高歌教授在国际刊物发表解决湍流世界难题的方法

coolboy

原帖由 milaoshu 于 2013-5-18 14:14 发表

                               
登录/注册后可看大图

在附上一篇高歌的文章和当年院士们对这篇文章的意见

在网上查到的92-93年争论背景的一个介绍（ZZ）：

在谈正事之前，本人想先讲一个真实的故事，算是引子吧。

有些网友可能还记得一件事：90年代初，中国科学界出了一当子惊动国际科学界的事—1992年，北京航空学院的高歌教授在北航主办的《航空动力学报》上发表了一篇题为“湍流的通用物理方程”的学术论文。之后，《人民日报》（海外版）刊登了一篇文章，吹嘘中国人解决了经典物理中最后一个难题-湍流问题，引起了国际学界和舆论界的高度关注。哈哈，诸位看官不知留意到没有，这里的关键点在哪里？第一，《航空动力学报》是一份工程性质的学术刊物；第二，“湍流的通用物理方程”这篇文章，题目是一个纯基础理论性标题；第三，《人民日报》（海外版）是具有全球影响力的中国官方平面刊物。也就是说，作为一个航空工程专家的高歌教授，在一份工程期刊上发表了一篇有关力学基础理论的文章，并将该文章的结论通过官方权威媒体介绍给了全球各界人士。这就把海外华人学术圈给整糊涂了，既然是官方权威媒体的介绍，那就应当代表了中国力学界和物理界的认可，可是这么重要的成果为什么没有发表在代表中国力学、物理，或整个科学界最高权威水平的刊物《力学学报》、《物理学报》，或《中国科学》上呢？核心问题：这篇文章是否代表了中国学术界的主流观点？海外华人学术圈的疑问，反映到中国科协。当时科协主席是核物理专家朱光亚先生。力学并非是朱先生专长。于是，朱先生将此烫山芋转手交到了钱学森先生手里，请钱先生过问此事。钱先生当时年事已高，力学虽然是钱先生的看家学问，但，一来钱先生已多年未从事科研一线的工作，二来也确实没有精力再去追究学问细节。于是，钱先生又顺手这一烫手山芋交给了中国力学最高权威机构-中国科学院力学研究所，由他们来做最终定论。不过，钱先生撂下两个字—慎重。力学所接手这个烫山芋后，是怎么做的呢？首先，力学所将高教授请到力学所做了一次学术报告，讲一讲他的文章和学术思想。然后，在此基础上组织了两套人马，各自就高教授的文章进行细致分析并写出报告（也就是学术文章）。来看一下高教授文章的文章摘要：

【摘要】：利用变形张量及摄动变形位移的点积分解湍流脉动速度,并使用密度加权的侧偏系综平均方法取代Reynolds平均方法,在不引入任何物理假设的情况下,对Navier-Stokes方程进行平均。未知相关量在三阶精度上才出现,截断之后,获得具有二阶精度的封闭的湍流方程组。该方程组无相关量,不引入任何经验系数,无需构造任何湍流模型,即可描述Ma3.6流速的任意复杂湍流场并解释湍流的物理本质。本文仅对推导思路及方程组做概要介绍。

看到高教授文章的核心之处了吗？两个地方：一是，“在不引入任何物理假设的情况下”；二是，“在三阶精度上”“,截断之后,获得具有二阶精度的封闭的湍流方程组”。各位看官可能不大明白。这么说吧，湍流问题的难点在于未知变量的数目总是大于物理方程的数目。一元一次方程，有一个未知变量，一个方程，所以能够精确求解。二元一次方程，由于有两个未知变量，就必须有两个线性独立的方程，才能求解得唯一解。若只有一个方程，解的数量将不唯一。湍流的问题与此类似。另一方面，高教授的研究成果名为“湍流的通用物理方程”，即，湍流的普适物理方程。既然是通用的，或普适的，那么，就不应该存在近似。为什么呢？因为“近似”就意味着非精确或非严格，因而就必存在适用范围，因而也就非通用或普适。所以，高教授的文章，标题与内容就不甚相符。再来看力学所。两篇文章交到力学所学术委员会主席郑哲敏先生手里。郑先生仔细读完后，指着其中一篇说，我要的就是它。来看看这篇后来发表在93年《力学学报》上的文章摘要：

