揭秘生物學(xué)蘊(yùn)藏的重要物理學(xué)原理

最近，我在多篇文章中論述到，角動(dòng)量和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系。想起2013年4月科學(xué)智慧火花欄目發(fā)表的“動(dòng)物走路時(shí)怎樣讓身體保持平衡”一文論證的動(dòng)物走路時(shí)角動(dòng)量的奧秘，蘊(yùn)藏著重要的物理學(xué)原理。文中論述道，為什么雞走路的時(shí)候頭一伸一縮，而鴨或鵝走路的時(shí)候卻不是這樣的呢？我們先來(lái)仔細(xì)觀察動(dòng)物走路時(shí)的足跡，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)，大多動(dòng)物走路時(shí)，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(jù)運(yùn)動(dòng)力學(xué)，行走的過(guò)程中總要產(chǎn)生兩種慣量，一種是向前方向的基本運(yùn)動(dòng)慣性，這種慣性會(huì)隨著力的傳遞和兩腳步伐的規(guī)律而形成前后擺動(dòng)。另一種是因?yàn)橛昧r(shí)用力方向的內(nèi)傾斜，而一定要形成的扭量性、轉(zhuǎn)動(dòng)性角動(dòng)量，并且。這種角動(dòng)量同時(shí)符合邁右腳時(shí)的右手標(biāo)旋轉(zhuǎn)規(guī)則，邁左腳時(shí)的左手標(biāo)旋轉(zhuǎn)規(guī)則，這種扭轉(zhuǎn)角動(dòng)量的結(jié)果是形成運(yùn)動(dòng)時(shí)的左右擺動(dòng)，其擺動(dòng)的幅度與走路過(guò)程中所產(chǎn)生的角動(dòng)量大小有關(guān)，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(shuō)明，動(dòng)物走路時(shí)存在角動(dòng)量，動(dòng)物走路時(shí)一定也存在動(dòng)量，動(dòng)物走路是角動(dòng)量和動(dòng)量的和諧統(tǒng)一。
說(shuō)明動(dòng)物走路時(shí)同時(shí)具備兩個(gè)動(dòng)量：角動(dòng)量和動(dòng)量，兩個(gè)動(dòng)量“和諧”才能穩(wěn)定的運(yùn)動(dòng)。動(dòng)物行走是如此，非生物長(zhǎng)期穩(wěn)定也是角動(dòng)量和動(dòng)量“和諧配合”的結(jié)果。
現(xiàn)在我們將角動(dòng)量和動(dòng)量比較，兩者相比：L/P=r×m×v/m×v1，其中，v1是運(yùn)動(dòng)速度。由于動(dòng)物走路時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)質(zhì)量或許不是動(dòng)物質(zhì)量的全部，所以對(duì)于動(dòng)物m的大小可能是不同的。對(duì)于非生物，轉(zhuǎn)動(dòng)的質(zhì)量和運(yùn)動(dòng)的質(zhì)量是相同的，所以對(duì)于非生物，角動(dòng)量和動(dòng)量比較，兩者相比：L/P=r×v/v1。
角動(dòng)量和動(dòng)量之比一定是物質(zhì)轉(zhuǎn)動(dòng)半徑的倍數(shù)，即一定也是特定的長(zhǎng)度，這個(gè)長(zhǎng)度的物理意義的本質(zhì)是什么非常重要。可以說(shuō)，不論動(dòng)物還是非生物他們的運(yùn)動(dòng)都是角動(dòng)量和動(dòng)量的合運(yùn)動(dòng)，這種合運(yùn)動(dòng)是物質(zhì)波形成的根本原因。我們?cè)傺芯课镔|(zhì)波的規(guī)律：λ=h/p，h是普朗克常數(shù)、p是動(dòng)量、λ是波長(zhǎng)是特定的長(zhǎng)度，對(duì)此我猜想，普朗克常數(shù)h也是角動(dòng)量。我在多篇文章也論述過(guò)，普朗克常數(shù)是基本粒子的角動(dòng)量，與此非常契合。所以科學(xué)推理，任何物質(zhì)角動(dòng)量和動(dòng)量之比都是物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的波長(zhǎng)，即任何物質(zhì)角動(dòng)量和動(dòng)量之比就是物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的波長(zhǎng)。波長(zhǎng)能否顯現(xiàn)，決定于運(yùn)動(dòng)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(zhuǎn)的也是運(yùn)動(dòng)的，宇宙間的運(yùn)動(dòng)都是角動(dòng)量和動(dòng)量的統(tǒng)一。對(duì)于宇宙的所有物質(zhì)都存在：L/P=r×v/v1=λ，其中，L是角動(dòng)量、p是動(dòng)量、r半徑、v自轉(zhuǎn)速度、v1是運(yùn)動(dòng)速度、λ是運(yùn)動(dòng)的波長(zhǎng)。
