评胡昌伟的可压缩波包以太球（1）                                 

                                    习强
                               
    摘要：胡昌伟先生寄来他的一篇近作《相对论的定量效应及其物理机制》一文，想作为我国民间科学相对论研究统一的一个平台，从建立新的数学模型方面来研讨、发展，给予评论。我们非常赞成---我国民间科学发展如果真能统一在现代元数学、元物理的标准模型的方法之下，多元一体，那真能有力量干出同国际科学主流发展相一致的成绩。
    关键词：球量子、环量子、可压缩流体、以太波包

    北京相对论研究联谊会上海联络站和北京相对论研究联谊会第一课题组的胡昌伟先生寄来他的一篇近作《相对论的定量效应及其物理机制》一文，想作为我国民间科学相对论研究统一的一个平台，从建立新的数学模型方面来研讨、发展，给予评论。我们非常赞成---我国民间科学发展如果真能统一在现代元数学、元物理的标准模型的方法之下，多元一体，那真能有力量干出同国际科学主流发展相一致的成绩。
    我们和胡昌伟先生有很多相同的地方：如胡昌伟认为，物理学离不开数学模型，不过，数学模型不一定反映客观事实。相对论公式带有近似性，相对论并不否定绝对时空观。新的以太论必将回归现代的物理学理论---一般都通过建立数学模型来进行科学推导，最后都要根据数学计算的结果进行实验检验；没有数学模型和实验检测的新理论，很难引起重视和得到承认。
    胡昌伟先生1946年出生，1966届高中生；1970～1976年在余姚农村插队，先后当民办教师、企业单位的专职教师、工会主席。但他顽强拼搏，在余姚期间参加浙江省高等教育自学考试，在1987年就取得了首届数学专业的大专合格证书。所以胡昌伟说，他没有上过大学，他的大专文凭是通过自学取得的。他思考物理学问题已经40多年，越感到现有的物理学思想，感性的东西多，定量的东西少；想学习有关的高深数学，但人老了，看到抽象的符号要头疼。
    我们虽然上了大学，但遇到的是文革，量子论、相对论、黎曼数学等现代元数学、元物理的标准模型知识，都是靠自学的。而且自学、思考物理学问题也有4、50年。王苗永先生说，我国民间科学缺陷在于数学基础，我们必须且需要补一些数学基础如拓扑学、弦论等，但高深数学在小地方是没处去找、去学---我们如果不学习西方文化的精髓现代元数学、元物理的标准模型知识，就没有话语权，实力是致胜之本！也许在王苗永说的拓扑学、弦论等上，我们与胡昌伟先生有一些不相同的地方，是把弦论看成是可压缩超流体的一种发展的，从而避开了可压缩超流体方程遇到的矩阵元是复数的每一个方形矩阵与简正矩阵计算的困难。
                         
                             一、以太可压缩流体论之群
    科学不是钻牛角尖，而是讲实证和实用。在这一点上，牛顿力学到相对论力学再到弦论力学是一致的。狭义相对论推出的质能公式，带有近似性，不用说；广义相对论推出的引力场公式，参照了麦克斯韦的电磁场方程，而麦克斯韦的电磁场方程又是参照了流体力学场方程的，所以广义相对论与流体力学场方程有天然的联系，是众所周知的。那么相对论为什么不走可压缩超流体波包之路，而只在不可压缩超流体波包停留？其次，为什么说今天弦论才是可压缩超流体的一种发展？这正是科学不是钻牛角尖，而是讲实证和实用的道理。
