超光速研究和流体力学有没有关系?

yuren2

超光速研究是一项对物理发展作用很大的探索研究。早在七十年代中科院数学所长秦元勋就提出超光速时洛伦兹变换要变号，要把（1－M2）**(1/2)变成（M2－1）**(1/2)，M＝V/C。90年代北师大曹盛林教授按照超新星资料拟合的曲线也吻合上面的结果。
   上面说的超光速方面学者研究的结果,这正是空气动力学的一种性质。也是一百年前洛伦兹本人坚持的那个假设，即当年洛伦兹解释迈克尔孙莫雷实验室假设,波动方程变一下,是研究可以满足了,他的变动是仅在密度不变的波动方程的运动方向(X方向)加一个如上的系数变换（1－M2）**(1/2),实验就可以合理的被解释。当时谁也没有想到，洛伦兹本人的这个变换得到的方程竟然是一个小扰动声学方程。

       现在刚被认可的暗能量研究,都是用N-S方程类似的方程来计算的。和空气动力学不同在于采取了密度不可变化的状态方程，因此算完后要附加一个变换，理论物理学称之为相对论变换；或者通过度规不变性的假设附加一个方程。这附加方程叫度规不变性。

        空气动力学方法则不需要附加这个变换,因为他唯一不同在于采用密度变化的状态方程，所以它可以不需要附加假设和方程得到同样结果。当然空气动力学在上世纪末以前也可以用"尺缩变换"来算,当时的学生都要学习这么一种近似算法，就是先按照密度不变的方程算一个“静止的结果”，然后再加上密度改变所需要的变换。其实这些步骤都和变换的式子的主部都是和隐物质一样的，都是X方向缩短（1－M2）1/2；两者不同在于,暗能量计算那边叫做相对论,这在空气动力学里面叫做相似变换（哥劳沃变换，普朗特变换）。两者在空间上得到的结果是一样的.

   而且相对论的处理方法,等于增加了一个附加假设，这还不说达到光速是质量无穷大，超过光速会有复数出现，于是跟随产生回到过去，穿越时空的假设,这些都是相对论的死穴。
    其实这些困难，连续介质力学发展中也遇到过，音速点按照小扰动近似理论也是无穷大，拿亚音速的方程算超音速也有复数产生，称之为复特征线方法，气动设计手册上都介绍过。
在2003年西北工业大学受国防科工委委托，召开“相对论和现代物理创新国际会议”。

   当时有些人说光速比音速高近百万倍，两个物理性质会有质的不同！但是光和声的无量纲方程是完全一样的，那么就意味着规律是一样的。在关键时刻,会议得到了中国电子学会电磁波波速问题专家组的支持.专家组长黄志洵还特别写了一篇文章大会宣读.    接着,宋健院士在2004年底召开了“光障和宇航科学讨论会”。那次在会上，宋健院士和清华白同云教授提出了一个国外报道上提到的修改相对论的方案，把相对论中的V/C的改成V/C0就可以达到超光速，C0是比光速C略大的一个数，与会学者追问怎么来的，经过讨论,得到的解释很清楚，这就是钱学森的卡钱公式，这是连续介质力学的一种近似表达。它的理论背景就是，连续介质方程是可以推导出麦克斯韦尔方程组的，这种学科的理论如何在实验上应用就显得更重要.
        加速器可以不必像拉瓦尔喷管那样一味增加能量,而考虑如何通过减小能量加速超过光速的。中国科技大学的加速器学术委员会主任裴元吉也同意试一下在加速器电子被加速到0.99999倍光速时不再增加能量反而减小能量，看看会不会有超光速电子出现，宋健院士很兴奋，会间说：“我一直找这么一种理论，这种解释比我说得清楚，（陈）佳洱同志你看能不能做一下......”,陈佳洱院士也答应回去考虑一下。香山会议后,一部分同志会后成立了北京基础科学讨论会，每两年讨论一次。宋健院士召集几个其他院士办了前沿科学杂志，专门支持不见经传的探索。

     近年来，理解的人逐渐增多起来，从连续介质方程推导出的电磁场方程，可以作为一种计算电磁场的方法，它被东北大学作为申请教育部重点基金的理论基础，进行数值计算，取得了成果。作为类似理论的隐物质，暗能量探索，过去也不被认可，但是现在已经列入自然科学基金，其中九院和北京的院所最为积极。但是这些新被认可的方法有一个共同特点,虽然用了流体力学方程组,但是状态方程还是密度不可变的"状态方程",所以他们在计算分析的最后一部,还要把"密度变化的效应"补充上去,就是类似空气动力学那样加一个变换,和空气动力学一样这个变换也有各种不同的写法,洛伦兹原来提出的变换就是和空气动力学的变换完全一样的,爱因斯坦提出的变换在空气动力学及热力学家夏皮罗的书的早期版本中也提到过,也可以在空气动力学计算中把它当作一种近似程度比较差的方法来用.   

