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揭秘生物學蘊藏的重要物理學原理

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最近,我在多篇文章中論述到,角動量和運動的關系。想起2013年4月科學智慧火花欄目發表的“動物走路時怎樣讓身體保持平衡”一文論證的動物走路時角動量的奧秘,蘊藏著重要的物理學原理。文中論述道,為什么雞走路的時候頭一伸一縮,而鴨或鵝走路的時候卻不是這樣的呢?我們先來仔細觀察動物走路時的足跡,我們會發現,大多動物走路時,總是要傾向于盡量將兩足或者四足走成一條直線,這樣,根據運動力學,行走的過程中總要產生兩種慣量,一種是向前方向的基本運動慣性,這種慣性會隨著力的傳遞和兩腳步伐的規律而形成前后擺動。另一種是因為用力時用力方向的內傾斜,而一定要形成的扭量性、轉動性角動量,并且。這種角動量同時符合邁右腳時的右手標旋轉規則,邁左腳時的左手標旋轉規則,這種扭轉角動量的結果是形成運動時的左右擺動,其擺動的幅度與走路過程中所產生的角動量大小有關,大則擺幅大,小則擺幅小,其公式符合:即L=r×p=r×m×v。足以說明,動物走路時存在角動量,動物走路時一定也存在動量,動物走路是角動量和動量的和諧統一。
說明動物走路時同時具備兩個動量:角動量和動量,兩個動量“和諧”才能穩定的運動。動物行走是如此,非生物長期穩定也是角動量和動量“和諧配合”的結果。
現在我們將角動量和動量比較,兩者相比:L/P=r×m×v/m×v1,其中,v1是運動速度。由于動物走路時,轉動質量或許不是動物質量的全部,所以對于動物m的大小可能是不同的。對于非生物,轉動的質量和運動的質量是相同的,所以對于非生物,角動量和動量比較,兩者相比:L/P=r×v/v1。
角動量和動量之比一定是物質轉動半徑的倍數,即一定也是特定的長度,這個長度的物理意義的本質是什么非常重要。可以說,不論動物還是非生物他們的運動都是角動量和動量的合運動,這種合運動是物質波形成的根本原因。我們再研究物質波的規律:λ=h/p,h是普朗克常數、p是動量、λ是波長是特定的長度,對此我猜想,普朗克常數h也是角動量。我在多篇文章也論述過,普朗克常數是基本粒子的角動量,與此非常契合。所以科學推理,任何物質角動量和動量之比都是物質運動的波長,即任何物質角動量和動量之比就是物質運動的波長。波長能否顯現,決定于運動速度和角速度的大小。
自然界的物體(包括宏觀物體和微觀粒子)都是自轉的也是運動的,宇宙間的運動都是角動量和動量的統一。對于宇宙的所有物質都存在:L/P=r×v/v1=λ,其中,L是角動量、p是動量、r半徑、v自轉速度、v1是運動速度、λ是運動的波長。
普朗克常數的出現,是微觀粒子存在粒子性的有力證明,德布羅意公式,λ=h/p同時存在普朗克常數和波長,說明實物粒子既存在粒子性,又存在波動性,同時波動性和粒子性是物質存在不確定性的根本原因。粒子存在粒子性是無需說明,需要說明、證明的是粒子存在波動性。分析德布羅意公式λ=h/p,h是普朗克常數,粒子存在明顯的波動性p必須足夠小,即動量足夠小。進而推出,同一個或同一類粒子,運動速度越小,越容易呈現波動性。足以說明,粒子的波動性必然和運動速度相關,換句話說,粒子的速度是決定粒子能否呈現波動性的重要因素。
解析微觀粒子存在波粒二象性的原因的關鍵是普朗克常數,普朗克常數和波長聯系在一起是物質存在波粒二象性的理論基石。基本粒子的角動量是守恒的,所以才存在普朗克常數。可以說,非基本粒子能否呈現波動性決定于非基本粒子的角動量和動量的比值,而非普朗克常數和非基本粒子的動量之比,角動量和動量的比值大于非基本粒子的半徑,則非基本粒子能呈現波動性,否則不能呈現波動性,即物質在運動過程中,波長被轉動物質的半徑隱藏了。
德布羅意波的規律:λ=h/p對基本粒子的制約是非常準確的,對于非基本粒子是近似利用德布羅意波規律,例如中子、分子和基本粒子差異不太大,是近似利用德布羅意波的結果,已經難于指導波動性的屬性,對于大分子或更大的物質利用德布羅意波揭示本質理論分析就會存在更大的誤差,原因就是中子、分子等微觀粒子的角動量的值和普朗克常數存在的差異不太大,易相對較容易實現,對于大分子或更大的物質粒子它的角動量的數值遠大于普朗克常數,所以仍用普朗克常數會出現較大的偏差,對實驗的理論指導會出現誤導。
據此我們在分析德布羅意波的規律:λ=h/p,由于普朗克常數就是基本粒子的角動量,所以h=mrv,其中,m是基本粒子的質量、r是基本粒子的空間半徑、v是基本粒子的自轉速度。變換德布羅意波長公式λ=h/p,由于h=mrv、p=mv1,其中v1是基本粒子的傳播速度,所以λ=h/p=mrv/mv1=rv/v1,據此我們可以得出結論:基本粒子存在波粒二象性和基本粒子的質量沒有關系,基本粒子存在波粒二象性只與基本粒子的自轉速度和傳播速度及基本粒子的半徑有關。也就是說,可以認為,物質存在波粒二象性和物質的質量沒有關系,和物質的質量沒有關系,可以認為和微觀、宏觀也沒有關系,即宏觀、微觀物質都可以存在波粒二象性,那么為什么至今還沒有觀測到宏觀物質的波粒二象性呢?分析、論證如下:
首先,分析上述得出的結論:λ=h/p=rv/v1,即λ=rv/v1,物質呈現波動性的條件是:物質的半徑小于物質形成的波長,否則,物質的半徑就隱藏物質形成的波長,按照微觀粒子遵循的不確定原理,此時物質的半徑就隱藏物質形成的波長,呈現的現象就是確定的,不存在不確定性。例如,電子形成的波長一定大于電子的半徑,這是客觀事實,所以電子能形成波動性。也就是說,物質的運動速度或傳播速度大于物質的自轉速度。宏觀物質運動的速度幾乎都大于它的自轉速度,是宏觀物質不能呈現波動性的原因。
其次,即使存在宏觀物質運動速度小于它的自轉速度,目前我們也無法找到這樣的宏觀物體呈現波動性的環境,或者特殊天體已經顯示波動性我們也無法識別。
大自然奧妙無窮,每一個細小的差別中,都可能隱含著重要的機理,我們仔細的觀察大自然,深刻的思考大自然,尋找其相同和不同,深究他們的變化機理,這可以是我們探索大自然,認識大自然,讓大自然造福人類的重要途徑和方法。大自然永遠是我們最可靠的老師!
結論:物質波是普遍存在的,能否顯現物質波決定于物質運動速度和自轉線速度之比。

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