    哈肯的《高等协同学》一书揭开了这个秘密。协同学显示的可压缩超流体代数学和微分方程的应用，异常丰富多彩。但哈肯的高等协同学并没有发展下去，也并没有推出大量可实证和实用的科技应用，为什么？哈肯的书中讲明了，类似的可压缩超流体代数学和非线性微分方程，遇到了矩阵元是复数的每一个方形矩阵与简正矩阵的计算困难，越复杂化的能解出的不多。所以相对论介质流体力学看似数学方程计算，实际类似哲学思辩。但哈肯提供的理想环面及变形或扭曲环面图像，区别了不可压缩超流体波包和可压缩超流体波包代数学及微分方程计算之间的难易，其次也提供了从理想环面到变形或扭曲环面图像的弦论思路，才是可压缩超流体发展的一种不是钻牛角尖的讲实证和实用的科学道理。
    相对理想对称的球面，理想对称的环面已经可算是从不可压缩超流体波包，向可压缩超流体波包代数学及微分方程计算的发展，但哈肯也许认为这还不够清楚，才把理想对称环面与变形或扭曲环面图像再作区别。如果变形或扭曲环面撕裂，这不是就成弦线或弦棍了吗？即把完全理想的对称的球面和环面，对应“不可压缩的超流体”的球面和环面；把扭曲的或变形的球面和环面，对应“可压缩的超流体”力学的球面和环面，实际“可压缩的超流体”力学可与弦论对应。道理是，对绝对时空和现实时空的撕裂，也类似一种“可压缩的超流体”的变形或扭曲；甚至是一种很大的变形或扭曲---球面撕裂穿孔，就成了环面。环面扭曲变形撕裂，就成了弦线或弦棍；球面压缩变形拉长，也能成了弦线或弦棍。所以我们说，弦论是超前的“可压缩的超流体”力学，而且弦论这种非线性微分方程比直接的可压缩的超流体非线性微分方程，简并得多。
    黎曼球面和黎曼环面，是黎曼几何及黎曼数学的两个高峰；庞加莱猜想延伸出的庞加莱猜想正定理联接黎曼球面，逆定理联接黎曼环面，外定理联接点内空间的“庞加莱空心球”或“黎曼空心球”，构成了当代元数学、元物理标准模型的知识基础，所以普及球量子、环量子及点内空间多元一体的数学、物理方法，我国民间科学发展那真能有力量干出同国际科学主流相一致的成绩---实践是检验真理的唯一标准，请看相对论介质力学方法研究在中国近半个世纪的历炼，就能说明这个问题。
    1、我国与胡昌伟的可压缩波包以太球思路相类似的科学家，我们关注过杨新铁和杨本洛等教授。 2001年12月8日来自西北工业大学、西安交通大学、西北大学、西北电讯工程学院、西安非线性科学研究所等处的一些专家学者，在西工大国际会议中心举行的学术研讨会，发起人就是西北工业大学飞机系从事空气动力学研究的杨新铁教授。他1964年入西北工业大学飞机系读大学，曾在国外工作生活了12年，在德国亚琛大学就做过10年的研究工作。会上杨教授发表了《相对论经过高阶修正以后成为物质论》、《可压缩流体里面的近似广义相对论线元》、《 把相对论看成近似算法用NS方程描述Maxwell方程》等三篇论文。2002年5月25日在北京石油化工学院召开的中国电子学会第二届电磁波波速学术会议，杨新铁教授到会又作了《超光速波动现象的机理》的报告。杨新铁和德国慕尼黑卫星定位所赵双任的论文《用流体力学方法发展相对论的设想》说：从连续介质和相对论物理的相似性入手，以可压缩波动方程为例，对拟洛伦兹时空和伽利略时空，只不过是数学表象不同。 
    但杨新铁并没有很多可实证和实用的数学计算。因为杨教授说，从这里沿着横向的思路走，可以参照可压缩介质理论，或者干脆声速的理论，才能得到一点新的东西。杨教授说，在加速器里面加速的电子，可以达到0.99999999999倍的光速, 就是不能超过光速，原因在于电动力学方程组，在这个地方是个鞍点，鞍点的特性和哲学上的量变到质变，否定又否定一样，需要反向思维。拉瓦尔工程师的逾越声速，就是他不搞管口收口压缩加速，而是管口反向膨胀，结果反而得到加速，超声速就这么来了；后来的人们考虑鞍点特性，采取了种种反向膨胀措施，如降温、泄压都得到了同样的效果，超音速意想不到的来了。杨教授说，与这段历史类比，和在加速器上面进行的摸索相像，那么质能关系就只服从相似规律，如果补上缺乏的物理依据和数学表达的不完备的介质方程，光速就和声速一样。所以杨新铁得出的具体结论，还是要看他能否自己去实验证明了。
