d2m/dt2=k[u2c2/(c2+u2]μ(11
再把关系式v=uc/(c2+u21/2(12
代入上式,则有:d2m/dt2=kv2μ(13
我们用曲率半径p=1/k代入上式,则有:
d2m/dt2=(v2/pμ(14
这就是“匀速圆周运动”的基本公式。这一结果表明:在一个与外界没有任何联系的封闭的自由空间内,物体的绝对线速度u和相对加速度都是常数,且其方向指向圆心。它的运动轨迹则是一个封闭的圆周。当体系本身具有恒定的初速度u0时,它的运动轨迹就是一条等螺距的螺旋线。
第二,劣在均匀引力场(η=const.中的运动
按照(9式,则有:dt*2/dt2=ξ2=c2/(c2+u2(15
在η等于常数的情况下,将(15式代入(8式,并引入相对加速度符号a(t=d2m/dt2,得出:a(t=tηc2/(c2+u2+μkc2u2/(c2+u2(16
然后,再引入符号v2/p=w公2p,以及w自2r=(ηv2/u2,其中,w公为劣的公转频率,w自为劣绕着质心“自旋”的角频率,r代表微观劣本身的半径,则上式就可以改写成:
a(t=(w自2rt+(w公2pμ(17
这就是在均匀外力作用下(η≠0,微观粒劣的运动方程。不难理解,如果没有这种均匀外力的作用,微观劣就不会具有自旋分量,即上式中的第一项。
在上式中,如果把第一项代表切线方向的相对加速度,第二项代表了主法线方向的相对加速度。而切线t方向的相对加速度代表着微观劣的“自旋”,而主法线μ方向的相对加速度代表着微观劣的“公转”。这两种加速度的合成结果,导致微观劣在前进运动的同时,伴随着自旋以及绕着前进方向为轴线的公转,其轨迹是一条螺旋线。
不言而喻,所有化学元素的分子,例如氮(n、氢(h、碳(c的分子等都是微观劣,因此,它们一定会呈现螺旋式的运动状态。同理碳水化合物所构成的蛋白质分子必然会出现螺旋状的结构。
而核苷酸的类型与双螺旋结构的原因:
根据微分几何的理论结果,我们知道
d2m/dt2=td2s/dt2+μk(ds/dt2(18
以及d2m/ds2=kμ(19
现在,我们把上式的二阶导数d2m/ds2再对具有“内蕴意义”的参数“s”微分,就得出了它的三阶微分关系式。不过,这里并不是直接把二阶导数d2m/ds2=kμ对特别参数“s”进行微分,而是把这个式子右端的矢量μ和曲率k的乘积进行微分。由于从这里出发会使问题大为简化,所以,我们的讨论将从对矢量μ的微分开始,然后所得出的不变式来表示三阶导数d3m/ds3、以及d3m/dt3。不过,这里不准备进行具体的分析与讨论,而是直接地引用微分几何的理论结果(参见,第69—72页,写出三阶微分邻域的不变式如下:
dt/ds=kμdμ/ds=-kt+ζβdβ/ds=-ζμ(20
其中,β是副法线方向上的单位矢量。它的方向垂直于由t和μ相交后所构成的平面。上式中各公式的符号是选择了“右旋坐标系”时的情况。倘若是改为“左旋坐标系”,对于曲线m(t的定向运动来说,在切矢量t改变方向时,在切线单位矢量t与主法线单位矢量μ确定的旋转方向下,公式(20所确定的副法线单位矢量β将改变自己的正方向。所以,由方程(20所确定的不变式“ζβ”也随之改变符号,即:由(+ζβ变成了(-ζβ为了保持曲线m(t的不变式ζ的符号,必须在公式(20中改变矢量“β”的符号。这样一来,在左旋的坐标系中,相伴三面形单位矢量导数的“基本关系式”可以写成下列的形式:
dt/ds=kμdμ/ds=-kt-ζβdβ/ds=-ζμ(21
其中,“ζ”是曲线的“挠率”,而r=1/ζ是曲线的“挠率半径”。其中,符号“ζβ”的“正”与“负”,代表着参数相同的两个劣之间的“自旋方向”刚好相反。
下面,我们取dβ/ds=0,——它代表着微观劣的自旋轴的方向始终平行于劣的前进方向,且β的数值不跟随着劣的运动路程而变换。结果,上式就可以化成:
dt/ds=kμdμ/ds=-kt-ζβ(22
上式表明,刚体的任何运动都可以分为两个部分:一是远离坐标原点的平行移动二是绕固定轴的转动。换言之,在每一个给定的瞬间,物体的运动都是由两个基本的运动所组成:第一,平移——此时物体在每一给定的时间内,它的各个部分都具有相同的运动速度。第二,转动——此时物体上的某一条直线固定不动,而物体的其它部分则绕着这个固定的直线旋转。而这种旋转可以分成两个部分,一个是绕着固定旋转轴的“公转”,另一个是绕着劣质心的“自旋”。正如(17式所示,第一项代表着劣围绕着质心的“自旋”而第二项代表着围绕前进方向的“公转”。
当劣在前进(dt/ds>0、或后退(dt/ds
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