对《关于声波在流体媒质中传播问题的探讨》的

自我评议

笔者的这篇论文志在以多普勒效应为突破口，颠覆相对论，创新物理学。

一、多普勒效应

关于多普勒效应的早期发展历史，参考文献【1】有很详实的介绍，本文不再赘述。1842年，多普勒在他的论文《论天体中双星和其它一些星体的彩色光》中最早预言，由于星体与地球之间存在相对运动，因此从地球上观察到的星体颜色会发生趋红或趋蓝的变化。根据当时对光的认识，多普勒在假设空间中的以太保持绝对静止状态的基础上，推导出两种光频率对应关系式：若星体在以太中不动，地球趋近或远离星体，则星体发射的光频率ν与在地球上接收的光频率ν′之间的对应关系式为

  ν'=ν(1+ucosθ/c)                       （1）

若地球在以太中不动，星体趋近或远离地球，则星体发射的光频率ν与在地球上接收的光频率ν′之间的对应关系式为

  ν'=ν/(1-ucosθ/c)                      （2）

因为认为光和声都是依靠介质传播的波，所以（1）和（2）既适用于描述光多普勒效应，也适用于描述声多普勒效应。1905年，爱因斯坦在关于相对论的首篇论文《论动体的波动力学》中，抛弃了以太观念，并将光波动方程与洛仑兹变换相结合，推导出新的光多普勒效应频率对应关系式

  ν'=ν(1-ucosθ/c)/sqrt(1-uu/cc)            （3）

1938年，爱佛斯与斯提威耳通过实验严格证明【2】，对于光多普勒效应而言，由（3）得出的理论计算值比由（1）或（2）得出的理论计算值更贴近实验观察值。从此以后，在物理学上形成了用（3）描述光多普勒效应，用（1）和（2）描述声多普勒效应的"一分为二"、"各霸一方"的理论格局。

二、光速与声速

虽然光和声都属于波，但是光速在真空中保持恒定的现象一直使许多物理学研究者感到疑惑不解，爱因斯坦提出的光速不变原理更是不断地遭到一些物理学研究者的口诛笔伐。几乎所有的物理学研究者都坚信，当声波在流体媒质（如空气）中传播，声速相对于在流体介质中运动的声源和观察者而言都是可变的。特别是在制造出超声速飞机以后，这种观念更被无限地强化。

如果声速相对于在流体介质中运动的声源或观察者是可变的，我们早就应该利用诸多种极其简单的实验观测到了。但是在科学技术已经高度发达的今天，为什么竟从来没有通过任何一例实验确凿证实声速相对于在流体介质中运动的声源或观察者是可变的呢？笔者认为，关键问题在于现代物理学已经被分解为理论物理学、实验物理学和应用物理学三大门多小屋，当今的物理学研究者因为在知识结构上存在狭隘性和片面性从而已经严重缺乏和束缚了对客观世界运动规律的全面认识能力。物理学是从哲学中分离出并与数学相结合的一种具体科学。即使在从古至今的世界一流物理学家中，也只有牛顿最配誉为"哲学家＋数学家＋物理学家＝天才巨匠"。

当可被视为固体的声源或观察者在流体介质中运动时，其势必要影响到贴近其表面的流体的流动状态。实验证明，所有流体都有粘性，当固体在流体中运动时，即使粘性很小，贴近固体表面的很薄的流体也会被固体拖拽着一起"运动"（由这部分流体构成的薄层被在流体力学中被称为边界层），并以固体表面为起点，由近及远地在各流体层中形成流速梯度。正是由于流速梯度和边界层的客观存在，因此所谓声速相对于在流体介质中运动的声源或观察者是可变的根本无法被任何精密的实验仪器观察到，我们用肉眼看到的水面波波速的相对变化只不过是一种以假当真的错觉而已。如果超音速飞机真的超过了由它发射出的在它飞行前方传播的声波，也就不会出现激波现象了。

三、对论文自评

笔者撰写这篇论文的目的是尝试把关于描述光和声多普勒效应的两种理论经过去伪存真，再度实现"合二为一"、"一统天下"的理论格局。爱因斯坦将光波动方程与洛仑兹变换相结合推导出（3），笔者则是将一维声波动方程与用声速替代光速的仿洛仑兹变换推导出的声多普勒效应频率对应关系式为

  ν'＝νsqrt((c+u)/(c-u))或ν'＝νsqrt((c-u)/(c+u))        （4）

取θ＝0或θ＝180，则（3）与（4）的数学形式相同；若u>>c，则（3）和（4）的近似数学形式与（1）和（2）在取θ＝0或θ＝180条件下的数学形式相同。

    论文中给出的两个理想实验既符合实际，也遵循逻辑。仿洛仑兹变换则是笔者的主观约定，意图就是为了得到（4）。当然，（4）尚须接受实验的严格验证。

洛仑兹变换是相对论的数学根基。用声速替代光速得到的仿洛仑兹变换，无疑是从根基上彻底推翻了相对论。狭义相对论分为运动学和电动力学两部分。笔者毕竟才疏学浅，力不从心，只对其中的运动学部分有过学习和研究，但是笔者坚信相对性原理需要继续传承，光速不变属于客观事实，洛仑兹变换有待重新诠释，相对时空观则是荒诞无稽。在中国古神话故事中，有"天上一日，人间一载"；在地球上，不是也有"极地一昼夜，它乡已一年"吗？

四、齐心创未来

做为物理学爱好者，我们不仅物理学知识有限，数学知识更是可怜，哲学知识也不过是就学期间掌握的那点儿辩证唯物主义和唯物辩证法常识而已。在此，笔者希望各位物理学爱好者，在个人有志向和精力的前提下，最好是边探讨边学习。物理学的创新面临着巨大的困难，未来绝对不会再出现象牛顿、爱因斯坦、麦克斯韦这样伟大物理学家。但是，常言到：三个臭皮匠，赛过诸葛亮。集思广义，取长补短，各尽所能当是我们创新物理学过程中必须采取的战术。

让我们紧密团结，齐心协力，为实现美好的理想继续奋斗！

参考文献：【1】《多普勒及多普勒效应的起源》，物理，2003年第32卷第7期，网络查找：http://www.wuli.ac.cn/ch/index.aspx>  【2】《请大家解释"爱佛斯－－斯提威耳实验"》，挑战相对论[http://club.xilu.com/hongbin]