| 吴水清：黄志洵和他的新作《超光速研究的理论与实验》 |
[ 2004年11月27日，阅读人数15人 ]
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学术动态№966 卢所北京部 2004/11/26 p.6077-6080
2004年11月24日，由上海来京的东方电磁波研究所所长季灏先生转交的一本题为《超光速研究的理论与实验》新书，作者黄志洵教授是我国研究超光速理论与实验两方面的开拓者。他在扉页上写道：“吴水清先生阅正！ 作者敬赠 Nov.23,2004”。
作为一名读者，我很早注意黄志洵教授在超光速理论与实验方面的卓越工作，现在得到他亲自赠送的新书，感到非常高兴，达到爱不释手的程度。根据一些朋友的要求，现将黄志洵教授和《超光速研究的理论与实验》相关情况介绍如下：
（一）作者
黄志洵教授，1936年生于北京，中国传媒大学（前身为北京广播学院）微波工程教授，电磁理论与电磁兼容学专业方向的博士生导师。中国科学院电子学研究所客座研究员。国务院颁证“做出突出贡献的专家”。在2004年11月“宇航科学前沿与超光速问题”香山会议上发表“超光速研究40年回顾与展望”中心议题报告，主持设计一系列电子仪器和设备，并在国内外发表科学论文约120篇。荣获国家级科技进步奖，专著《截止波导理论导论》获全国优秀科技图书奖。近来致力于磁波速问题研究，有《超光速研究——相对论、量子力学、电子学与信息理论的交汇点》、《超光速研究新进展》等多部著作发表。E-mail:srabj@public.bta.net.cn
（二）内容
《超光速研究的理论与实验》是关于超光速研究方面的系统性的论文集，以研究电磁波和光波的本质为核心。全书分三部分，共22篇文章。
第一部分8篇文章，主要讲述超光速理论与实验，介绍了多国科学家的贡献，其中包括了作者以及其他中国科学家的工作。篇目有：
1 光速测量与光频测量（1）
2 电磁波经典波速理论及存在问题（23）
3 超光速研究的理论根据（40）
4 1963-2003年间关于超光速的科学研究（53）
5 超光速研究的量子力学基础（77）
6 Superluminal and Negative Group Velocity in the Electromagnetic Wave Propagation（95）
7 Study of the Superluminal Group Velocity in a Coaxial Photonic Crystal（106）
8 截止波导内消失波状态的波速研究（112）
第二部分7篇文章，涉及与超光速研究有关的一些问题：狭义相对论、EPR思维、精细结构常数及暗能量。篇目有：
9 论狭义相对论的理论发展和实验检验（125）
10 狭义相对论研究中的若干问题（144）
11 论EPR思维研究（157）
12 Some Problems in Research of EPR Thinking（174）
13 精细结构常数的测量和光速的变化（179）
14 究竟是谁在变——由精细结构常数变化引发的问题与挑战（187）
15 宇宙学中的暗能量与反引力问题（193）
第三部分7篇文章，讨论了用电磁理论处理像波导、横电磁室这样的微波结构，论述了Proca方程组。篇目有：
16 Exact Calculations to the Propagation Constants of Circular Waveguide Below Cutoff（199）
17 截止下圆波导的衰减常数的精确公式（204）
18 The General Characteristic Equation of Circular Waveguides and Its Solution（213）
19 Attenuation Properties of Normal Modes in Coated Circular Waveguides with Imperfecly Conducting Walls（221）
20 应用广义电报员方程组求解导波技术问题（234）
21 CTEM 室内场强分布的计算分析（245）
22 Proca电磁理论的若干问题（256）
（三）评论
编者评论：本书的特点是用不同学科的方法从多角度处理超光速科学问题。可供广大科研人员、工程技术人员、大专院校师生及科学爱好者阅读参考，对电子学家、物理学家特别有参考价值。
国内外学者评论：
1 西安电子科技大学一教授：
“（2003年）年底，中国科学院西安光机所的两位研究生来我处联系工作，谈到老兄，他们对你的大名及住宅均很熟悉。但他们遗憾买不到你的大作。”
2 中国科学院院士黄宏嘉教授：
（2002年10月来信）“接读您的关于超光速的大著，不胜钦佩，它实为科学界的挑战性课题。您对此领域的研究很深，祝您不断取得进展。”
3 中国工程院院士、中国科学院院士王越教授：
（2002年11月信）“黄教授潜心研究超光速问题多年，有许多新见解，很是佩服，从事艰难探索是科学精神的体现。科学精神离不开问‘为什么’的怀疑和探索。我认为，一切事物的存在都有条件和前提，宇宙是不断变化的，绝对的事物是没有的。粗想起来，应该是‘超不过光速’是有条件的；大部分情况（普通情况）下是超不过光速的。但这个‘普通’也是有条件的。”
4中国工程院院士院士范滇元教授：
（2003年4月电子邮件）“您的关于超光速问题的书，我已拜读过，收获甚丰，激起我对超光速和慢光速问题的很大兴趣。”
5 德国科隆大学（Universtät KÖln,Germany）Günter Nimtz教授:
（来信）“I realize that the book is of some importance. I suggest that you should publish an English translation.”
