为什么说“牛顿仍称百世师”？—为航天专家摘录的一些精辟论述

黄志洵

（中国传媒大学信息工程学院，北京100024）

[缘起]

最近，随着拙著《微波和光的物理学研究进展》出版，学界朋友有一些议论。航天界一位老专家发来邮件说：“我们这里几位老同志对您的事迹和著作表示钦佩，感叹说您有对科学的献身精神和超常的毅力。大家看了照片说你瘦了些，希望保重身体。”……同时，他也提出了一些问题，如：何谓超光速物理？什么人是超光速物理学家？

我回信说，感谢航天界老专家们对我的关怀与厚爱。我本是个航天迷（参见新书P.490的诗）；对于中国航天人披荆斩棘取得的进展，我非常钦佩！……虽然我未在航天系统工作过，但一些研究人员（二院、三院、五院）常与我联系，讨论科学问题。有一位（五院）研究员甚至说，过去我写的某书“就放在我们实验室台子上，时时参考”。听到这一说法，我很高兴，并以此为荣。

超光速的英文是faster-than-light，也写作superluminal；有的文献称之为“快光”（fast light）。我认为这一学科的最早先驱是I.Newton，因经典力学从不对速度设置上限。20世纪60年代国际上开始正规的研究，早期有O.Bilaniuk，G.Sudarshan，G.Feinberg等人，也包含非常了不起的J.Bell。后来出色人物也不少；例如美国人T.Flandern证明引力传播是超光速的（宋健曾让我找其文章给他阅读）；又如瑞士科学家N.Gisin团队用实验证明量子纠缠态以超光速传播。我的一位朋友（德国科隆大学教授）G.Nimtz做成功2个超光速实验，一个在微波，一个在光频；等等。上述这些人士都可称为超光速物理学家。至于中国人，我们是后来者；但优秀的研究者也相当多。……有关的国内外情况，请阅拙著新书P.287~P.312。

对这位老专家的科普文章，我提了几点意见：①应指出Newton经典力学不为速度设置上限；而且，航天发射及火箭运行都用Newton力学，而不用相对论力学（宋健强调这一点）。②还应指出量子力学与相对论有根本性矛盾；而量子力学也不为速度设限。③量子力学基本运动方程是从Newton力学出发推导成功的；如从相对论力学出发，这个Schrödinger方程就导不出来。

随后，这位老专家又发来邮件说，你讲宋健曾强调：航天发射及火箭运行都用Newton力学，而不用相对论力学，这很重要；实际上航天部很多人都有如下想法——尽量避开相对论问题。……他希望我查阅及作进一步介绍。

[一些学者的精辟论述]

以下是我对几位学者的科学论述的摘录。

一、宋健院士的文章“航天、宇航和光障”；见《第242次香山科学会议论文集》，2004年，第7~22页

——从技术科学的角度讲，Einstein在1905年论文中的名言“不可能存在超光速运动”（velocities greater than that of light have no possibility of existence），是设想了一个光障。但这只是猜测，不能把这句话当做科学定律，因为没有实验根据。我们看不见它（超光速运动），不能成为“不存在”的证据。……

——航天技术已开始放弃狭义相对论的技术基础，即用电磁波双向时间间隔之半作为距离的定义，改由卫星和飞船上用编码报文形式向地面单向传送所有信息，供地面观测指挥中心使用。这时飞船上独立自主的计时、观测、导航和发讯都与地面观测无关。全球定位系统（GPS）就是以这种方式工作的。……

——航天技术现在能达到的飞行速度是数十km/s，远小于光速c，故关于火箭推力、轨道计算和实验均以Newton力学为基础。从40年航天技术实践反过来检查狭义相对论（SR）的计算，就会发现即使在远低于c的情况下，自主导航的工程实践与SR动力学也发生某些冲突。例如发动机推力依赖其惯性速度的现象就从未发现过。半个多世纪的实践证明，在第三宇宙速度（16.6km/s）齐奥尔科夫斯基公式足够准确，从未发现过推力依赖惯性速度的情况。利用狭义相对论公式计算航天器飞行速度要十分谨慎！

二、王令隽教授在《物理哲学文集（第一卷）》中的论述；香港东方文化出版社，2014年

——牛顿力学的经典时空观越来越显出科学理论的特征，经得起时间和实践的无休止检验。“绝对时空”是从大量实际观测中抽象出来的概念，并天天被无数宏观试验和实践所证明。从欧氏几何到黎曼几何，都以绝对空间概念为前提。……越来越多的理论工作者感到绝对时间的重要，只是他们只说公共时间（所有坐标系用同一时间）。

——Einstein场方程的经典解中有一个奇点，在这里时空度规发散为无穷大。一个发散的解是失败的数学表述。避免无限大是一个科学家的常识。……黑洞就是Schwarzchild半径内的时空；黑洞里的时空反转决定了整个黑洞理论毫无价值。

三、梅晓春研究员的书《第三时空理论与平直时空中的引力和宇宙学》（知识产权出版社，2015，第8~11页）

       ——令人难堪的是，对于在地球引力场中发射火箭这种最简单的牛顿力学问题，广义相对论（GR）的弯曲时空引力理论居然无能为力，事实上从未有人用Einstein引力理论解决过这个问题，因为它无从下手。火箭有自主加速度，不是在引力场中自由降落。按照GR连场方程都写不出，遑论求解？如无牛顿引力理论垫底，Einstein理论什么都做不了！这样的理论比牛顿高明吗？它能做物理学基本理论吗？！……由于时空性质的差异，GR与量子力学根本无法相容。本书证明，没有必要采用“引力几何化”的方式。

——有许多数学上有理、物理上却莫名其妙的东西。为何那么多物理学家对奇异性黑洞感兴趣？需知除了宇宙本身，现实世界没有无限大。在奇点附近，一切计算均无意义。那种奇点无处不在的理论一定有问题。

四、黄志洵教授的论文“关于GPS系统‘相对论修正’问题的讨论”，见中国传媒大学学报（自然科学版），2020年，27卷5期；此文曾贴在科学网（Sci.Net），已有1300人阅读。

——本文细致地评论了关于GPS系统“相对论修正”问题的实质，认为“没有相对论就没有全球卫星定位系统”的说法是错误的。它如同“没有相对论就不会有原子弹”的论调一样荒唐，如果不是更荒唐的话。本文指出，相对论的一些基本要素（例如不存在绝对坐标系、同时的相对性、引力势概念、引力场方程、引力红移等），要么错误，要么缺乏实验基础，或是不合理地被夸大。这不仅反映了该理论自身的逻辑困难和不自洽，而且给人们带来了很大的思想混乱。……

[结论：牛顿仍称百世师]

Newton是伟大的，不容任何人贬低。他把地面物体的力学和天体力学统一在一个体系中，全部服从万有引力定律。该定律的准确性令人吃惊，实验证明距离小到微米级仍然正确。从以上摘录可见，Newton经典力学作为人类历史上第一个科学理论体系，不仅每日每时都被人类广泛地应用于实际，而且也是航天科技活动的可靠支撑。相对论力学的用途则很可疑。这也是英国皇家学会组织的科学家投票中，Newton得票远超Einstein的原因。……因此我在2016年写的诗中首句为“牛顿仍称百世师”（参见拙著新书P487，P490），他当之无愧。

2021年1月12日于北京