对“湍流通用物理方程”等两篇文章的意见
郑哲敏 庄逢甘 张涵信 朱如曾 李家春 黄永念 林贞彬
【摘要】：本文以均匀不可压情况为例,系统地分析“湍流通用物理方程”和“湍流通用物理方程的推导及讨论”等两篇文章所提出的理论,指出“第二种平均”(“第二次平均”)的系综不存在,“湍流力假设”和“有效湍流力假设”不成立,文章采用的封闭手断也不合理,因此所推得的“湍流通用物理方程”及其一维简化,即“规范方程”均不成立;文[2]从这些方程出发,对湍流特性所作的一切分析都失去依据;文中还存在大量不应有的其他错误。

看出门道来没有？行家一出手，便知有没有。高教授不是说“在不引入任何物理假设的情况下”吗，力学所的专家们指出，你那赖以推导的“密度加权的侧偏系综平均”本就是一个你引入的“物理假设”，即，假设存在这样一种系综，并做系综平均。专家们更证明你那所谓的“系综”根本就不是一个物理存在。更进一步，专家们指出高教授在学术报告中，以及在报告后发表的另一篇文章，即，“湍流通用物理方程的推导及讨论”中，引入了一个自定义的概念--“湍流力”或“有效湍流力”，而这个所谓的“力”，也是一个物理假设，而且根本就是一个错误概念。再加上高教授用以封闭方程组的方法根本不能从数学上证明其合理性，因而只是一种经验手段。所以，最终的结论是，高教授提出的解决湍流问题的方法，只是一种工程意义上的经验方法，在一定范围内可以使用，但不具备理论价值。该结论经钱老认可后公开发表。当时，《力学学报》就有英文版，所以发表后，国外学术界的人才不说什么了。这里要解释一下，当时郑先生收到两份报告，其中一份郑先生没有采纳，这并非意味着这份报告说的不对，而是因为郑先生认为这份报告学术境界不够高，没有从根本的物理思想出发，因而达不到高屋建瓴的效果。

高教授的成果不属于造假，只是吹得过分了。后来，高教授一直活跃在工程力学的前沿，做出许多漂亮的工作。那是后话，不提。

这件事，是一个工程力学专家以为自己的研究成果达到了理论力学专家的高度，采取了避开理论力学学术审核途径公开发表，并擅自将其研究结果以自己所认为具有的学术意义向社会公布，造成国外学术界对中国力学界的整体学术水平产生质疑的不好的社会影响的事例。而事件的最终解决，还是要以中国力学界自扫门前雪的方式，由真正的专家来做。

onesupeng

原帖由 coolboy 于 2013-5-20 17:38 发表

                               
登录/注册后可看大图

在网上查到的92-93年争论背景的一个介绍（ZZ）：

在谈正事之前，本人想先讲一个真实的故事，算是引子吧。

有些网友可能还记得一件事：90年代初，中国科学界出了一当子惊动国际科学界的事—1992年，北京航空 ...

我的第一直观就是关于二阶那个，这次和coolboy有些观点接近。就是说就算高教授所有都对，也仅仅是将原来的1阶封闭提升到2阶封闭，再高一阶也需要引入湍流模式，本身就自相矛盾。。。其他的我就没有心情去看。。。

通流

高歌出名是80年代初的事情。高歌北航毕业后在青海的电厂干了十年，总是看到沙漠里的沙丘的行为。78年考取了北航宁晃先生的研究生。做的题目就是发明了喷气发动机加力燃烧室中的火焰稳定器。稳定器的形状像沙丘。沙丘后面涡极其稳定。这样的火焰稳定器的贫油边界扩大了六倍。据说是钱学森的意见是，如果能上天，就授予一等发明奖。高歌在84年就得到了国家发明一等奖。那时，他是个科研明星。这个一等奖是他的硕士论文。后来他读博士，想搞个更大的东西，就搞出了他的紊流理论。要不是前面的那个发明奖，后来的紊流理论也不会引起这么大的反响。

