
研究小组还概述了改进未来实验以捕捉这些敏感信号的经济方法。其中包括使用"菲涅尔透镜"（一种切面凸透镜，其垂直平行平面形成同心圆环），有可能将收集到的光子数量提高 10 倍以上。研究小组还建议将种子放在一个白色特氟龙球内，以改善光反射。Benfatto说："特氟龙能反射99%以上的光线，因此生物光子会在球体上反弹，最终到达探测器。"
论文中还加入了其他改进，希望这些改进也能激励其他人研究这一迷人的自然现象。
编译自/ScitechDaily