欧洲中微子实验的消息其实触动很大，当年和钱学森一起回国的罗时均教授立即在美国给国内外同行和学生写信要注意此动向,加强这方面的研究。

2011年11月7日，《科技日报》社主办《超光速科学问题学术研讨会》，中心议题为“欧洲科学家的超光速实验与中国科学家的责任”。原科技部副部长程津培院士、中国工程院院士张钟华参加了会议。程津培说，欧洲OPERA实验是探索单程光速能否超c，是重大挑战性课题，关系到理论上的原始创新。科学问题有争论是正常的，对相对论提建设性意见是允许的。当前我国科学界的原创性思维很不足，故我们要提供一种宽容性的环境允许不同意见的发表。希望以后能有一批年轻的专家坐在前排，担任主攻。另外还希望在坐的同志搞好普及，要想法让大家都知道，都明白，起码要记者也能明白。

张钟华院士讲宋健院士给他打了电话，电话中给他说要支持这项研究，他接着说：“做科研就要有一种精神，要甘于寂寞，即使不被主流认同也要坚守，这是科学追求的真谛。......尽管挑战传统理论非常困难，但我们也应该勇敢去做。”会议共有9个人做了学术报告，美国阿巴马大学张操教授、国防科技大学原激光教研室主任谭暑生教授、航天部导航研究所首席科学顾问林金研究员等都谈了光速可变问题及超光速的理论，中国传媒大学博士导师黄志洵教授、中国科技大学原加速器学术委主任裴元吉教授等联合作了题为“电子的加速器超光速实验方案”的报告。提出按照新方法给出的超光速数理方程的特征分析,在超光速时的数学方程是双曲型的，故在超光速区要类似于拉瓦尔喷管,减小能量才能加速。过去所有加速器设计一味加大能量，这方法不能用于超光速研究。建议加速电子到光速后（如反相、量子势垒等）减小能量，以期发现速度比c大的奇异电子。
中国科技大学国家同步辐射实验室原学术委员会主任裴元吉研究员还特别讲了如何设计相速1.05c的加速管（长1.2m）；产生束团长度ps级的电子束；然后调节移相器测量不同相位时的束流能量。通过初步实验寻找疑点和原因.     会后大家还不断讨论，北京航空学院理学院江兴流教授提出了俄罗斯做过的一个实验，也是电子被脉冲加速打向一个标靶，然后在标靶后方2公里处发现62倍光速的作用。另外经过讨论，还可以对同步辐射加速器电子在转弯的时候失去能量的特性进行分析，来探讨超光速区的鞍点特性和间断特性。这些都是和空气动力学模型的数学规律类似的。

     这次会议《科技日报》于11月10日在头版作了报道，会后程津培院士打电话给黄志洵要求积极跟进，有问题找也参加会议的科技部基础司彭司长，在一个星期前前召开的纪念钱学森百周年诞辰会上宋健院士又针对当前科学界缺少领军人物提出：“答案就是没有‘淮海战役’。有大战役才有领军的统帅，要敢于干科学大工程，只有在大的科学工程取得胜利的时候，领军人物就必然会出现。”可悲的是，现在做跟踪得多，做原创性的基本不被认可。

     如何给这项研究给予推动，使它他不仅有助于物理学发展，也对交叉学科建设产生有利影响,是很多人关心的问题。这里面理论上和工程上都还有很多困难，年轻的学子少束缚,少框框,鼓励关心并参加这项探索.
    具有童心比什么都重要,爱因斯坦就这方面的问题在二战后还特别和冯·卡门进行讨论,但是那时冯·卡门也没有能很清楚讲这个问题,从那以后,爱因斯坦就再也没有发表过任何文章, 而冯·卡门虽然很想做普朗特,但是也没有从流体力学方程组推出电动力学方程组来,美国和俄罗斯科学家的这些推导是本世纪初的事情,现在科研战线中微子是否超光速的报道,就像拉锯战一样,翻来覆去,关键要看采取什么方法,什么态度,具有童心比什么都重要.