    2、杨本洛教授是上海交通大学自然科学基础研究组的教师，主要研究方向为基础数学和基础物理，教的也是流体力学的课程。2001年12月8日他自费参加了西工大学术研讨会。杨本洛教授企图突破比奥沙瓦定律，从可压缩性提出反对相对论的看法。成都电子科技大学赵常德老师对此的评论是，杨本洛教授只提出了问题，还没有做到更多可实证和实用的数学计算。杨本洛也许遇到了与爱因斯坦相类似的困难，像爱因斯坦在不可压缩超流体代数学和微分方程的应用上就打住，杨本洛钻进可压缩超流体代数学和微分方程的应用里去，也被打住。
    3、上世纪60年代提出的层子模型，杨新铁教授说，也阐述了类似基于粘性介质为基础的介质背景的假设。按照可压缩性介质流的假设，可推导出亚光速情况下和相对论一样的质能关系表达式，并且可以容纳跨光速和超光速现象，甚至可以设计超光速加速器。更进一步，这种更低层粒子组成的介质背景的假设，给波粒两相性的统一，量子力学中的测不准原理都可以给出更直观更合理的解释。也许是层子模型类似更困难的可压缩超流体代数学和微分方程的应用，所以表面上显得比简单得多的西方夸克模型高级；但反之，简单得多的夸克模型和类似简单得多的弦论模型，却更显得有可实证和实用的数学计算。层子模型的领军主要人物胡宁院士，早年在周培源的指导下致力于流体力学中湍流理论的研究；朱洪元院士上世纪40年代全面研究了高速荷电粒子在磁场中运动时所发出的电磁辐射的性质，60年代深入探讨了利用色散关系和么正条件建立低能强作用的理论问题，并对含有光子、电子、中子和原子核的高温高密度系统内部的输运过程等作了深入研究，取得多项重要成果。可见他们对相对论介质流体力学数学是精通的---也许这应了胡昌伟说的“物理学离不开数学模型，不过，数学模型不一定反映客观事实”。
    新中国近半个世纪以来，老一辈和年青一代的一批科学家，为消除相对论的虚实观控相对界的奋斗历程，还有我国的数学物理科学家冯康，刘高联等一批力学家的介质方程哈密尔顿描述。秦元勋教授的洛伦兹变换的奇点是可压缩流动的特点。杨文熊教授把低速运动的经典牛顿力学，改造成适用于高速运动（近光速）或超光速运动的“驻扎论”，用连续介质的办法证明了质能关系，认为相对论的质能关系只不过描述了介质方程守恒性和随体导数性质；还说证实了“以太”的存在，其质量是电子质量的300亿分之一。黄志洵教授借鉴索么菲尔德提出的和秦元勋类似的理论，提出利用量子隧道效应来达到光子越过光速奇点时的非线性效应；利用介质孤波方程代替量子力学方程，来进行在光纤一类导体中光电磁场传播的计算。西南空气动力发展中心的冉政博士从不可压缩流体运动规范场论研究杨振宁的规范场理论，并把它延拓到不可压流体力学的描述中，把相对论用在流体力学上，参考别人的结果，从杨振宁和斯米尔的量子力学理论推出气体力学方程的哈密顿函数，揭示流体、真空和电磁场的内在联系---电磁、引力和相对论三者其实是不可分的。上海的船舶704所的廖铭声，把相对论用在流体力学上，用不十分完备的方法，证明流体力学方程和麦克斯韦方程结构一致，提出声速及光速不变原理应当用总波速不变(能量守恒)原理代替，并利用洛伦兹变换导出新的可压缩流动的方程，来代替可压缩流方程组，等等。这些都科学思维训练的好东西，但要成为国际科学的主流，还要面对更大的难题。