Физиологическое значение суперпозиции

Нет, они не могут. Любая живая система — это невероятно сложная взаимодействующая квантовая система. Учетное взаимодействие (шум, тепловая баня и т. д.) между частицами делает невозможным существование когерентного состояния. Однако это верно только для всего организма, на уровне отдельных белков или других биомолекул квантовая когерентность может играть важную роль.

(Поищите «квантовую биологию», чтобы найти больше. Вы можете найти что-то эзотерическое, но это совершенно законная и захватывающая область физики.)

Суперпозиция остается до тех пор, пока не наблюдается. Организм в целом может пребывать в таком состоянии (как и мертвый, и живой кот Шрёдингера) до тех пор, пока его не наблюдают, что имеет ничтожно малую возможность в физическом мире (физических масштабах). В квантовом мире (в квантовых масштабах) это возможно.

Некоторые другие ответы и комментарии указывали на декогеренцию как на главное препятствие для достижения суперпозиции на макроскопических уровнях (что абсолютно правильно, особенно для всего организма). Однако это может быть интересно: согласно этой недавней статье , Природа могла бы изобрести способ поддерживать когерентность в течение достаточно длительных периодов времени в биологических системах, таких как человеческий мозг. Ключевым понятием здесь является ядерный спин., что является квантовым свойством, связанным со временем декогеренции: чем меньше ядерный спин, тем меньше ядро ​​взаимодействует с окружающей средой, тем медленнее оно декогерентизируется. В частности, автор предполагает, что ядерные спины чего-то, называемого молекулами Познера (кластеры атомов кальция и фосфора), которые были обнаружены в человеческом теле, могли оставаться запутанными в течение длительных периодов времени, служа нервными кубитами , позволяющими мозгу для хранения квантовой информации. Все это кратко изложено в аннотации к статье:

Предполагается, а затем исследуется возможность того, что квантовая обработка с ядерными спинами может действовать в мозгу. Фосфор идентифицируется как уникальный биологический элемент с ядерным спином, который может служить кубитом для такой предполагаемой квантовой обработки — нейронным кубитом — в то время как ион фосфата является единственным возможным переносчиком кубита. Мы идентифицируем «молекулу Познера», Ca9(PO4)6, как уникальную молекулу, которая может защищать нейронные кубиты в течение очень долгого времени и, таким образом, служить (работающей) квантовой памятью. Центральным требованием для квантовой обработки является квантовая запутанность. Утверждается, что катализируемая ферментом химическая реакция, которая расщепляет ион пирофосфата на два иона фосфата, может квантово запутывать пары кубитов. Молекулы Познера, образующиеся при связывании таких пар фосфатов с внеклеточными ионами кальция, унаследует запутанность ядерных спинов. [...] Множественные запутанные молекулы Познера, запускающие нелокальные квантовые корреляции скорости возбуждения нейронов, могли бы обеспечить ключевой механизм нейронной квантовой обработки. Кратко упоминаются последствия как in vitro, так и in vivo.

Вот отличное популярное объяснение предложения и исследования Фишера. Я почти ничего не знаю о правдоподобности такой гипотезы, но вы можете судить сами.