6 美国Portland 州立大学倪光炯：
（在《中国工程科学》第5卷第3期发表了《学术自由讨论是科学发展的前提——评黄志洵所著〈超光速研究新进展〉》，认为读了以后）“立即被该书内容的新颖、丰富、生动和具体所吸引，感到极大的喜悦；这本书的出版和黄教授组织的相关学术会议，向国内外的学术界吹进了一股清新之风。”在国际科学界，目前对超光速问题的争议虽然仍多，但近年来超光速论文已能在国际一流杂志上发表。事实证明，科学无禁区，科学在发展过程中并不承认“永久的权威”。
7 国家政协原副主席、中国工程院前院长、国家科委原主任、两院院士宋健教授：
（2003年9月1日下午，给黄志洵教授打电话）“你的书早就看了，我有浓厚兴趣，因此最近又看了一遍。现在，超光速研究的环境宽松些了，不是离经叛道的事情。Einstein相对论对速度的约束，到处起作用。从宇航角度讲，半人马座的比邻星距地球4.3光年，天狼星距地球8.8光年；飞船永远不能超光速，那么人类大概永远不能越出太阳系。宇航受到限制，只能在太阳系里打转，是令人沮丧的限制。
“20年前，主流科学界均不承认有超光速的可能。航天系统的一位专家曾对我说，‘究竟为什么光速c不能超过？！ Einstein理论是否有缺陷，有随意性？’他说，10年前到美国Houston进修时，问一位著名理论物理学家——‘粒子不能超光速是否铁定了？！’那位物理学家回答说，这个事没有人敢反对，我劝你也不要做。……也有人认为，Einstein说的是‘视现象’，是假象；况且，即使光不能超越c。或许有别的波比光速快。
“有一次一个高能粒子物理学家对我说，‘反粒子是通过检测器发现的，本来应该由上而下走的径迹却是由下而上走。’我问，‘如果是超光速粒子，径迹是否也会反过来？’他讲，‘不是说光速不能超吗？！只好是反粒子了。’
“你的书，对超光速问题讲了很多。我想，现在的形势不同了，不是多年前研究Cherenkov辐射的时期了。据报道，慢光速、零光速都做成功了。超光速也可能会有突破。……你书中提到，按狭义相对论，超光速时出现‘虚质量’，这或许不成问题——电磁学里的电感、电容，不也是‘虚’的吗？！
“最近，在《Science》（Vol.300,PP.1893～1918,2003）杂志上，刊出了一组文章，引起了大家的关注，即使物理界也感到振惊。可以说，引起基础物理学一片混乱！宇宙学已经离经叛道了。
“这些文章从宇宙背景辐射分布的测量结果推论：一定存在暗物质、暗能量。现在的说法，宇宙中一般物资只占4%；暗物质占23%，有引力；其余72%是暗能量。是斥力，不是引力。宇宙膨胀越来越快，为什么？仅有万有引力，是减速作用。为什么现在不减反快？
“暗能量哪里来的？据说是无中生有，来自量子涨落，理论物理学家好象大都信。真空中能出来这么多能量吗？！难以解释。这是难题。当理论解释不了实验结果时，就要构造新理论，能量守恒没有了，物理界能不着急吗？！
“我们可否召开一次会议，专门讨论：1、超光速问题；相对论的前提是否能另外解释？2、理论物理方面的问题。把国内外专家请来，我们开2～3天会。”
（2003年11月7日在北京国际科技会展中心召开“超光速与宇航科学前沿问题座谈会”讲话）最近国家开始制定第11个五年计划，关于科学研究方面，精神是解放思想，鼓励原创性。可以一开始就有点标新立异，不要太受“权威”的思想约束。关于超光速，国内外不断有报道出来，昨天《参考消息》还译发了《New Scientist》杂志的文章——《超越光速》。从黄志洵的书《超光速研究新进展》来看，似乎有很多“可以超光速”的证据。有的人说发现了反粒子，也许实际上却是超光速粒子？！另外，超光速问题也关系到未来的宇宙探索。物质究竟为何不能超光速呢？！据说是因为v>c时，一个式子的根号会成为虚数，但我们搞工程的人，有时不大承认那种“数学公式上的困难”是绝对不可克服的困难。总之，超光速研究涉及的面非常广，要解放思想来研究，要组织合理的实验。