[ 本帖最后由 yuren2 于 2012-1-29 12:43 编辑 ]

通流

同样的帖子有意的重复贴是不合适的。我希望LZ自己把这里的删除掉。如果想讨论具体的物理问题，可以再写一个让人容易看懂的帖子。把科协主席抬出来证明不了科学上的正确性。
看到宋建说没有领军人物是因为没有“淮海战役”，觉得很可笑。大家想一想，当年爱因斯坦的相对论得到了国家的研究经费了吗？波尔，海森堡，薛定谔等一大批人的研究都没有国家的特别资助。有的只是学校的一个教职而已。后来美国的曼哈顿计划倒是有了官方的“领军人物"，可是并没有出特破性的科学上的成果。

显然，宋建是受到太多的我国的“会战”的影响，太习惯于当领导。

onesupeng

有点像传销一样，说第一遍可能觉得有点意思，国内还有人呼吁这样的研究，第二第三遍就无聊了

呵呵，直白点，总的来说就是一帮人想联合起来“骗”国家的钱，于是“一帮人”里面就会有很多资深院士了，知名学者啦，还有国际学术机构啦等等

通流

骗国家的钱，这是目前研究领域中的一个比较严重的问题。而且这个问题是世界性的。美国的那些可再生能源，前几年的MEMS，现在的纳米，其中骗子可是不少。这个（美国）政府支持研究已经有了70-80年了吧。开始，大家都是比较认真的做研究。后来，随着支持力度越来越大，有些（聪明)人就发现，靠这个也能挣钱。所以科研就成了生意。谁的公关搞得好，谁就钱多。同时，政府官员也开始帮人搞研究经费。

三国演义的开始说，”分久必合，合久必分“。这样的思考方法也是有道理的。当一个制度运行的时间太长，就会被人琢磨透，并从中得利。所以很多的制度要经常改。

yuren2

几年了,偶然到坛子上来看看,本来想交换一些信息看法,没想到这里有人一开口就把问题提到政治高度!
      试问?宋建领导的那些项目是受到太多的我国的“会战”的影响，太习惯于当领导?!
         从电子学会波速问题专家组到北京基础科学论坛,几十个科学工作者什么时候拿过国家一分钱?! 航天集团导航所顾问林金,为了中国二代北斗定位准确,一直在西北做着波信号从骊山经过卫星到乌鲁木齐再传回来的试验,反复验证相对论计算的结果,答案是否的,这个结果发表在航天学报上,林金为了对钟这个问题专门到美国宇航院和美国GPS的研究所交流过一年,美国专家其实也不用相对论,但是用不用相差近百纳秒,关系到制导精度要差一栋楼那么远的距离,本来可以打这个窗子,结果从另一扇门里面飞进去了,所以航天人不得不关心这件事情,花多少钱都是值得的.所以宋健召开2005香山科学会议,原来二集团董事长,航空系统工程及信号处理专家张彥仲院士,中国雷达之父王越院士就一直很认真的参加讨论,他们也不是拼凑在一起的.要说起花费,有一件花絮值得记录,去年11月开会八十岁开外的林金老人开会是骑着自行车去的,人家问他怎么秘书没有跟来,他说在航天集团作为一个科研副处长要跟自己干这个,不仅是经济上受损失,而且还有其他损失,不泡在这个事情上,本来可以当个型号副总师,一年可以拿几十万,干这个是清水衙门,所以我只能让其干半天活.做报告什么的我自己来就行了,所以要损毁这些人,口里要留点积德.
        按照拉瓦尔喷管原理已经做了改造加速器方案设计计算的裴元吉研究员担任着973重要课题,关于他提出来的加速器验证方案连写开题报告的时间都没有,他说实在不行了就用其他项目结余材料拚起设备做实验.,要知道,人家自己原来就是国家重点实验室主任,合肥的加速器实验室是分课题费给愿意做实验的人的,
     希望要砍砖头,从学术上砍,说具体,实在的,那里推导错了,那里概念错了,就从那开刀,比如有人(onesupeng)搞不清楚空气动力学的可压缩性和数值计算方法的人工压缩性,比如通流也不知道什么叫可压缩变换,如何把它用到可压缩流里面的翼型计算上面,那么咱们就讨论这个,就像刚才我就把空气动力学基础的那些链接发给你,实实在在讨论技术问题,这就很好.
不要把学术和政治及权术拉在一起.
不要在学术坛子上烂用政治语言,进行污蔑.这样做和愤青有什么区别?!
      周华,你说说看,你愿意把论坛搞成非学术论坛么?!

[ 本帖最后由 yuren2 于 2012-1-27 15:24 编辑 ]

通流

我说的是宋健的思维方式受到了”会战“的影响。他的研究成果我不知道，报上也没有看到。只知道他翻译了钱学森的书。我想，这大概不算成果吧？也许他的工作都是保密的，别人无法得知。

骗国家钱的问题，目前当然是个问题。不过，我这里也没有指名道姓。因为，我个人手里没有证据。我上面提的是美国的现象。在美国，这个骗国家钱的问题，应该比我国还严重。

至于哪里错的问题，其实我说的并不复杂。就是拿出可重复的实验结果出来。当年爱因斯坦的光束不变假设，也不是他凭空造出来的。因为当时大家测来测去，就是这个结果。现在讲超光速，其实需要的也是测量结果。这个结果是需要能被别人重复的结果。没有测量结果的支持，那些理论的对错就无从谈起。