我说的高歌的贡献就是他78到80年的硕士的工作。当今的院士们，能够拿出个上得了台面的成果的，其实也没几个。

高歌出名的时候，我还是个大学生。后来跟高歌有点接触，更听了北航的人讲高歌的事情。高歌是想象力有余，但不够严谨。有点诗人的气质。如果高歌有点政治才能的话，他早就是院士了。并且很快会当个校长，甚至混个部长。11年当上院士的空军的甘晓华，84年才是个硕士研究生。

那个航空动力学报的第一任主编就是高歌的导师宁晃先生。我想很容易理解为什么这个东西会发表在那个杂志上。其实发表在什么地方，并不是很重要。搞控制的朋友跟我说，控制里最有名的卡尔曼滤波就是发在一个南美的杂志里。

[ 本帖最后由 通流 于 2013-5-21 09:47 编辑 ]

coolboy

原帖由 通流 于 2013-5-21 09:46 发表

                               
登录/注册后可看大图

高歌出名是80年代初的事情。高歌北航毕业后在青海的电厂干了十年，总是看到沙漠里的沙丘的行为。78年考取了北航宁晃先生的研究生。做的题目就是发明了喷气发动机加力燃烧室中的火焰稳定器。稳定器的形状像沙丘。沙丘 ...

所以说做研究，遇到一个好的导师，那导师给出了一个好的题目是非常、非常重要的！所谓好题目就是既能解，又重要，结果就很容易出名。沿着类似的思路继续做下去，一般也不错。缺点就是对同行来说，大家心知肚明那人一辈子脱不了导师的影子。这时若以为自己其实没有导师的指点也很利害，挑一个全新的题目也能象当初做论文时做得非常好，搞不好就出乱子了。高歌看来是一个例子，钱学森（的人体科学等）则显然是另一个例子。若想在新领域中要有所发展，有所创新，至少开始的时候应该放低姿态，从小东西一点点地了解、熟悉、研究起来。不过，对已成名的人来说，要做到这一点是很难的。

coolboy

原帖由 通流 于 2013-5-21 09:46 发表

                               
登录/注册后可看大图

那个航空动力学报的第一任主编就是高歌的导师宁晃先生。我想很容易理解为什么这个东西会发表在那个杂志上。其实发表在什么地方，并不是很重要。搞控制的朋友跟我说，控制里最有名的卡尔曼滤波就是发在一个南美的杂志里。

杂志的质量同编辑及审稿人的态度及水平有很大的关系。就拿这2013年的这篇论文来说，若真的是很重要、有突破意义的论文的话，两位作者和（至少）两位审稿人对最后审定稿也应该会仔细通读一遍吧？这时，当读到下一段文字时就知道完全文不对题、马大哈了，哈哈：

“An easy way to comply with the journal paper formatting requirements is to use this document as a template and simply type your text into it.”

可见，若无特殊情况，就上面这段文字在目前（声称是极重要的）论文中的出现就能说明作者和审稿人有可能并非是具有认真态度的科研工作者。

[ 本帖最后由 coolboy 于 2013-5-21 19:47 编辑 ]

shirazbj

搞控制的朋友跟我说，控制里最有名的卡尔曼滤波就是发在一个南美的杂志里。...

是金子总会发光。
不是有个俄国人在个网站上发了个数学猜想的证明，最后也被确认了，得了奖。
现在灌水的文章发在好的杂志上。最终是杂志水了。

通流

可能我没说清楚。高歌的硕士的工作从题目，实验，到最后结果都是高歌本人的工作。宁晃先生只是个挂名导师。高歌的想象力是无限的。甚至可以不顾物理学的基本定律。这在开始是成就了他，后来又害了他。其实，如果在欧美，高歌的能力会得到更好的发挥。说实话，不管在那里，真正有想象力的人是很少的。高歌的紊流理论如果在西方，周围可能就有一批人在开始的阶段就提出实质性的问题，那么结果可能就完全不一样。顺便提一句，老美的DARPA的资助项目，就允许违反物理学的定律的。这是DARPA的人亲口说的。