（2004年4月8日，在一次小型座谈会讲话）从事基础科学研究必须解放思想，努力做原创性工作。光速在工程科学界的视角上来讲形成了“光障”。大家知道，1947年10月14日首架超音速飞机在美国试飞成功。而突破“音障”以后的航空业极大地带动了科学技术的发展。那么，今天摆在人类面前的“光障”能否突破呢？！工程科学界有自己的干法，要做实验；数学家、物理学家也要考虑这个问题。科学发展总是不断发现新矛盾，在探索中前进。（对于黄志洵从事的研究给予肯定，认为他）“有一种执着的精神”，（文章）“写得漂亮”。
8 中国科学院院士、电子科技大学教授林为干先生：
“我国著名的电子学家黄志洵是北京广播学院的微波工程教授，博士生导师，国务院颁证‘做出突出贡献的专家’，近年来还任中国科学院电子学研究所客座研究员。他从事电子学方面的研究、教学工作已有46年，成果累累。他曾主持设计并研制成功多种电子仪器、设备，其中有的是国内外首创。在理论研究方面，他率先把截止波导理论整理为一个完整的体系，并作了若干创造性发展。例如，关于圆波导特征方程的精确求解；关于用表面阻抗微扰法推导圆波导衰减常数的精确算式；关于截止衰减器纵向非线性的算法；关于导出内壁有介质层的圆波导的普遍性特征方程等等。另外关于横电磁室（包括GTEM室）的分析计算他也做出了许多工作。在这些方面他都有原创性的论文发表，对电磁理论、电磁兼容学、计量学、雷达技术的贡献都是很大的。
“据我所知，一个时期以来黄志洵对经典电磁理论与量子理论的结合做了许多努力，并积极从事电磁波波速问题的研究。从20世纪80年代中期到90年代初期，他不仅发现了截止波导内消失波波型在一定条件下会发生负相速、负群速的现象，而且最早提出用量子隧道效应来分析和处理波导这种传统上是宏观性质的器件。黄教授已在国内外发表学术论文约120篇，出版了学术专著5部（其中3部讨论超光速问题）。完成这样大的科学工作量，确实很不容易，而且富有价值。
“黄志洵出身与一个科学世家，他的父亲黄子卿院士（过去叫学部委员）是我在西南联大时期的老师之一。我觉得，他秉承了其父的特点和精神，那就是：热爱祖国、为人正直、献身科学、严谨治学。很多人都知道黄志洵的勤奋（在学术界勤耕耘），深思（为弄清问题做不懈的探索）。‘锲而不舍’这四个字便是这位中国科学家的写照片。无疑，青年人应当学习这种精神。
“我祝贺黄志洵教授的这部力作（《超光速研究的理论与实验》）的出版，并以很大的兴趣关注着国内外的相关的进展。我获悉，中国科学家们不仅在理论研究上取得了成绩，在以前的两年内在实验方面也已捷报频传——例如北京大学陈徐宗教授领导完成了超慢光速实验和负群速实验；北京广播学院黄志洵教授领导完成了群速超光速实验；中国科学院电子学研究所李芳研究员领导完成了负导磁率方面的实验等。这是非常可喜的进步。因此我同意已故的孙俊人院士在几年前说的一句话——‘中国科学家也是很聪明的！’我预祝大家做出更多更好的成绩。”
（四）出版
科学出版社于2005年1月出版。该社地址：北京东黄城根北街16号，邮编：100717
http://www.sciencep.com 责任编辑：胡凯，马长芳 中国版本图书馆CIP 数据核字（2004）第099007号 ISBN 7-03-014417-1 字数：345000 ；开本：B5（720×1000）.第1次印2000册。印张：19 ；插页：4 。 | | |