通流

宋健还有工作一个就是人口控制研究。这个所谓的研究其实没有任何学术内容。无非是为领导的计划生育提供依据。
这个工作有用吗？有。而且，用处很大。
是学术吗？不是。

通流

你说的关于电磁波传播的速度问题，我不清楚，所以也不好瞎评论。也许你可以把结果贴出来，让大家看看。量子物理和相对论我都学过，应该可以读懂你说的东西。

onesupeng

原帖由 yuren2 于 2012-1-27 14:15 发表

                               
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几年了,偶然到坛子上来看看,本来想交换一些信息看法,没想到这里有人一开口就把问题提到政治高度!
      试问?宋建领导的那些项目是受到太多的我国的“会战”的影响，太习惯于当领导?!
         从电子学会波速问题 ...

又是一个号称什么都懂，大家人工压缩和可压缩都不懂的人。这样的人和前两天的民科一模一样。满屏幕都是你的相对论，无语了

yuren2

原帖由 通流 于 2012-1-27 14:47 发表

                               
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我说的是宋健的思维方式受到了”会战“的影响。他的研究成果我不知道，报上也没有看到。只知道他翻译了钱学森的书。我想，这大概不算成果吧？也许他的工作都是保密的，别人无法得知。

骗国家钱的问题，目前当然是 ...

宋健作为航空航天部的部长在位多年,难道是吃素的,就是一本书的贡献?这个话题建议打住,以后再不要在这里争论

[ 本帖最后由 yuren2 于 2012-1-27 16:07 编辑 ]

通流

是不是吃素的我不知道。航天部部长对航天的贡献难道就讨论不得？如果我们的领导都是那么有贡献，那么现在的情况就肯定不是现在那样了。

所以，我说是他领导当习惯了。其实，这也是我国的院士们的一个比较普遍的现象。反正成了院士，就成了领导。

uesoft

楼主提出了一些很有意思的课题，我觉得是有价值的，这些在国外应该也有很多研究，比如超弦理论。统一的物理理论应该是一个方向，该方程将能描述任何固、液、气体或任何其他极端的物质或运动状态，因此，所谓的光速上限或低温下限等等极限数值其实只存在于某种通常的物理或数学约束条件下，并不适用于任意状态--特别是那些我们可能尚未观测到的状态或者那些无法准确观测的状态。
楼主提出用matlab或maple做理论推导，也是有新意的，MATLAB的推导还是比较先进和智能的，在很多方面超过人的能力。计算机推导是有优势的，因为所谓的理论公式推导，其实就是根据一些公式或实验数据在做一个变换，而这样的变换在matlab或maple那里真的是一碟小菜！可是这样的变换，过去是由牛顿、NS、麦克斯韦、爱因斯坦、量子学派、高斯、欧拉、拉普拉斯、欧几里德等有限的几个牛人才能实现的。

yuren2

原帖由 uesoft 于 2012-1-29 04:19 发表

                               
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楼主提出了一些很有意思的课题，我觉得是有价值的，这些在国外应该也有很多研究，比如超弦理论。统一的物理理论应该是一个方向，该方程将能描述任何固、液、气体或任何其他极端的物质或运动状态，因此，所谓的光速上 ...

知音难得!

周华

大家就事论事不要扩展到不相干的人身上去。我个人看法是现在研究超光速流体为时尚早，因为超光速本身是违背狭义相对论假设的，目前只有欧洲有人说发现了超光速的中微子，但物理界很多人都对此结果持保留态度，所以现在研究流体超光速问题显然有点不是时候。另外拉瓦尔喷管也不要把它神化了，拉瓦尔喷管确实可以加速流体，但在速度较高的时候，喉道会出现冷凝问题。再往高的速度加，则喷管前后的压比必然要提高到一个实际上不能达到的高值，客观上需要很高的能量值。这方面的问题建议yuren2先去看一些高超音速地面试验设备的基础问题，从能量角度来思考一下，就能掂量出其是否可行。

通流、onesupeng等人的看法讲的是现在科技界普遍存在的问题，这些问题在我们这里可以谈，不过谈不谈的对实际的形势不会产生多大的影响，所以我们还是专注在专业问题上，这样才能最大限度地发挥我们的特长。

周华

卢卡西维奇在《高超音速试验（？）》那本书上曾经提过一个数据，就是一座高超音速风洞运行时需要的能量与半个洛杉矶市的用电量相仿，而那还只是马赫数较低的高超音速流动，要是能出现相对论效应，大概要把全世界的能量都用上了，超光速就更不可能了。所以我觉得即使将来需要建造地面设备做相关的试验，那必然也是在介观尺度（微观尺度就无所谓流体了）上进行，而且设备的规模大概要跟欧洲的那个对撞机差不多才行。