最后，我要为钱学森的人体科学做一点辩护。钱学森的眼光不是我们大部分人能够比的。80年代，钱学森在提倡人体科学。其实那时候，能够理解人体科学的潜力，并敢于用科学的手段去研究的人几乎没有。三十多年后的今天，还有比人体科学更前沿的学科吗？我想，这就叫眼光。如果我有这眼光，我不太可能去搞什么发动机的。

coolboy

民科的主要特征就是不懂（或不懂装懂）、不顾（即毫无逻辑性）、不理睬（不学习而好高骛远）物理学的基本定律而随意发挥无限的想象力。

[ 本帖最后由 coolboy 于 2013-5-21 20:08 编辑 ]

周华

我觉得我们的学术界还是缺乏一种宽容的精神，或者用官话说是思想解放的不够。我网上看过很多UFO、外星人等等的视频，大部分都是美国的怀疑论者，或者说是美国的一帮民科在自说自话，其中不乏质疑阿波罗登月、美国总统会见外星人什么的故事，但美国并没有出面制止他们。这也可以从一个侧面解释中美科学文化上的差异。

周华

美国的科幻电视剧中也有大把的这种题材。不知美国是不是没有历史的缘故，他们更愿意拍摄关于未来的电影电视，我们中国在这方面显然要贫乏的多。想象力不足的民族科学能发达到哪去，注定就是拾人牙慧的命。

mpll

站长先生以美国的科幻影视创作为例谈到想象力很有意思。就文艺创作而言起码美国人可以在作品使用真实地名，可以谈虚构的灾难。而我们中国呢？说到这些大家都懂的。思想被禁锢中如此，连拾人牙慧都难。

milaoshu

这叫中国特色，说实在的就是既想解放思想又怕解放的过了，你懂得

周华

科技领域本来就是个脑力活动为主的领域，这也不许想，那也不许想，那还做什么科学研究。钱先生去世前提出一个“钱学森之问”，其实解决方案很简单，就是把禁锢去掉，把思想解放出来，然后才能“海阔凭鱼跃，天高任鸟飞”，才能出真正的大师级人物。现在我们国家最悲催的是，总有人喜欢扮作末日审判的基督，这也是伪科学，那也是伪科学，好象只有他才是通往天堂的道路。结果大家人人自危，谁都怕自己一不小心做出离经叛道的事。于是那些玄乎的东西都留给外国人去想去做，我们就按部就班跟在后边“跟踪高科技”就行了。在这种逻辑下，我们永远出不了大师，这就是客观规律，或者说是“钱学森之问”背后隐藏的机理。

coolboy

在美国研究Astrology的人要多于研究Astronomy的人，但这是两拨子不同的人。研究Astrology的人不去深究Astronomy，而研究Astronomy的人知道那些研究Astrology的人基本上是胡说八道。在中国，则不少情况下是研究Astronomy的人也同时研究Astrology，本质上是分不清Astrology与Astronomy的区别何在。

周华

原帖由 coolboy 于 2013-5-21 22:27 发表

                               
登录/注册后可看大图

在美国研究Astrology的人要多于研究Astronomy的人，但这是两拨子不同的人。研究Astrology的人不去深究Astronomy，而研究Astronomy的人知道那些研究Astrology的人基本上是胡说八道。在中国，则不少情况下是研究Astron ...

这个没错，但互相之间会存在一个刺激作用。比如UFO这东西，表面上看显然没什么道理，至少气动上看不出有多大的优势。但这个东西的存在极大地激发了大众的好奇心和对科学研究的关注度，客观上就为科技界培养了很多追随者，同样也给专业做飞行器的人提出了一些非常规的设计要求，在智力上形成一种挑战。我们中国对UFO的看法一般都指这是自然现象或大家眼花看错了等等，但是美国那边还真就立项研究了蝶形飞行器到底在气动上有什么好处。在此之前，据说德国纳粹也做过类似的研究。国外还有很多人在琢磨反重力飞行器的事，最后搞出一些激光推进、微波推进等样式的推进器方案。前几天我在网上还看到美国大学研究用电磁线圈驱动气流的新闻。我记得国内也曾经搞过飞行器创新大赛，但那些方案都是按部就班的超音速飞机等等的方案，很多都是国外60年代就做过的方案，跟创新一点边都粘不上。这个差距实在是太大了。