普朗克常數(shù)的出現(xiàn)，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(shí)存在普朗克常數(shù)和波長(zhǎng)，說(shuō)明實(shí)物粒子既存在粒子性，又存在波動(dòng)性，同時(shí)波動(dòng)性和粒子性是物質(zhì)存在不確定性的根本原因。粒子存在粒子性是無(wú)需說(shuō)明，需要說(shuō)明、證明的是粒子存在波動(dòng)性。分析德布羅意公式λ=h/p，h是普朗克常數(shù)，粒子存在明顯的波動(dòng)性p必須足夠小，即動(dòng)量足夠小。進(jìn)而推出，同一個(gè)或同一類(lèi)粒子，運(yùn)動(dòng)速度越小，越容易呈現(xiàn)波動(dòng)性。足以說(shuō)明，粒子的波動(dòng)性必然和運(yùn)動(dòng)速度相關(guān)，換句話說(shuō)，粒子的速度是決定粒子能否呈現(xiàn)波動(dòng)性的重要因素。
解析微觀粒子存在波粒二象性的原因的關(guān)鍵是普朗克常數(shù)，普朗克常數(shù)和波長(zhǎng)聯(lián)系在一起是物質(zhì)存在波粒二象性的理論基石?；玖Ｗ拥慕莿?dòng)量是守恒的，所以才存在普朗克常數(shù)?？梢哉f(shuō)，非基本粒子能否呈現(xiàn)波動(dòng)性決定于非基本粒子的角動(dòng)量和動(dòng)量的比值，而非普朗克常數(shù)和非基本粒子的動(dòng)量之比，角動(dòng)量和動(dòng)量的比值大于非基本粒子的半徑，則非基本粒子能呈現(xiàn)波動(dòng)性，否則不能呈現(xiàn)波動(dòng)性，即物質(zhì)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，波長(zhǎng)被轉(zhuǎn)動(dòng)物質(zhì)的半徑隱藏了。
德布羅意波的規(guī)律：λ=h/p對(duì)基本粒子的制約是非常準(zhǔn)確的，對(duì)于非基本粒子是近似利用德布羅意波規(guī)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(jié)果，已經(jīng)難于指導(dǎo)波動(dòng)性的屬性，對(duì)于大分子或更大的物質(zhì)利用德布羅意波揭示本質(zhì)理論分析就會(huì)存在更大的誤差，原因就是中子、分子等微觀粒子的角動(dòng)量的值和普朗克常數(shù)存在的差異不太大，易相對(duì)較容易實(shí)現(xiàn)，對(duì)于大分子或更大的物質(zhì)粒子它的角動(dòng)量的數(shù)值遠(yuǎn)大于普朗克常數(shù)，所以仍用普朗克常數(shù)會(huì)出現(xiàn)較大的偏差，對(duì)實(shí)驗(yàn)的理論指導(dǎo)會(huì)出現(xiàn)誤導(dǎo)。
據(jù)此我們?cè)诜治龅虏剂_意波的規(guī)律：λ=h/p，由于普朗克常數(shù)就是基本粒子的角動(dòng)量，所以h=mrv，其中，m是基本粒子的質(zhì)量、r是基本粒子的空間半徑、v是基本粒子的自轉(zhuǎn)速度。變換德布羅意波長(zhǎng)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(jù)此我們可以得出結(jié)論：基本粒子存在波粒二象性和基本粒子的質(zhì)量沒(méi)有關(guān)系，基本粒子存在波粒二象性只與基本粒子的自轉(zhuǎn)速度和傳播速度及基本粒子的半徑有關(guān)。也就是說(shuō)，可以認(rèn)為，物質(zhì)存在波粒二象性和物質(zhì)的質(zhì)量沒(méi)有關(guān)系，和物質(zhì)的質(zhì)量沒(méi)有關(guān)系，可以認(rèn)為和微觀、宏觀也沒(méi)有關(guān)系，即宏觀、微觀物質(zhì)都可以存在波粒二象性，那么為什么至今還沒(méi)有觀測(cè)到宏觀物質(zhì)的波粒二象性呢？分析、論證如下：
首先，分析上述得出的結(jié)論：λ=h/p=rv/v1，即λ=rv/v1，物質(zhì)呈現(xiàn)波動(dòng)性的條件是：物質(zhì)的半徑小于物質(zhì)形成的波長(zhǎng)，否則，物質(zhì)的半徑就隱藏物質(zhì)形成的波長(zhǎng)，按照微觀粒子遵循的不確定原理，此時(shí)物質(zhì)的半徑就隱藏物質(zhì)形成的波長(zhǎng)，呈現(xiàn)的現(xiàn)象就是確定的，不存在不確定性。例如，電子形成的波長(zhǎng)一定大于電子的半徑，這是客觀事實(shí)，所以電子能形成波動(dòng)性。也就是說(shuō)，物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)速度或傳播速度大于物質(zhì)的自轉(zhuǎn)速度。宏觀物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的速度幾乎都大于它的自轉(zhuǎn)速度，是宏觀物質(zhì)不能呈現(xiàn)波動(dòng)性的原因。
其次，即使存在宏觀物質(zhì)運(yùn)動(dòng)速度小于它的自轉(zhuǎn)速度，目前我們也無(wú)法找到這樣的宏觀物體呈現(xiàn)波動(dòng)性的環(huán)境，或者特殊天體已經(jīng)顯示波動(dòng)性我們也無(wú)法識(shí)別。
大自然奧妙無(wú)窮，每一個(gè)細(xì)小的差別中，都可能隱含著重要的機(jī)理，我們仔細(xì)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(jī)理，這可以是我們探索大自然，認(rèn)識(shí)大自然，讓大自然造福人類(lèi)的重要途徑和方法。大自然永遠(yuǎn)是我們最可靠的老師！
結(jié)論：物質(zhì)波是普遍存在的，能否顯現(xiàn)物質(zhì)波決定于物質(zhì)運(yùn)動(dòng)速度和自轉(zhuǎn)線速度之比。